太阳能—浅层地热能复合空调监控系统

【摘要】：在能源与环境问题突出的当今社会,可再生能源利用技术得到了国家的高度重视。本科题来源于山东省科学技术发展计划“太阳能季节性蓄热与地埋管地源热泵系统的应用研究”项目。该项目的目的是对太阳能-浅层地热能综合利用技术进行理论研究并推广应用,建立了太阳能-浅层地热能复合空调系统示范工程,克服了单一热源利用时的缺陷,是对新技术的一种创新性试验。随着信息化和自动化技术的发展,对复合系统现场设备和过程参数的监控提出了更高的要求。本着自动化,智能化和网络化的目标,本文对太阳能-浅层地热能复合空调监控系统进行了研究与设计,实现并成功地应用于实际工程中。不仅使实验研究的开展省时省力,而且为新技术的推广应用提供了技术参考。 本文首先介绍了太阳能-浅层地热能复合空调系统的组成以及工艺流程,按照实验研究的要求对太阳能-浅层地热能复合空调监控系统需要进行检测和控制的参数进行了统计,根据检测点的数目以及实际工况选择监控系统方案,提出了采用基于现场总线的集散控制系统FDCS的结构实现数据的采集和设备的控制。在硬件的选型中,确定了可编程控制器、输入/输出模块、通讯模块等的选型,以及智能仪表和协议转换器的选型,为系统的搭建提供了基础。利用STEP7编程软件实现了硬件的组态以及数据的采集、工况的控制等程序的编写。 其次进行了上位机监控界面的设计,选用西门子WinCC组态软件实现上位机界面的显示和数据的存储。根据实验要求完成了界面的设计,实现了报警,历史趋势显示,以及远程访问功能。针对WinCC对数据处理方面的薄弱性,本文利用VB实现了WinCC归档数据库与EXCEL的连接,将编写的.exe程序嵌入WinCC监控系统中,方便了数据的查询和导出。 文章最后探讨了地源热泵的地埋管侧水流量变频控制的节能潜力,提出了采用模糊控制方法实现变流量控制,根据专家经验制定控制规则,经过离线计算得出模糊控制变量表；并且介绍了地埋管侧变流量模糊控制在PLC上的实现。 【关键词】：太阳能 浅层地热能 监控系统 归档数据库 模糊控制
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU831.3;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 太阳能-浅层地热能复合空调系统研究现状12-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 太阳能-浅层地热能复合空调系统概述15-19
• 2.1 太阳能-浅层地热能复合空调系统组成15-17
• 2.2 太阳能-浅层地热能复合空调系统工艺流程17
• 2.3 太阳能-浅层地热能监控参数17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 太阳能-浅层地热能复合空调监控系统总体方案19-36
• 3.1 监控系统简介19
• 3.2 监控系统设计依据19-20
• 3.3 监控系统方案选择20-22
• 3.3.1 监控系统总体方案选择20-21
• 3.3.2 现场控制器选择21-22
• 3.3.3 本系统基本结构22
• 3.4 系统硬件选型22-25
• 3.4.1 上位机选型22-23
• 3.4.2 可编程控制器PLC及外围模块选型23-24
• 3.4.3 智能电表的选型24
• 3.4.4 Modbus转Profibus模块的选型24-25
• 3.4.5 传感器选型25
• 3.5 PLC程序设计25-35
• 3.5.1 西门子STEP7 V5.4软件简介25-27
• 3.5.2 硬件组态27-30
• 3.5.3 用户程序设计30-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 监控系统画面以及数据处理36-50
• 4.1 太阳能-浅层地热能复合空调监控系统方案设计36-37
• 4.1.1 组态软件选型36
• 4.1.2 西门子组态软件WinCC36-37
• 4.2 上位机监控系统方案设计37-38
• 4.3 监控系统HMI界面设计38-45
• 4.3.1 设计原则38-39
• 4.3.2 设计步骤39-45
• 4.4 WinCC项目的Web访问45-49
• 4.4.1 B/S模式概述45-46
• 4.4.2 WinCC Web Navigator概述46
• 4.4.3 WinCC Web Navigator项目组态46-47
• 4.4.4 网络发布47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 WinCC归档数据的查询50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 WinCC过程值归档50-52
• 5.2.1 WinCC数据归档方式50-51
• 5.2.2 WinCC数据归档过程51-52
• 5.3 访问WinCC归档数据库的方法52-53
• 5.3.1 使用ADO/OLE-DB访问归档数据库53
• 5.4 VB与归档数据库的连接53-59
• 5.4.1 ADO简介53-54
• 5.4.2 数据查询的实现54-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 地埋管流量模糊系统研究及实现60-71
• 6.1 地埋管水系统变流量能耗分析60-61
• 6.2 地埋管水系统变流量调节方法选择61
• 6.3 地埋管水系统变流量控制方案设计61-62
• 6.4 模糊控制器的设计62-66
• 6.4.1 模糊控制器结构的确定62-63
• 6.4.2 模糊控制器设计63-66
• 6.5 模糊控制器在PLC中的实现66-70
• 6.5.1 PLC模糊控制器程序设计流程66-67
• 6.5.2 程序的具体实现67-70
• 6.6 本章小结70-71
• 第7章 总结和展望71-72
• 7.1 工作总结71
• 7.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况76

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