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采暖炉系统的自动控制
The heating stove automatic control system
王洪庆
WANG Hong-qing
(辽宁机电职业技术学院自动控制工程系,丹东118009)
摘要:本文介绍了采暖炉系统的结构和控制要求,详细阐述了以单片机为核心的采炉系统的硬件设
计和软件设计,该系统在现场运行良好,买现了远距离监测和自动控制
关键词:采暖炉;单片机;自动控制;硬件设计;软件设计
中分类号:TP273
文献标识码:B文章号:1009-0134(2012)01(上)-0096-03
Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2012.01(上).30
0引言
2)根据压力控制的设定值及采暖炉压力,自
采暖炉系统因其投入设备少,容易进行自动动对采暖炉系统进行补水或放水
控制、不污染环境等优点,在小面积的供暖中得
3)采用主从机控制方式,两机距离200m以
到广泛应用。但目前的采暖炉通常采用常规仪表内,由主机上的键盘设定控制参数,设定时必须
加接触器进行人工控制,既不能根据一天不同时首先输入密码,从机可脱离主机独立工作。
间及室外温度变化及时调整采暖炉温度,也不能
4)主机显示及打印采暖炉的温度、压力、电
远距离集中监控,自动化程度低,调节精度差。网线电压、各相电流及当前日期、时间等。具有定
而采用AVR单片机的采暖炉系统,可以随时监点显示、巡回显示、定时打印和随机打印等功能。
测采暖炉的运行状况,并对它进行自动控制,从
5)具有超温、超压、水泵断相,水箱缺水等
而减轻了工作人员的负担,节约了能源,增加了故障报功能,出现故障后自动保护采暖炉系统。
产热效率,减少了大气污染物的排放,保护了环3硬件电路设计
境,提高了企业的经济效益
根据采暖炉系统的控制要求,采用如图2所
1系统结构
示的单片机主从机控制系统。为了使计时准确可
采暖炉分有压与无压两种。本系统中采用的靠并具有掉电保护功能,主机系统中采用具有双
是前者。整个采炉系统结构如图1所示。依靠循串口的STC12C5A60S2单片机,电子日历时钟芯
环泵将暖气中的水打人采暖炉,从而把采暖炉中片MSM5832,单片机通过锁存器74LS373实现与
的热水顶到暖气系统中。系统正常工作时,只有MSM5832数据交换。
台循环泵工作,另一台为备用。
C12d
键盘显示
10
5A60S2
?--钟飞片
TPuP-40打印机
最小系
报警
统
主机系统
机系统
图1采暖炉系统结构图
10”电加热器组
2系统的控制要求
单片机
、2电加热器组
电
供水
最小系
器
1)根据控温设定值及采暖炉温度,自动投入
放水电磁
开关量输入
切断加热器组,一昼夜设定三个控制温度段,每
个时间段的控温范围由键盘任意设定。
图2单片机控制系统结构框图
数日期:2011-08-31
作者简介:王洪庆(1965-),男,副教授,硕土,主要从事测控技术、智能似表技术的项目开发和教学工作
96】第34卷第1期2012-01(上)
学w. untill. com
业包や化
主机系统设置2×8键盘及5位LED显示器,为本系统根据水具有电阻的特点实现水位测量,
简化软件设计采用8279芯片对键盘显示器进行管效果很好。水箱水位测量电路如图4所示。当水
理。5位LED显示器可巡回显示或定点显示采暖炉箱水位高于报警水位时,RAB、Rc为有限值(约
的温度T,压力P,加热器组回路三相电流Ia、
100k2),则 Atmegal6的PCo及PC1均输出高电平,
lc电机电流及电网线电压U线。打印机采用TPpP-当水箱水位低于停机水位时,RAB、Rac为∞,则
40微型打印机。从机系统选用型号为 Atmegal6的PC及PC1均为低电平。
AVR单片机,可靠检测各种模拟量及开关量,并
使用内部 EEPROM保存主机送来的控制命令及控
RA
制参数对采暖炉进行自动控制。硬件电路主要包
TA
括温度、压力、电流电压等模拟量测量电路,水
位、电机断相等开关量测量电路,I/O接口电路,
加热器组、水泵、放水电磁阀等的控制电路,串
报警水位
R
行通信接口电路等。下面仅对若千关键硬件电路
停机水位
PCO
予以分析。
图4水箱水位测量电路
3.1温度信号测量电路
3.3串行通信接口电路
如图3所示,温度传器选用P100,三线制结
为完成远距离监测和控制功能,本系统设计
构。A点电位为基准+5V。
为主从机工作方式。从机放在工作现场。主机放
在值班室内,两机之间采用串行口进行通信。串
行通信接口电路如图5所示。图中SN75116为接口
M336
OPOT
OPOT
E?-SV
D
芯片。为提高抗干扰能力。选用高速光电偶合器
进行光电隔离,实践表明该接口电路通信距离可
达1kn
图3温度信号测量电路
Pt100放在运算放大器的反馈回路中,若引线
电阻为r,当R3=R6>>R3、且r很小时,则有
V
R,+r
R+R,+T
S
≌z
R.+
R,十R、+r
因此,
图5串行通信接口电路
=-1+-ka+
4软件设计
R
软件是系统的指挥核心,由它控制完成各种
R、R。人R2+R
预定的功能。软件包括主机主程序,主机8279中
该电路既克服支流电桥的非线性,又消除由断服务程序,主机串行通信中断服务程序。从机
于Pt100引线电阻变化对测量的影响。取1009,主程序以及从机串行中断服务程序等。从机主程
可保证T=0℃时V=0V,选择合适的电阻值使V:在序流程图如图6所示。
0~5V之间变化。
为提高控制系统的可靠性,软件设计时采取
3.2水箱水位的测量
以下措施:
系统要求测量水箱报警水位及停机水位信
1)采用模块化结构设计,在每个模块之后和
号。只有当采暖炉内缺水,且水箱内水位高于停程序存储器空白区加了软件陷阱。并且在一些重
机水位时,系统才能对采暖炉进行有效补水。要跳转指令之间加了软件冗余指令。
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