一种基于PLC的多参数自动热响应设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC的多参数自动热响应设备，本实用新型专利技术包括：三通阀、进水温度传感器、调压器、加热水箱、不锈钢加热器、交流电接触器、信息采集模块、流量计、触摸屏、变频器、循环水泵、出水温度传感器、PLC、GSM通讯模块、补水回水阀。较现有技术相比，本实用新型专利技术提供了仅在触摸屏上便能完成试验测试、参数精确运算和远程数据传输，使人机交互更加友好，且其结构紧凑，便于携带，大大减少了工程成本。

A multi parameter automatic thermal response equipment based on PLC

The utility model discloses an automatic thermal response equipment based on multi parameter PLC, the utility model comprises a three-way valve, a water inlet temperature sensor, pressure regulator, heating water tank, stainless steel heater, AC contactor, information acquisition module, flow meter, touch screen, frequency converter, circulating water pump, water temperature sensor, PLC, GSM communication module, water return valve. Compared with the prior art, the utility model provides complete testing parameters, precise calculation and remote data transmission only on the touch screen, make the human-computer interaction more friendly, and has the advantages of compact structure, easy to carry, can greatly reduce the cost of the project.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的多参数自动热响应设备
本专利技术主要涉及地源热泵热响应仪器领域，尤其涉及地源热泵岩土体热物性参数自动化测试领域。
技术介绍
地源热泵技术是一项高效节能、有利于环境保护和可持续发展的空调冷热源技术。地下岩土热物性参数是设计地源热泵系统地埋管换热器的基础数据。热物性参数基础数据对土壤耦合热泵系统设计至关重要，它直接关系整个地源热泵系统的成败，热响应测试法可以准确的反应施工现场的地质条件，计算结果更符合实际值，地源热泵系统的经济性和实用性角度考虑，进行地下岩土热物性专业测试也十分必要。然而，市场上绝大所数热响应测试仪体积较大，只能简单测试进出口水温、循环水流量和加热功率，对于目标热物性参数则需要用其他软件辅助计算，获得实测数据时需要工作人员在现场实时记录和监测，操作繁琐，需要很大的人力工作量。
技术实现思路
本技术主要针对目前市场上地源热泵热效应测试装置的不足之处，提供了一种结构紧凑、精度高、人机交互友好且能远程监测的基于PLC的高精度多参数自动化热效应测试装置。本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种基于PLC的多参数自动热响应设备，包括进水温度传感器、加热水箱、流量计、循环水泵、出水温度传感器、信息采集模块以及PLC；所述进水温度传感器设置在所述多参数自动热响应设备的入口，所述出水温度传感器设置在所述多参数自动热响应设备的出口；在所述加热水箱内设有用于加热的不锈钢加热器；所述不锈钢加热器连接有用于控制所述不锈钢加热器的加热功率的调压器和交流电接触器；所述循环水泵与所述加热水箱通过管路连接；在所述管路上设有用于记录水流过所述管路的流量的流量计；所述循环水泵连接有用于控制水泵的转速的变频器；所述进水温度传感器、出水温度传感器、调压器、交流电接触器均与所述信息采集模块连接；所述PLC与所述信息采集模块及所述变频器连接。在所述多参数自动热响应设备的入口上通过三通阀设置有补水管道；在所述补水管道上设有补水回水阀。还包括用于用户操作控制的触摸屏以及用于远程数据传输的GSM通讯模块；所述触摸屏及所述GSM通讯模块均与所述PLC连接。在所述PLC内设置有用于对地层目标热物性参数进行计算的自主运算模拟系统。在所述出口上通过三通阀设置有用于排除或补充管道中气体的排气阀。本技术具有如下优点：1、本专利技术在PLC中自主开发了控制和运算，能够进行自主控制和运算，实现对温度、流量、功率等参数的无极操作与智能化控制，人机交互更友好。2、PLC中自主运算模拟系统，对地层目标热物性参数的高精度的计算，可靠性好。3、GSM通讯模块与PLC相连，输入采集周期后便可远程获取现场数据，实现无人监控，节省人力成本。4、采用刚性骨架与塑料配件作为外壳，改变了市场上千篇一律的金属外壳结构，实现便携化。结构紧凑，将体积缩小到0.3立方米，真正实现小型化。附图说明：图1是本技术一种基于PLC的高精度多参数自动热响应测试设备。其中，实线是管路，虚线为连接线路。其中：1、三通阀，2、进水温度传感器，3、调压器，4、加热水箱，5、不锈钢加热器，6、交流电接触器，7、信息采集模块，8、流量计，9、触摸屏，10、变频器，11、循环水泵，12、出水温度传感器，13、PLC，14、GSM通讯模块，15、补水回水阀，16、排气阀(图中未示出)。具体实施方式：图1是本技术一种基于PLC的高精度多参数自动热响应测试设备。如图1所示，本专利技术的热效应测试设备由循环系统、加热系统、数据采集系统、控制系统、运算模拟系统、远程数据传输系统组成。循环系统包括循环水泵11、变频器10、三通阀1、补水回水阀15、排气阀16所构成；循环系统控制水的循环的部分，循环水泵控制水循环；加热系统包括不锈钢加热器5、加热水箱4、调压器3、交流电接触器6构成；数据采集系统由温度传感器、信息采集模块和流量计8构成；控制系统由触摸屏9、PLC13构成，通过在触摸屏9上操作控制，操作控制信号传到PLC13中，PLC13下发控制信号，通过执行控制功率或者入口水的温度、水量指标；运算模拟系统由自主研发PLC13内部运算程序组成、远程数据传输系统由GSM通讯模块14、中国移动网络平台构成。所述的热响应测试仪具有入口和出口，所述的温度传感器有两个，分别设置在热响应测试仪的出入口；所述的三通阀有两个，也分别设置在热响应测试仪的出入口；所述的信息采集模块7有温度采集模块、功率采集模块；所述的不锈钢加热器置于封闭水箱内。循环水泵11与加热水箱4通过管路连接；在管路上设有用于记录水流过所述管路的流量的流量计8；排气阀16设置在热响应测试仪的出口处，通过三通阀与管路连接，用于排除管道中的气体，阻止水流出；同时当管道中水位下降，自动补充空气，防止负压的危害。在热响应测试仪进口和出口之间依次用不锈钢管路连接所述的三通阀1、进水温度传感器2、加热水箱4、流量计8、循环水泵11、出水温度传感器12、排气阀。所述的三通阀1连接循环管路和补水管道，在补水管道上设有控制补水的补水回水阀15；在加热水箱4内设有用于加热的不锈钢加热器5，与不锈钢加热器5连接有调压器3、和交流电接触器6，调压器3和交流电接触器6通过在触摸屏9上设置功率，控制不锈钢加热器5的加热功率；同时交流电接触器6可以防止在没有水流动的情况下不锈钢加热器5烧坏；循环水泵11连接有用于控制水泵的转速的变频器10；温度采集模块与进、出口温度传感器2、12相连，用于采集进出口水温度；功率采集模块与调压器3以及交流电接触器6相连，用于采集不锈钢加热器5功率；PLC13与信息采集模块7、流量计8、变频器10、GSM通讯模块14及触摸屏9相连；PLC13通过信息采集模块7采集循环管路中流体的温度和不锈钢加热器5的功率，通过流量计8获取循环管路中流体的流量，通过变频器10获得循环水泵11的转速；PLC13内含有自主研发运算程序，可对地层目标热物性参数的高精度的计算，GSM通讯模块14、触摸屏9分别与PLC13相连，通过触摸屏9输入采集周期后便可远程获取现场数据，在人机交换界面上完成循环管路中控制不锈钢加热器5功率和循环水泵11流量，完成地层热物性参数的运算和显示，以及完成现场监测数据和目的参数的远程传输，实现无人监控，节省人力成本。热响应测试仪的出水口和入水口会连接地下上百米的一个U形管，当整个地上和地下系统补入水后，通过循环系统持续地加热所产生的热量输入到地下，与地下地层进行充分换热，在整个过程中持续记录整个系统换热前和换热后的温度变化，通过在PLC13内的一些理论模型对采集到的温度通过PLC13内含有自主研发运算程序进行分析，得出地层的导热系数、换热量这些相关参数。在本技术中，整个设备的外壳采用刚性骨架与塑料配件作为外壳，从而更加便携。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的多参数自动热响应设备，其特征在于：包括进水温度传感器(2)、加热水箱(4)、流量计(8)、循环水泵(11)、出水温度传感器(12)、信息采集模块(7)以及PLC(13)；所述进水温度传感器(2)设置在所述多参数自动热响应设备的入口，所述出水温度传感器(12)设置在所述多参数自动热响应设备的出口；在所述加热水箱(4)内设有用于加热的不锈钢加热器(5)；所述不锈钢加热器(5)连接有用于控制所述不锈钢加热器(5)的加热功率的调压器(3)和交流电接触器(6)；所述循环水泵(11)与所述加热水箱(4)通过管路连接；在所述管路上设有用于记录水流过所述管路的流量的流量计(8)；所述循环水泵(11)连接有用于控制水泵的转速的变频器(10)；所述进水温度传感器(2)、出水温度传感器(12)、调压器(3)、交流电接触器(6)均与所述信息采集模块(7)连接；所述PLC与所述信息采集模块(7)及所述变频器(10)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的多参数自动热响应设备，其特征在于：包括进水温度传感器(2)、加热水箱(4)、流量计(8)、循环水泵(11)、出水温度传感器(12)、信息采集模块(7)以及PLC(13)；所述进水温度传感器(2)设置在所述多参数自动热响应设备的入口，所述出水温度传感器(12)设置在所述多参数自动热响应设备的出口；在所述加热水箱(4)内设有用于加热的不锈钢加热器(5)；所述不锈钢加热器(5)连接有用于控制所述不锈钢加热器(5)的加热功率的调压器(3)和交流电接触器(6)；所述循环水泵(11)与所述加热水箱(4)通过管路连接；在所述管路上设有用于记录水流过所述管路的流量的流量计(8)；所述循环水泵(11)连接有用于控制水泵的转速的变频器(10)；所述进水温度传感器(2)、出水温度传感器(12)、调压器(3)、交流电接触器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，李明洪，王斌，李晓昭，
申请(专利权)人：南京大学，南京大学苏州高新技术研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32