大型太陽能熱水工程控制系統(tǒng)設計

摘要：為了解決當前太陽能熱水工程控制系統(tǒng)水住分段檢測的問題，利用水壓與水位的關系，采用壓力傳感器對儲水箱水壓進行檢測，間接測量水位的方法，實現(xiàn)水位的連續(xù)測量，提高水位測量精度。系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心控制器，采集水位水溫，實現(xiàn)上水和電輔助加熱的自動控制。通過DS12C887實時時鐘模塊，為系統(tǒng)提供準確的基準時間，水位低于設定值與用水量少的清晨時段上水相結合，提高了太陽能利用率，節(jié)約了電能。
關鍵詞：太陽能；熱水工程； AT89C51；水位檢測

0 引言
太陽能工程熱利用是新興的產業(yè)，是現(xiàn)代控制技術和最新太陽能熱利用技術相結合的產物。與家用太陽能熱水器相比，大型太陽能熱水工程能夠在更大規(guī)模和應用領域中發(fā)揮綠色能源的突出特點。隨著太陽熱水器系統(tǒng)的不斷發(fā)展，超大采光面積、大噸位儲水箱的大型太陽能熱水工程有著越來越多的使用。目前市場上大型太陽能熱水工程的控制系統(tǒng)大部分只具有溫度和水位顯示功能，而且分段顯示，對溫度的控制即使具有輔助加熱功能。由于加熱時間不能控制而產生過燒，從而浪費大量的電能。以單片機為核心的控制器，對水位實現(xiàn)連續(xù)測量。采用DS12C887實時時鐘，根據(jù)用水時段和天氣狀況，實現(xiàn)自動上水控制和自動電輔助加熱，不僅實現(xiàn)了時間、溫度和水位三種參數(shù)實時顯示，而且具有時間設定、溫度設定與控制功能。

1 系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，輔以水位水溫采集控制系統(tǒng)，充分利用太陽能進行加熱，同時考慮到太陽能的間歇性自動不給進行能源轉換，有效地啟動一種輔助能源進行加熱，通過智能控制達到全天候不間斷地提供熱水。控制系統(tǒng)主要完成溫度測量與顯示、水位測量與顯示、自動電輔助加熱、自動進水等功能。上位機對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設計
2．1 水位檢測電路
測量水位有很多種方法，例如電容式、浮球式和靜壓式等。目前浮球式液位檢測應用較多，分段顯示水位有一定的局限性。根據(jù)水位與壓力的關系，采用測量壓力間接測量水位的方法，可以實現(xiàn)水位的連續(xù)測量。