基于測控網(wǎng)絡(luò)的供暖節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用_第1頁
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1、基于測控網(wǎng)絡(luò)的供暖節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用 基于測控網(wǎng)絡(luò)的供暖節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)布:2011-09-03 | 作者: | 來源: guanyanxiao | 查看:534次 | 用戶關(guān)注:摘要:本文介紹了一種鍋爐供暖節(jié)能控制系統(tǒng),采用測控網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測戶外溫度,通過控制循環(huán)水管中的熱水流量,調(diào)節(jié)循環(huán)水溫,保證住戶室內(nèi)溫度保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi),使整個供暖系統(tǒng)控制的室溫按著預(yù)定的供暖曲線自動調(diào)節(jié),滿足了不同情況下的供暖需求。同時能夠保存以往的供

2、暖數(shù)據(jù),便于進行統(tǒng)計分析。應(yīng)用該系統(tǒng)既保證了舒適的供暖,又最大程度的節(jié)約了燃料,防止了過量供暖,降低了運行費用。關(guān)鍵詞:RS485網(wǎng)絡(luò);溫度測量;蝶閥摘 要:本文介紹了一種鍋爐供暖節(jié)能控制系統(tǒng),采用測控網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測戶外溫度,通過控制循環(huán)水管中的熱水流量,調(diào)節(jié)循環(huán)水溫,保證住戶室內(nèi)溫度保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi),使整個供暖系統(tǒng)控制的室溫按著預(yù)定的供暖曲線自動調(diào)節(jié),滿足了不同情況下的供暖需求。同時能夠保存以往的供暖數(shù)據(jù),便于進行統(tǒng)計分析。應(yīng)用該

3、系統(tǒng)既保證了舒適的供暖,又最大程度的節(jié)約了燃料,防止了過量供暖,降低了運行費用。 關(guān)鍵詞:RS485網(wǎng)絡(luò);溫度測量;蝶閥控制;集中控制目前,我國冬季供暖需要消耗大量的煤、天然氣等能源,使用效率低。其原因是供暖系統(tǒng)采用鍋爐循環(huán)燒水集中供暖,供暖水溫依靠人工調(diào)節(jié),不能根據(jù)白天和夜晚、晴天和雨天的天氣變化自動控制好鍋爐燃料供給,也不能控制好鍋爐供暖系統(tǒng)中熱水循環(huán)的流量,系統(tǒng)能源消耗巨大,供暖效率差,用戶室溫冷熱不均現(xiàn)象嚴(yán)重。為節(jié)省能源,我們研

4、制出了供暖節(jié)能控制系統(tǒng)。該供暖節(jié)能控制系統(tǒng)采用計算機測控網(wǎng)絡(luò),將用戶室溫、鍋爐出水溫度、回水溫度和冷熱混合水溫度檢測傳輸?shù)娇刂浦行?,控制中心服?wù)器根據(jù)需要制定一個供暖曲線自動控制熱水循環(huán)系統(tǒng)中的水流量,很好的解決了用戶室溫冷熱不均現(xiàn)象,大大地節(jié)省了能源,極大地提高了系統(tǒng)的工作效率,改善了供暖系統(tǒng)的運行管理模式。1 硬件系統(tǒng)供暖系統(tǒng)由集中控制器、溫度測量系統(tǒng)、蝶閥電機控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)四大部分組成,通過 RS-485總線把它們連接成為測

5、控網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中,溫度測量系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集住戶室內(nèi)溫度、室外溫度、鍋爐出水溫度、混合水溫度和回水溫度,通過測控網(wǎng)絡(luò)實時地將溫度數(shù)據(jù)傳送給集中控制器進行處理。蝶閥電機控制系統(tǒng)根據(jù)從集中控制器發(fā)來的操作命令控制蝶閥的開啟度,從而控制通過旁管的回水流量。集中控制器通過測控網(wǎng)絡(luò)接收各個采樣點采集的溫度數(shù)據(jù)進行保存和處理,根據(jù)處理結(jié)果控制蝶閥電機動作,以達到自動控制住戶室內(nèi)溫度的目的。為了遠(yuǎn)程實時監(jiān)控供暖溫度,保存大量的供暖運

6、行數(shù)據(jù),系統(tǒng)配有一臺 PC 機,以便管理人員進行網(wǎng)上遠(yuǎn)程監(jiān)測和系統(tǒng)擴展。圖1 供暖節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 configuration of the boiler heating system1.1 集中控制器設(shè)計集中控制器是整個控制系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集、蝶閥電機控制、溫度數(shù)據(jù)打印、系統(tǒng)運行設(shè)置、系統(tǒng)信息顯示以及與 PC 機的通訊等。集中控制器由89C51、PCF8583、AT24C512、MAX485、LED 顯示器和

7、微型打印機組成,可以保存和查看供暖系統(tǒng)的所有信息,如:溫度信息、閥門狀態(tài)、當(dāng)前時間和當(dāng)前用戶個數(shù)等??梢苑謩e對各個用戶的任何時間的供暖溫度數(shù)據(jù)進行打印,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。前與 PC 機的通訊用的最多的就是 RS232方式,它最遠(yuǎn)的傳輸距離是15m 左右,能夠滿足此系統(tǒng)要求(龔建偉,2001) 。當(dāng)然,如果特殊情況下想把 PC 機放在辦公室,而集中控制器放在鍋爐房,那么用 RS232-485轉(zhuǎn)換器即可實現(xiàn)(Mario de Sousa.

8、2001) 。1.2 溫度測量系統(tǒng)設(shè)計溫度測量系統(tǒng)包括用戶數(shù)字溫度測量儀、鍋爐出水溫度測量儀、回水溫度測量儀、混合水溫度測量儀和室外天氣溫度測量儀。用戶數(shù)字溫度測量儀主要采集用戶的室內(nèi)溫度,然后送給集中控制器進行處理,再由蝶閥電機控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥門開啟度的大小來保證用戶室溫在一個穩(wěn)定舒適的范圍內(nèi)。如保證白天用戶的室內(nèi)溫度在18℃左右,夜晚用戶的室內(nèi)溫度在10℃左右。鍋爐出水溫度測量儀、回水溫度測量儀、混合水溫度測量儀和室外天氣溫度測量儀主

9、要用來給工作人員隨時監(jiān)測整個供熱系統(tǒng)所處的環(huán)境和運行情況,以便即時調(diào)整燃料用量,降低能耗。用戶數(shù)字溫度測量儀的電路框圖如圖3所示。圖3 用戶數(shù)字溫度測量儀電路框圖Fig.3 circuit of numeric tempreture-measurement溫度測量芯片采用集成智能數(shù)字溫度傳感器 溫度傳感器 DS18B20。DS18B20是 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感器,測溫范圍為 -55℃~+125℃,轉(zhuǎn)換精度為9~

10、12位二進制數(shù)(包括符號一位) ,可編程決定轉(zhuǎn)換精度的位數(shù),測溫分辨力是:9位精度為0.5℃, 12位精度為0.0625℃,轉(zhuǎn)換時間是:9位精度 為93.75ms, 10位精度 為187.5ms, 12位精度 為750ms,且具有非易失性上、下限報警設(shè)定的功能。用戶室內(nèi)溫度的精確度為0.1℃,測量溫度范圍為0.0℃~99.9℃。所以選擇該溫度傳感器完全滿足系統(tǒng)設(shè)計要求(陳永信,2002) 。室外天氣溫度測量儀的軟、硬件和用戶數(shù)字室溫測

11、量儀類似,只要去掉顯示部分即可。而鍋爐出水溫度測量儀、回水溫度測量儀和混合水溫度測量儀的軟、硬件和室外天氣溫度測量儀完全相同。所有的溫度測量儀與集中控制器之間采用 RS-485總線組成的測控網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。1.3 蝶閥電機控制系統(tǒng)設(shè)計蝶閥電機控制系統(tǒng)主要是接收集中控制器的命令來控制閥門的轉(zhuǎn)動,包括閥門正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動時間長短等。轉(zhuǎn)動完成后利用蝶閥內(nèi)部的可調(diào)電阻 電阻計算當(dāng)前的閥門開啟角度,同時將閥門的角度值傳送給集中控制器,系統(tǒng)框圖如圖4

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