摘要：生产技术的快速发展以及生活标准的普遍提升，使得人们对环境环保问题有了进一步的关注。对比于煤炭能源的有限性，新能源具有环保、可持续发展的理念，各个国家都展开对其的大力研究，其中空气能恰恰具有节能、环保、安全的优点。同时，目前空气源热泵热水器各类场所均有使用，但液位和温度控制不够智能，集中供热技术不够完善，运行和维护等操作有很大的不便。因此，在这种背景下，本文通过研究问题的解决方法设计了煤改电采暖监控系统。

本文采用模糊PID控制并且利用MATLAB软件进行建模仿真，模糊PID控制原理简单、控制方便并且能够广泛的适用于各类控制场合，可提高热泵机组温度控制的精度。在输入一个合适的供水温度之后，达到所需的供水温度。根据MATLAB的仿真实验结果，发现利用模糊PID控制能够解决温度控制常见的一些问题如调节时间长、超调量大等，对水箱液位温度进行智能控制，达到最佳的控制效果。

应用MCGS组态软件设计煤改电采暖工程用多热泵系统控制画面，设计优化集中供热，用MCGS触摸屏硬件显示控制界面，并利用PLC设计控制软件，该系统以三菱FX3U系列的PLC作为控制器，通过各种通信方式，实现了温度、液位等变量的实时监控。

关键词：空气源热泵，组态界面，模糊PID控制，PLC

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 概 述-1

1.1 煤改电采暖技术的研究背景-1

1.2 空气源热泵热水机组的研究现状-1

1.2.1 国外研究现状-1

1.2.2 国内研究现状-2

1.3 课题的主要研究内容-2

第二章 煤改电采暖监控系统的总体设计方案-4

2.1 空气源热泵热水机组-4

2.1.1空气源热泵热水机组的结构组成-4

2.1.2 空气源热泵热水机组的工作原理-5

2.2  监控系统的控制要求及控制流程-6

2.3 总体设计方案-11

第三章 空气源热泵热水机组温度控制器设计与实现-13

3.1 传统PID控制-13

3.1.1 PID的参数整定方法-13

3.1.2 PID算法仿真-14

3.2 模糊控制-14

3.2.1 模糊算法控制器设计-15

3.2.2 模糊控制算法仿真-16

3.3  模糊PID控制-17

3.3.1 模糊PID控制器设计-17

3.3.2 模糊PID控制热泵系统仿真-18

第四章 煤改电采暖监控系统设计与实现-19

4.1 系统总体结构框架-19

4.2监控系统硬件的选择及比较-19

4.3 人机界面设计-22

4.3.1 煤改电工程框架-22

4.3.2 定义数据对象-24

4.3.3 动画连接-24

4.3.4 部分运行策略-25

4.4 PLC程序软件设计及仿真调试过程-26

4.4.1系统设计的步骤-26

4.4.2 对I/O口的分配-27

4.4.3 调试过程-28

4.5遇到的问题及解决方法-33

第五章 总结与展望-34

参考文献-35

致    谢-36