基于測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的供暖節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、基于測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的供暖節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用 基于測(cè)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(cè)控網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測(cè)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(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，使整個(gè)供暖系統(tǒng)控制的室溫按著預(yù)定的供暖曲線自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足了不同情況下的供暖需求。同時(shí)能夠保存以往的供

2、暖數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(yùn)行費(fèi)用。關(guān)鍵詞：RS485網(wǎng)絡(luò);溫度測(cè)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(cè)控網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測(cè)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(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，使整個(gè)供暖系統(tǒng)控制的室溫按著預(yù)定的供暖曲線自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足了不同情況下的供暖需求。同時(shí)能夠保存以往的供暖數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(yùn)行費(fèi)用。 關(guān)鍵詞：RS485網(wǎng)絡(luò);溫度測(cè)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(dòng)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(jì)算機(jī)測(cè)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(cè)傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心服?wù)器根據(jù)需要制定一個(gè)供暖曲線自動(dòng)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(yùn)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(cè)量系統(tǒng)、蝶閥電機(jī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)四大部分組成，通過 RS-485總線把它們連接成為測(cè)

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(cè)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(cè)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地將溫度數(shù)據(jù)傳送給集中控制器進(jìn)行處理。蝶閥電機(jī)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(cè)控網(wǎng)絡(luò)接收各個(gè)采樣點(diǎn)采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，根據(jù)處理結(jié)果控制蝶閥電機(jī)動(dòng)作，以達(dá)到自動(dòng)控制住戶室內(nèi)溫度的目的。為了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控供暖溫度，保存大量的供暖運(yùn)

6、行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)配有一臺(tái) PC 機(jī)，以便管理人員進(jìn)行網(wǎng)上遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)擴(kuò)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(jì)集中控制器是整個(gè)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(jī)控制、溫度數(shù)據(jù)打印、系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置、系統(tǒng)信息顯示以及與 PC 機(jī)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(jī)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(shí)間和當(dāng)前用戶個(gè)數(shù)等?？梢苑謩e對(duì)各個(gè)用戶的任何時(shí)間的供暖溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。前與 PC 機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)（Mario de Sousa.

8、2001） 。1.2 溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度測(cè)量系統(tǒng)包括用戶數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x、鍋爐出水溫度測(cè)量?jī)x、回水溫度測(cè)量?jī)x、混合水溫度測(cè)量?jī)x和室外天氣溫度測(cè)量?jī)x。用戶數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x主要采集用戶的室內(nèi)溫度，然后送給集中控制器進(jìn)行處理，再由蝶閥電機(jī)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(gè)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(cè)量?jī)x、回水溫度測(cè)量?jī)x、混合水溫度測(cè)量?jī)x和室外天氣溫度測(cè)量?jī)x主

9、要用來給工作人員隨時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)供熱系統(tǒng)所處的環(huán)境和運(yùn)行情況，以便即時(shí)調(diào)整燃料用量，降低能耗。用戶數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x的電路框圖如圖3所示。圖3 用戶數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x電路框圖Fig.3 circuit of numeric tempreture-measurement溫度測(cè)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(cè)溫范圍為 -55℃～+125℃，轉(zhuǎn)換精度為9～

10、12位二進(jìn)制數(shù)（包括符號(hào)一位） ，可編程決定轉(zhuǎn)換精度的位數(shù)，測(cè)溫分辨力是：9位精度為0.5℃, 12位精度為0.0625℃，轉(zhuǎn)換時(shí)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(bào)警設(shè)定的功能。用戶室內(nèi)溫度的精確度為0.1℃，測(cè)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(jì)要求（陳永信，2002） 。室外天氣溫度測(cè)量?jī)x的軟、硬件和用戶數(shù)字室溫測(cè)

11、量?jī)x類似，只要去掉顯示部分即可。而鍋爐出水溫度測(cè)量?jī)x、回水溫度測(cè)量?jī)x和混合水溫度測(cè)量?jī)x的軟、硬件和室外天氣溫度測(cè)量?jī)x完全相同。所有的溫度測(cè)量?jī)x與集中控制器之間采用 RS-485總線組成的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。1.3 蝶閥電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)蝶閥電機(jī)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(dòng)，包括閥門正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短等。轉(zhuǎn)動(dòng)完成后利用蝶閥內(nèi)部的可調(diào)電阻 電阻計(jì)算當(dāng)前的閥門開啟角度，同時(shí)將閥門的角度值傳送給集中控制器，系統(tǒng)框圖如圖4