太阳能热水工程远程监控系统的设计与实现

【摘要】：随着太阳能热水器向工程化发展的趋势逐渐凸显，保证太阳能热水工程控制系统持续、稳定、健康的发展成为重中之重的任务，太阳能热水工程系统的性能检测作为控制系统优劣的评定标准，起着至关重要的作用。太阳能热水工程远程监控系统作为检测太阳能热水工程控制系统的长期检测设备，必将成为太阳能热水控制系统热性能得到良好监控的关键。 太阳能热水工程系统的形式有电能加热为主太阳能集热为辅方式、太阳能集热为主电能加热为辅方式和太阳能与辅助电加热互补方式三种，而且每种方式的具体工作方式也各有不同，所以急需提出一种较为统一的、公平合理的太阳能热水工程的热能计量方法与稳定可靠的监测手段。针对上述问题，本课题提出了一种太阳能热水工程远程监控系统，并针对此系统的市场需求、功能需求和性能需求进行了详细介绍。该系统整体框架由传感器数据采集终端、远程数据传输和远程控制显示终端三大模块构成。此系统提出的能量计量方法根据现场采集端发送的数据，可以完成对工程中太阳能供热量、用户群得到的热量、脱离储水箱设备的消耗能量、与储水箱设备相关联的辅助热源供热量和热量在传输过程中损失的能量进行准确的计算。 系统能量的有效计量依赖系统物理量的准确检测，为此本系统在BHL太阳能热水工程系统基础上，为传感器数据采集终端设计开发了多路三线制PT1000铂电阻温度检测模块、涡轮流量检测模块、压力式水箱水位检测模块、三相电能计量模块以及进出水同时同热能计量检测模块。 针对系统远程数据传输和远程控制显示终端两大核心问题，本项目开发了一款太阳能热水工程远程监控系统软件。软件开发的核心任务是实现远程数据的传输，本项目通过定义MODBUS数据传输协议，确定系统通过串口完成数据收发，并设计强大的数据掉电保护功能，最后主机通过软件对数据进行处理，完成对系统的上水、辅助电加热、供水等循环系统的准确控制。 本项目采用维控触摸屏作为显示端，用WEBSERVER功能实现了远程互联网登录，Windows操作界面控制显示太阳能热水工程系统的运行状况。 【关键词】：远程监控 热能计量 热水工程 数据传输 界面设计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-17
• 1.3.1 远程监控系统国内外研究现状11-14
• 1.3.2 远程控制系统的应用－机器人技术14-15
• 1.3.3 国外太阳能热水工程热能计量方式15-16
• 1.3.4 我国选用热计量仪表的概况16-17
• 1.4 课题研究内容17
• 1.5 本文组织架构17-19
• 第二章 太阳能热水工程热能计量与远程监控方法研究19-27
• 2.1 现行太阳能热水工程简介19-21
• 2.2 太阳能热水工程热能计量方法21-24
• 2.2.1 太阳能供热量测量21
• 2.2.2 热负荷测量21-23
• 2.2.3 其他能量测量23-24
• 2.3 太阳能热水工程远程监控方法24-26
• 2.3.1 技术路线研究24-25
• 2.3.2 太阳能热水工程远程监控系统平台25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 太阳能热水工程远程监控系统需求分析27-32
• 3.1 太阳能热水工程远程监控系统的市场需求27-28
• 3.2 太阳能热水工程远程监控系统的功能需求28-29
• 3.3 太阳能热水工程远程监控系统的性能需求29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 太阳能热水工程远程监控系统硬件设计32-42
• 4.1 太阳能热水工程远程监控系统总体设计32-33
• 4.2 太阳能热水工程远程监控系统硬件设计33-40
• 4.2.1 多路三线制 PT1000 铂电阻温度检测模块34-37
• 4.2.2 涡轮流量检测模块37-38
• 4.2.3 压力式水箱水位检测模块38
• 4.2.4 三相电能计量模块38-40
• 4.3 本章小结40-42
• 第五章 太阳能热水工程远程监控系统的软件设计42-55
• 5.1 太阳能热水工程远程监控系统软件设计整体模块42-44
• 5.2 远程数据传输 MODBUS 串口接收及数据传输软件设计44-45
• 5.3 数据掉电储存软件设计45-46
• 5.4 上水循环控制46-48
• 5.5 辅助电加热控制48-49
• 5.6 供水循环控制49-50
• 5.7 集热循环控制50-52
• 5.8 管道保温控制52
• 5.9 恒温循环控制52-54
• 5.10 本章小结54-55
• 第六章 太阳能热水工程远程监控系统的软件实现及测试55-81
• 6.1 触摸屏的工作方式55
• 6.2 主要模块功能实现55-76
• 6.3 Web 监控76-78
• 6.4 系统功能测试78-80
• 6.5 本章小结80-81
• 第七章 结论与展望81-83
• 7.1 本文的主要贡献81
• 7.2 技术成果应用情况81-82
• 7.3 研究局限性及未来工作方向82-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-86
• 附录 A86-89
• 附录 B89-93
• 读硕期间取得的研究成果93-94

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