摘要：随着经济的高速发展，人们的生活水平不断得到提高的同时，能源消耗和环境问题日益突出。热水作为建筑供暖和工业生产的必需品，在全球能源消耗中占有很大的比重。如果能够找到一种能源利用率高，并对环境没有污染的烧制热水的方法，那将对改善并解决现有的能源和环境问题有着深远意义。在诸多节能技术中，空气源热泵热水器因其得天独厚的优势，在热水器行业得到广泛应用。

空气源热泵热水器是一种以热泵技术为基础，利用环境空气中蕴藏的低温热源吸取低品位热量，并将其传递至高品位热源的方法制取热水的装置。在工程实例中，为了能够充分发挥空气源热泵热水器节能、环保、安全的优势，往往采用多台空气能热泵热水机组联动控制的方法，这就需要带有一套设计合理的总控系统。只有在总控系统的智能控制下，才能保证整个空气源热泵热水机组稳定、可靠地运行。

本文针对尚湖镇某工厂的热水循环需求，设计了一套由PLC、变频器、压力变送器、温度传感器、热水循环泵、多台空气源热泵机组、工控机等主要设备构成的热水循环总控系统，具有自动恒温运行、远程手动控制和本地手动控制等功能。此套系统通过工控机与PLC的连接，利用MCGS组态软件对系统进行实时监控，实现了动态显示运行状态及数据、报警的查询等功能。

 此套控制系统保证了较高的热泵机组性能系数，投入使用后运行十分稳定，为工人营造了良好的工作环境，为企业创造了高效的经济效益。

  关键词：热水循环总控系统  空气源热泵热水机组  PLC  MCGS

目录

摘要

Abstract

第1章 绪 论-1

1.1  课题研究背景-1

1.2  课题的研究现状及发展-2

1.2.1热水供应系统的发展与现状-2

1.2.2可编程控制器与组态软件发展概述-4

1.3 课题概述-4

1.3.1 课题来源及选题意义-4

1.3.2 课题主要内容-5

第2章控制系统总体方案设计-6

2.1 CO2热泵热水器工作原理-6

2.2 热水循坏总控系统总体设计-7

2.2.1热水循环总控系统的构成-7

2.2.2热水循环总控系统工作过程-7

2.2.3控制方案的确定-8

2.3 硬件配置的选型-10

2.3.1 变频器-10

2.3.2热水循环泵-10

2.3.3 温度传感器-11

2.3.4 电加热-12

第3章 PLC应用系统设计-13

3.1 PLC控制系统简介-13

3.1.1 PLC硬件系统组成-13

3.1.2 PLC软件系统组成-13

3.2 PLC控制系统设计内容-14

3.2.1控制要求-14

3.2.2 PLC的选型-14

3.3 PLC控制系统的硬件配置-15

3.3.1 CPU及相关配置-15

3.3.2 I/O端子的分配-15

3.3.3 温度采集电路-16

3.3.4 开关电源电路-17

第4章上位机组态设计-18

4.1 MCGS嵌入版软件简介-18

4.2 基于MCGS的热水循环总控系统的组态设计-18

4.2.1 主控窗口-19

4.2.2 设备窗口-19

4.2.3 用户窗口-20

4.2.4 实时数据库-21

4.2.5 运行策略-22

第5章 热水器控制程序设计-23

5.1 Step 7 Micro/Win简介-23

5.2 程序实现功能综述-24

5.3 控制程序设计-24

5.4 系统的调试及运行-27

第6章 总结与展望-28

致谢-30

参考文献-31

附 录-32