专利名称：燃气锅炉控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属蒸汽锅炉的控制技术领域，具体涉及到用于强制流动型蒸汽锅炉的控制。
目前国内外对天燃气或煤气的燃气锅炉控制采用对燃烧机和热力系统分别进行控制，对燃烧机的一种控制系统是采用凸轮组，由强电控制系统控制伺服电机带动凸轮组转动，凸轮的位置控制燃烧机的点火、火焰稳定、开关安全阀、开关调节阀、开关风门，依靠机械传动机构控制燃烧机的各种工况，结构复杂，自动化程度低。
另外一种控制系统采用延时继电器来控制燃烧机的各种工况，延时继电器的工作可靠性差。
还有一种采用普通的电子线路控制燃烧机和热力系统，没有采用计算机数据处理系统控制，控制的灵敏度和准确性较差。
近年来由美国、意大利生产的燃气锅炉，采用计算机系统控制燃烧机的各种工况，但不控制热力系统。
本实用新型的目的在于克服上述燃气锅炉控制器的缺点，提供一种结构简单、使用维修方便、自动化程度高、使用计算机控制燃烧机和热力系统的燃气锅炉控制器。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它包括电源电路，为整机提供工作电源。它包括设置在燃烧机和热力系统所监控部位上的传感器组和火焰探头，该传感器组和火焰探头将所监控部位的工作状态转换成电信号或数字信号输出。它包括火焰监测电路，输入端接火焰探头、输出端接控制执行电路，该电路对火焰探头输出的电信号进行放大转换成数字信号后输出。它包括电源监视电路，输入端接电源电路，用于监视电源电路的电压。它包括逻辑判断电路，输入端接电源监视电路和传感器组，该电路用于判断所联接传感器组输出的电信号以及所连接电路的工作状态进行判断后输出。它还包括控制行电路，输入端接火焰监测电路、逻辑判断电路以及传感器组，该电路对所输入的数字信号进行判断，输出控制信号，由执行部件完成指令动作。
本实用新型的火焰监测电路为二极管D1的负极、R1的一端和C1的一端以及燃烧机的壳体接集成电路U1的正相输入端3脚，R1和C1的另一端接地，火焰探头、二极管D2的负极和R2的一端以及22的一端接集成电路U1的反相输入端2脚，集成电路U1的1脚接电位器W1的一端、8脚接电位器W1的另一端和可调端、5脚和R2以及22的另一端接地、输出端6脚接集成电路U2A的1脚和2脚以及发光二极管D4的负极并接控制执行电路，二极管D1的正极接二极管D2的正极，集成电路U2A的3脚接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极通过R3接12v电源正极并通过R4接二极管D4的正极。
本实用新型的电源监视电路为电位器W2和电位器W3的一端以及可调端接+12v电源，集成电路U3的6脚接电位器W2的另一端和R5的一端、2脚接R5的另一端和R6的一端、4脚和8脚接12v电源正极、1脚接R6的另一端和地、3脚接罗辑判断电路、5脚接稳压二极管D5的负极和集成电路U4的5脚并通过R7接12v电源正极，稳压二极管D5的正极接地，集成电路U4与R8、R9、电位器W3的连接关系同集成电路U4与R5、R6、电位器W2的连接关系完全相同，集成电路U2B的12脚和13脚接集成电路U4的3脚、11脚接罗辑判断电路。
本实用新型的控制执行电路为光电偶合器1的输入端接控制开关组、传感器组，光电偶合器2的输入端接传感器组、火焰监测电路以及逻辑判断电路，光电偶合器1和光电偶合器2的输出端接计算机系统的输入端，光电偶合器1和光电偶合器2将各开关和传感器以及所连接的电路与计算机系统隔离并为计算机系统输出数字信号，计算机系统的输出端通过光电偶合器3和光电偶合器4接驱动电路，执行电路的输入端接驱动电路、输出端接所控制部件的电路，显示电路的一部分显示器件输入端接驱动电路、另一部分显示器件的输入端通过偏置电阻接光电偶合器1和光电偶合器2，显示器用于显示所监控部位的工作状态。
本实用新型的传感器组包括气敏传感器U5-2、燃气压力传感器U5-3、风机压力传感器U5-4、风机过载传感器U5-5、炉体温度传感器U5-9、水位传感器U5-10、水泵过载传感器U5-11、上限温度传感器U8-8、下限温度传感器U9-2、上限水位传感器U9-4、下限水位传感器U9-6、大风门位置传感器U9-8、小风门位置传感器U10-2。
本实用新型与现有的燃气锅炉控制器相比，使用计算机数据处理系统对燃烧机和热力系统进行控制，它具有设计合理、结构简单紧凑、使用维修方便、自动化程度高等优点，可作为燃气锅炉的控制器。
图1是本实用新型的电气原理方框图。
图2是本实用新型的火焰监测电路电气原理图。
图3是本实用新型的电源监视电路电气原理图。
图4是本实用新型的逻辑判断电路电气原理图。
图5是本实用新型的控制执行电路电气原理图。
图6是本实用新型的电源电路图。
以下结合附图和实施例对本实用新进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在
图1中，火焰探头将所接收燃烧机燃烧的状况转换成电信号输出到火焰监测电路，火焰监测电路对火焰探头输出的电信号进行放大转换成数字信号输出到控制执行电路，电源电路为整机提供工作电源，电源监视电路对电源电路输出的电压过压欠压进行监控，逻辑判断电路对电源监视电路输出的电压以及所连接的传感器输出的电信号进行判断后输出到控制执行电路，控制执行电路对所连接的传感器和电路输入的数字信号进行数据处理，显示出燃烧机和热力系统各部位的工作状况并指令执行部件完成指令动作，控制、监视燃烧机和热力系统的工作状况。
在图2中，本实施例的火焰监测电路由集成电路U1、集成电路U2A、二极管D1、二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、R1～R4、电位器W1、C1、C2连接构成，集成电路U1的型号为AD620，集成电路U2A的型号为4011。二极管D1的负极、R1的一端和C1的一端以及燃烧机的壳体接集成电路U1的正相输入端3脚，R1和C1的另一端接地，火焰探头、二极管D2的负极和R2的一端以及C2的一端接集成电路U1的反相输入端2脚，集成电路U1的1脚接电位器W1的一端、8脚接电位器W1的另一端和可调端、5脚和R2以及C2的另一端接地、输出端6脚接集成电路U2A的1脚和2脚以及发光二极管D4的负极并接控制执行电路，二极管D1的正极接二极管D2的正极，集成电路U2A的3脚接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极通过R3接12v电源正极并通过R4接发光二极管D4的正极。火焰探头的电信号由集成电路U1的反向输入端输入，经放大后输出到控制执行电路和集成电路U2A，经集成电路U2A倒相使发光二极管D3发光显示燃烧机工作正常，否则输出告警信号，发光二极管D4发光显示燃烧机熄火，并通过控制执行电路控制系统停止运行。
在图6中，本实施例的电源电路由集成电路U18、集成电路U19、集成电路U20、整流桥DZ1、整流桥DZ2、C3～C7连接成常规电源电路，集成电路U18的型号为LM7812、集成电路U19的型号为LM7805、集成电路U20的型号为LM7905。整流桥DZ1的输入端接14v交流电、输出端接集成电路U18输出+12v稳压电源并通过集成电路U19输出+5v稳压电源，C3和C5分别是集成电路U18稳压前、稳压后的滤波电容，C7是集成电路U19稳压后的滤波电容，整流桥DZ2的输入端接9v交流电，集成电路U20输出-5v稳压电源，C4和C6分别是集成电路U20稳压前、稳压后的滤波电容。电源电路为整机提供工作电源。
在图3中，本实施例的电源监视电路由集成电路U3、集成电路U4、集成电路U2B、稳压二极管D5、R5～R9、电位器W2、电位器W3连接构成，集成电路U3和集成电路U4的型号为NE555，集成电路U2B的型号为4011。电位器W2和电位器W3的一端以及可调端接+12v电源，集成电路U3的6脚接电位器W2的另一端和R5的一端、2脚接R5的另一端和R6的一端、4脚和8脚接12v电源正极、1脚和R6的另一端接地、3脚接罗辑判断电路、5脚接稳压二极管D5的负极和集成电路U4的5脚并通过R7接12v电源正极，稳压二极管D5的正极接地。集成电路U4与R8、R9、电位器W3的连接关系同集成电路U4与R5、R6、电位器W2的连接关系完全相同，集成电路U2B的12脚和13脚接集成电路U4的3脚、11脚接罗辑判断电路。该电路监视的电压信号至电源电路，当监视的电压超过系统要求的最高电压时，集成电路U3的3脚输出低电平，当监视电压低于系统要求的最低电压时，集成电路U4的3脚输出高电平到集成电路U2B，由集成电路U2B的11脚输出到罗辑判断电路。
在图4中，本实施例的逻辑判断电路由集成电路U5A、集成电路U5B、集成电路U6A、发光二极管D6～发光二极管D14、排阻R10、排阻R11、排阻R12连接构成，集成电路U5A、集成电路U5B、集成电路U6A的型号为4082。集成电路U5A的2脚接气敏传感器U5-2和发光二极管D9的负极、3脚接燃气压力传感器U5-3和发光二极管D8的负极、4脚接风机压力传感器U5-4和发光二极管D7的负极、5脚接风机过载传感器U5-5和二极管D6的负极、输出端1脚接控制执行电路，发光二极管D6～发光二极管D9的正极分别通过排阻R10接12v电源正极。集成电路U5B的9脚接炉体温度传感器U5-9和发光二极管D12的负极、10脚接水位传感器U5-10和发光二极管D11的负极、11脚接水泵过载传感器U5-11和发光二极管D10的负极、输出端13脚接控制执行电路，发光二极管D10～发光二极管D12的正极分别通过排阻R11接12v电源正极。集成电路U6A的3脚接电源监视电路的集成电路U2B的输出端11脚和发光二极管D14的负极、4脚接电源监视电路的集成电路U3的3脚和发光二极管D13的负极、输出端1脚接集成电路U5B的12脚，发光二极管D13和发光二极管D14的正极分别通过排阻R12接12v电源正极。上述的7个传感器和电源监视电路在系统工作正常时输出高电平，当系统工作中设置的传感器任一部位出现故障或工作不正常时，该传感器输出低电平、或电源监视电路输出低电平，集成电路U5A或集成电路U5B输出低电平到控制执行电路。
在图5中，本实施例的控制执行电路由单片机U11、集成电路U7～集成电路U17、发光二极管D15～发光二极管D20、排阻R13～排阻R18、开关SW1～开关SW7、继电器J1～继电器J8连接构成，单片机U11的型号为AD89C51，集成电路U7～集成电路U15的型号为TLP521-4，集成电路U16～集成电路U17的型号为ULN2003，开关SW1为手动键，开关SW2为自动键，开关SW3为停止键，开关SW4为开大火键，开关SW5为关大火键，开关SW6为开水泵键，开关SW7为关水泵键，继电器J1为驱动风机控制继电器、继电器J2为小火阀门控制继电器、继电器J3为大火阀门控制继电器、继电器J4为总阀门控制继电器、继电器J5为风门控制继电器、继电器J6为点火控制继电器、继电器J7为水泵控制继电器、继电器J8为风门正反转继电器。
集成电路U7、集成电路U8为单片机U11输入端P1口的光电偶合器1，排阻R13、排阻R14为集成电路U7和集成电路U8的偏置电阻，集成电路U7的输入端2、4、6、8脚分别接开关SW1～开关SW4，集成电路U8的输入端2、4、6脚分别接开关SW5～开关SW7，集成电路U8的输入端8脚接上限温度传感器U8-8以及通过排阻R13和发光二极管D15接12v电源正极，集成电路U7和集成电路U8的输入的1、3、5、7脚通过排阻R13接12v电源正极，集成电路U7和集成电路U8的输出端10、12、14、16脚通过排阻R14接5v电源正极，并分别接单片机U11的输入端P1口、P3口，集成电路U7和集成电路U8的9、11、13、15接地。
集成电路U9、集成电路U10为单片机U11输入端P3口的光电偶合器2，排阻R13、排阻R14为集成电路U9和集成电路U10的偏置电阻，集成电路U9的输入端2脚接下限温度传感器U9-2、4脚接上限水位传感器U9-4、6脚接下限水位传感器U9-6以及分别通过排阻R13和发光二极管组D16接12v电源正极，集成电路U9的8脚接大风门位置传感器U9-8，集成电路U10的输入端2脚接小风门位置传感器U10-2、4脚接火焰监视电路的集成电路U1的输出端6脚、6脚接逻辑判断电路的集成电路U5A的输出端1脚、8脚接逻辑判断电路的集成电路U5B输出端13脚，集成电路U9和集成电路U10的输入端1、3、5、7脚分别通过排阻R13接12v电源正极，集成电路U9和集成电路U10的输出端10、12、14、16脚接单片机U11的输入端P3口并通过排阻R14接5v电源正极，集成电路U9和集成电路U10的9、11、13、15脚接地。光电偶合器1和光电偶合器2将所连接的传感器以及电路输出的电信号转换为数字信号输出到单片机U11，并将各工作状态的传感器和电路与单片机U11隔离开，提高了单片机U11的抗干挠能力。
集成电路U12、集成电路U13为单片机U11输出端P0口的光电偶合器3，排阻R15、排阻R16为集成电路U12和集成电路U13的偏置电阻，集成电路U12和集成电路U13的1、3、5、7脚通过排阻R15接5v电源正极，集成电路U12和集成电路U13的2、4、6、8脚接单片机U11的输出端P0口，集成电路U12和集成电路U13的9、11、13、15脚接驱动电路以及通过排阻R16接地，集成电路U12和集成电路U13的10、12、14、16脚12v电源正极。
集成电路U14、集成电路U15为单片机U11输出端P2口的光电偶合器4，排阻R15、排阻R16为集成电路U14和集成电路U15的偏置电阻，其连接方式与单片机U11输出端P0口的光电偶合器3完全相同。单片机U11输出端P0口的光电偶合器3和P2口的光电偶合器4将单片机U11与驱动电路隔离开，提高了单片机U11的抗干挠能力。
集成电路U16、集成电路U17构成驱动电路，集成电路U16、集成电路U17的型号为ULN2003。集成电路U16的输入端接集成电路U12的输出端和集成电路U13的输出端11、13、15脚并通过排阻R16接地，集成电路U16的输出端接执行电路和显示电路。集成电路U17的输入端1脚接集成电路U13的输出端9脚并通过排阻R16接地，集成电路U17的输入端2～5脚分别接集成电路U14的输出端15、13、11、9脚并通过排阻R16接地，集成电路U17的输入端6脚和7脚分别接集成电路U15的输出端15、13脚并通过排阻R16接地，集成电路U17的输出端接执行电路和显示电路。
继电器J1～继电器J8构成执行电路。继电器J1～继电器J7的输入端分别接集成电路U16的输出端16～10脚，继电器J8的输入端接集成电路U17的输出端16脚，继电器J1～继电器J8的输出端分别接控制相应阀门电机的电路。
发光二极管D15、发光二极管组D16、发光二极管组D17、发光二极管D18～发光二极管D20、排阻R13、排阻R17、排阻R18连接构成显示电路，其中发光二极管组D13包括3个发光二极管、发光二极管组D17包括7个发光二极管。发光二极管组D13的3个发光二极管分别用于显示所连接传感器的工作状态。发光二极管组D17的7个发光二极管的负极分别接集成电路U16的输出端10～16脚、正极通过排阻R17接12v电源正极，发光二极管组D17的7个发光二极管发光分别用于显示继电器J1～继电器J7的工作状态。发光二极管D18～发光二极管D20的负极分别接集成电路U17的输出端13～15脚、正极通过排阻R18接12v电源正极，发光二极管D18、发光二极管D19、发光二极管D20分别用于显示驱动手动、自动、停止。
当控制监视燃烧机和热力系统的任一部位出现故障或工作不正常时，所在部位的传感器或逻辑判断电路输出低电平信号，告之计算机系统，计算机发出指令信号，相应的发光二极管发光，同时驱动执行电路完成指令动作，使该部位的工作状况恢复正常。当出现燃烧机熄火、燃气泄漏、燃气压力不足、电源电压过压或欠压、风机过热、风机断电时，系统会自动断电，关闭大小供气阀门。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的燃气锅炉控制器。
权利要求1.一种燃气锅炉控制器，其特征在于它包括电源电路，为整机提供工作电源；设置在燃烧机和热力系统所监控部位上的传感器组和火焰探头，该传感器组和火焰探头将所监控部位的工作状态转换成电信号或数字信号输出；火焰监测电路，输入端接火焰探头、输出端接控制执行电路，该电路对火焰探头输出的电信号进行放大转换成数字信号后输出；电源监视电路，输入端接电源电路，用于监视电源电路的电压；逻辑判断电路，输入端接电源监视电路和传感器组，该电路用于判断所联接传感器组输出的电信号以及所连接电路的工作状态进行判断后输出；它还包括控制行电路，输入端接火焰监测电路、逻辑判断电路以及传感器组，该电路对所输入的数字信号进行判断，输出控制信号，由执行部件完成指令动作。
2.按照权利要求1所述的燃气锅炉控制器，其特征在于所说的火焰监测电路为二极管D1的负极、R1的一端和C1的一端以及燃烧机的壳体接集成电路U1的正相输入端3脚，R1和C1的另一端接地，火焰探头、二极管D2的负极和R2的一端以及C2的一端接集成电路U1的反相输入端2脚，集成电路U1的1脚接电位器W1的一端、8脚接电位器W1的另一端和可调端、5脚和R2以及C2的另一端接地、输出端6脚接集成电路U2A的1脚和2脚以及发光二极管D4的负极并接控制执行电路，二极管D1的正极接二极管D2的正极，集成电路U2A的3脚接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极通过R3接12v电源正极并通过R4接二极管D4的正极；所说的电源监视电路为电位器W2和电位器W3的一端以及可调端接+12v电源，集成电路U3的6脚接电位器W2的另一端和R5的一端、2脚接R5的另一端和R6的一端、4脚和8脚接12v电源正极、1脚接R6的另一端和地、3脚接罗辑判断电路、5脚接稳压二极管D5的负极和集成电路U4的5脚并通过R7接12v电源正极，稳压二极管D5的正极接地，集成电路U4与R8、R9、电位器W3的连接关系同集成电路U4与R5、R6、电位器W2的连接关系完全相同，集成电路U2B的12脚和13脚接集成电路U4的3脚、11脚接罗辑判断电路；所说的控制执行电路为光电偶合器1的输入端接控制开关组、传感器组，光电偶合器2的输入端接传感器组、火焰监测电路以及逻辑判断电路，光电偶合器1和光电偶合器2的输出端接计算机系统的输入端，光电偶合器1和光电偶合器2将各开关和传感器以及所连接的电路与计算机系统隔离并为计算机系统输出数字信号，计算机系统的输出端通过光电偶合器3和光电偶合器4接驱动电路，执行电路的输入端接驱动电路、输出端接所控制部件的电路，显示电路的一部分显示器件输入端接驱动电路、另一部分显示器件的输入端通过偏置电阻接光电偶合器1和光电偶合器2，显示器用于显示所监控部位的工作状态。
3.按照权利要求1或2所述的燃气锅炉控制器，其特征在于所说的传感器组包括气敏传感器U5-2、燃气压力传感器U5-3、风机压力传感器U5-4、风机过载传感器U5-5、炉体温度传感器U5-9、水位传感器U5-10、水泵过载传感器U5-11、上限温度传感器U8-8、下限温度传感器U9-2、上限水位传感器U9-4、下限水位传感器U9-6、大风门位置传感器U9-8、小风门位置传感器U10-2。
专利摘要一种燃气锅炉控制器,包括电源电路、电源监视电路、逻辑判断电路、火焰探头、火焰监测电路、由计算机及外围件连接的控制执行电路,它还包括气敏、燃气压力、风机压力、风机过载、炉体温度、水位、水泵过载、下限温度、上限水位、下限水位、大风门位置、小风门位置传感器。它使用计算机对燃烧机和热力系统进行控制,它具有设计合理、结构简单紧凑、使用维修方便、自动化程度高等优点,可作为燃气锅炉的控制器。
文档编号F22B35/06GK2479357SQ0124040
公开日2002年2月27日 申请日期2001年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者辛德福, 马力男 申请人:辛德福