热泵等主要部件以及集热工程控制装置，可以在无人为操作工况下自主地进行水温调节和热水供应。太阳能集热工程具有更大储水量，可以吸收更多太阳能，从而节省了常规能源消耗，减少了温室气体排放。而且太阳能集热工程可以与建筑屋面遮阳板墙面阳台等构件结合成个有机整体，利于与建筑体化。随着人们环保意识增强以及太阳能集热工程本身显著节能优势，该工程已得到越来越广泛应用。但其在应用过程中也存在些难题，比如如何满足用户复杂需求模式如何最大限度地降低季节和天气对太阳能集热工程影响如何在保证热水供应充足基础上减少辅助能源投入时间等，这些都对控制系统提出了更高要求。此外，随着太阳能热水工程产品不断发展，热水工程已经越来越规模化集群化，而大部分太阳能热水工程为了提高集热效率都被安装在楼顶，种种因素都大大地增加了日常维护工作量。再者，随着人们越来越注重产品体验度，控制系统势必向更加智能化更好人万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文目录摘要目录第章绪论研究背景太阳能热水系统研究与应用太阳能集热工程控制器国内外发展现状与发展趋势国外发展现状国内发展现状工作内容第二章太阳能集热工程多模态控制器需求分析太阳能集热工程组成太阳能集热工程运行方式分类自然循环系统强制循环系统数据采集要求控制器需求分析控制器市场需求控制器功能需求控制器性能需求本章小结第三章太阳能集热工程多模态控制器控制策略研究引言水箱液位与温控控制策略液位控制恒温控制管道循环控制策略供水控制策略集热循环控制策略防冻控制策略万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文本章小结第四章太阳能集热工程多模态控制器实现控制器结构及工作原理控制器结构图控制器各模块工作原理串口通信控制器功能结构控制器运行模式设计控制器专家模式主要界面和功能实现专家模式选择界面设计主界面设计和功能窗口界面功能参数设置界面设计控制器简单模式主要界面和功能实现简单模式选择界面设计定时段供水运行模式小时供水运行模式故障处理设计本章小结第五章太阳能集热工程多模态控制器系统测试电磁抗干扰性测试脉冲群抗扰度试验浪涌冲击抗扰度试验静电放电抗干扰度试验控制器功能测试强制启停功能测试集热循环功能测试水箱液位与温控功能测试管道循环功能测试防冻循环功能测试故障条件下测试控制器实际工程应用测试工程设备和选型测试软件介绍万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文测试结果和分析本章小结第六章总结与展望全文工作总结展望致谢参考文献附录万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第章绪论研究背景太阳能作为无污染绿色能源，是实现节能减排有效手段。迄今为止，太阳能是最大无碳能源来源。近年来，太阳能因其无限量无任何污染优点而备受关注，被认为是最具潜力最理想新能源。在人类可预见未来，清洁又无限量太阳能将处于主导地位，并有着无限潜能。人类利用太阳能历史非常悠久，西方国家早在七十年代就开始对太阳能利用进行研究。如今，太阳能利用已经进入快速发展时代。对未来能源替代趋势相关研究表明各种能源在能源使用中所占比重将会发生巨大变化，太阳能极有可能在二十世纪末替代核能跃居首位。日本能源机构预计到年，太阳能将提供全球电力需求总和半以上。太阳能国际能源机构分析显示，到年太阳能在全球总能源使用中比重将会达到，太阳能在工业农业领域应用也将会越来越普遍。人们直强调不断增强太阳能热利用研究，不再将太阳能光热技术研究集中应用在工业领域。现已逐渐向农业等领域延伸，如太阳能吸收式制冷系统太阳能热水工程等。从太阳能辐照情况来看，我国属于太阳能资源丰富国家之。有以上地区平均日辐照量在，为我国太阳能热利用应用提供了良好条件。我国太阳能热利用主要包括热水供应建筑保暖等方式。其中太阳能热水器技术应用尤为成熟，现已达到世界领先水平。当前太阳能热水器技术开始从家用快速向工程运用发展。太阳能集热工程是太阳能热利用典型工程应用，通过集热器将太阳能热量收集直接或间接加热水并储存起来工程应用系统。太阳能集热工程组成部分包括太阳能集热器储存水箱辅助能源如空气源热泵等主要部件以及集热工程控制装置，可以在无人为操作工况下自主地进行水温调节和热水供应。太阳能集热工程具有更大储水量，可以吸收更多太阳能，从而节省了常规能源消耗，减少了温室气体排放。而且太阳能集热工程可以与建筑屋面遮阳板墙面阳台等构件结合成个有机整体，利于与建筑体化。随着人们环保意识增强以及太阳能集热工程本身显著节能优势，该工程已得到越来越广泛应用。但其在应用过程中也存在些难题，比如如何满足用户复杂需求模式如何最大限度地降低季节和天气对太阳能集热工程影响如何在保证热水供应充足基础上减少辅助能源投入时间等，这些都对控制系统提出了更高要求。此外，随着太阳能热水工程产品不断发展，热水工程已经越来越规模化集群化，而大部分太阳能热水工程为了提高集热效率都被安装在楼顶，种种因素都大大地增加了日常维护工作量。再者，随着人们越来越注重产品体验度，控制系统势必向更加智能化更好人,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文国家统计局能源统计司中国能源统计年鉴中国统计出版社，麻林伟王吉成带自动上水功能太阳能热水器电工技术杨家兴太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析南昌大学鲍文胜基于单片机太阳能热水器控制系统研究孟凤果单片机在太阳能中央热水系统中应用河北工业大学，堂学立基于以太阳能热水器智能控制器设计西北农林科技大学，段哲民，王虎，赵冠华，王海涛基于太阳能热水器控制系统电子技术应用苗润兴基于太阳能热水器控制系统智能控制技术关键,蔡声镇等面向集群应用中央热水工程控制器设计与实现福建师范大学学报管立伟，李汪彪等太阳能热泵热水工程多模式测试及技术实现现代电子技术王鹏宇，刘文君基于太阳能热水器智能控制器设计,fl,fi谭素梅太阳能热利用系统自适应模糊控制江苏东南大学，罗运俊，陶桢，太阳热水器及系统北京化学工业出版社，何梓年太阳能热利用合肥中国科学技术大学出版社，万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文张小电，王改成，李永革太阳能热水器集热器安装位置方位和倾角确定,季杰太阳能光热低温利用发展与研究新能源进展冯晓梅，张昕宇，邹瑜，郑瑞澄太阳能与地源热泵复合系统优化配置与运行方式暖通空调，王荣光，沈天行可再生能源利用与建筑节能北京机械工业出版社，国家住宅与居住环境工程技术研究中心住宅建筑太阳能热水系统整合设计北京中国建筑工业版社北京土木建筑学会，北京科智成市政设计咨询有限公司新农村建设太阳能利用北京中国电力出版社仁华太阳能热水系统应用与研究可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛论文集谭素梅太阳能热利用系统自适应模糊控制江苏东南大学张雅君,刘全胜需水量预测方法评析与择优中国给水排水李晨太阳能复合能源空调热水系统运行特性实验研究华中科技大学,陈仕泉，黄夏东，谢竹雯，赵士怀太阳能空气源热泵集成热水系统暖通空调软件说明书张雷，徐洪浩协议及其在横河上通讯化工管理，卢文俊，冷杉，杨建军基于协议控制器远程监控系统电力自动化设备沈卓民地源热泵控制系统设计与实现杭州电子科技大学电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验，电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗扰度试验，电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验冯鉴伟太阳能热水工程远程监控系统研发杭州电子科技大学，万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文附录作者在读期间发表学术论文和参加科研项目发表论文在现代电子技术期发表多模式多策略太阳能热水控制器设计二参加科研项目大容器水沸腾换热实验系统杭州电子科技大学太阳能热水工程计量监测系统设计江苏富源节能电器有限公司太阳能集热工程多模态控制研制杭州电子科技大学万方数据太阳能集热工程多模态控制器研制作者赖晓勇学位授予单位杭州电子科技大学引用本文格式赖晓勇太阳能集热工程多模态控制器研制学位论文硕士硕士学位论文题目太阳能集热工程多模态控制器研制研究生赖晓勇专业检测技术与自动化装置指导教师姜周曙教授完成日期年月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文太阳能集热工程多模态控制器研制研究生赖晓勇指导教师姜周曙教授年月万方数据,万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得成果。除文中已经注明引用内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过作品或成果。对本文研究做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名日期年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文复印件，允许查阅和借阅论文学校可以公布论文全部或部分内容，可以允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要太阳能作为无污染绿色能源，是实现节能减排有效手段。随着政府对节能减排重视程度不断地提高，以及鼓励太阳能热利用发展政策相继地出台，使得太阳能热水系统工程市场得到迅速发展。太阳能集热工程控制器承担了运行现场监测和控制任务，它功能和质量直接影响着系统运行性能，是现场监控核心部件。本课题旨在研制套能够应用于多种工程模态太阳能集热工程控制器。控制器采用触摸屏通用模拟量采集模块通用开关量控制模块结构。触摸屏可完成图表动画文字多视角信息显示和人机交互功能，实现对集热工程控制功能。针对现有控制器存在模式单问题，提出多模态热水控制器设计方案。归纳出种工程模式，适用于左右太阳能集热工程，可以根据工程类型进行选择下载和安装相应程序。为提高太阳能集热工程节能效率，控制器采取了多时间段多方案控制策略，丰富控制功能给工程师和用户带来专家级用户体验。此外，当用户设置控制器运行方式为简单模式时，只需选择使用场合和最基本参数，控制器就会自动选择最佳运行控制方式，提供了简单快捷用户体验。在充分理解太阳能集热工程工作原理基础上，总结系统功能设计需求，提出了控制器总体构架和控制策略方案设计。重点分析了典型单水箱工程应用控制策略。通过模块化编程完成了程序编写工作。详细阐述了控制器结构及各模块工作原理，重点描述了控制器专家模式和简单模式主要界面和功能。对控制器故障处理设计方案进行了分析。完成了太阳能集热工程多模态控制器研制工作。最后对控制器进行电磁抗干扰测试功能测试，并将控制器用于实际太阳能集热工程进行整机性能验证。系统长期运行结果和数据分析表明控制器运行稳定，应用场合广，技术经济指标优异，提高了太阳能集热工程控制器适应性和太阳能集热工程节能减排效率。关键字太阳能集热工程，控制器，触摸屏，多模态，多策略万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,