专利名称：锅炉自动保护监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉自动保护监测控制装置。
目前，锅炉监控所采用的二次仪表，其只能单一地测量温度、液位或压力等，功能单一，适用面小，即使采用智能化仪表，也不能将监测、控制和管理有机地结合。对锅炉进行全面监控时，所用仪表繁多，成本高，不能进行通讯管理，监控手段落后，使用维护不便，掉电时测量数据易丢失。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种功能多，成本低，抗干扰性及可靠性均较强，使用、维护方便，使锅炉的自动监测、运行管理及监控一体化，能准确、可靠地监控锅炉运行参数并提供报警的锅炉自动保护监控仪。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种锅炉自动保护监控仪，包括系统电源，还包括单片机(6)和与之相接的锁存器(7)、存贮器(8)和(9)及系统译码器(16)、驱动器，驱动器包括键盘驱动器(14)和显示驱动器，其分别与键盘(20)和显示器相接，其特殊之处在于，所述单片机(6)的A/D转换端接输入隔离装置(1)，开关量输出(17)经驱动器(11)与单片机(6)相接，单片机(6)的外围接有时钟芯片(10)，单片机(6)的I/O接口还接有通讯接口(4)和PID调节输出(5)。
本实用新型的系统电源输出端可接过压欠压保护(2)，其由过压保护和欠压保护构成。
本实用新型的输入隔离装置(1)可包括由电阻R1～R3和电位器RW1构成的电压转换器，其经电阻R4和电容C1构成的阻容滤波器和稳压管V1接入线性隔离模块U1，线性隔离模块U1的输出端接有电阻R5、电容C2构成的阻容滤波器和稳压管V2。
本实用新型的过压保护可包括电压监测芯片U2和可控硅U3，过压保护输入端包括熔断器FU1和缓冲滤波电容C3，U2的2脚接于分压电阻R6、R7的接点，其3脚接可控硅U3的门极。
本实用新型的欠压保护可由电压监测芯片U4和两端分别与其基极、2脚相接的上拉电阻R8构成。
本实用新型的开关量输出(17)可包括光电耦合器U5，其输入端包括三极管U6及滤波电容C4和分压电阻R9、R10，其输出端经三极管U7接继电器J。
本实用新型的开关量输出(17)可包括光电耦合器U8，其输入端包括三极管U3及滤波电容C5和分压电阻R11、R12，其输出端接蜂鸣器Y。
附图图面说明如下
图1为本实用新型的电路原理图。
图2为本实用新型一路隔离装置的电路原理图。
图3为本实用新型过压保护的电路原理图。
图4为本实用新型欠压保护的电路原理图。
图5为本实用新型开关量输出控制开关动作的电路原理图。
图6为本实用新型开关量输出控制报警器的电路原理图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述参见
图1，由锅炉一次仪表送出的压力、水位、温度电流信号经传输导线接入本实用新型，经输入隔离装置1进入单片机6的A/D转换端，由单片机转换处理后，将数据存贮于存贮器9中，并由单片机6的总线分别经驱动器12、13、15输出至光柱显示18、19和LED显示21、22，单片机6分析数据后，将目前各参数状态的控制数据送入驱动器11，由开关量输出17控制超限声光报警、电源开关跳闸等。当电源电压出现过压、欠压现象时，过压欠压保护装置2切断电源或使系统暂停运行。通讯接口4可由标准RS-232接口与内插式调制解调器构成，通过电话线复用，可随时将数据远传至主管部门存档监察。拨码开关3用于同一条电话线的多台通讯。PID调节输出5是通过软件进行PID运算，以控制水位、压力、温度等参数，存贮器8为程序存贮器，存贮空间大，便于扩展，在软件中可采取自检对系统本身的硬件工作状态进行诊断，以保证其正常运行。为准确记录锅炉运行各参数数据及相应时刻，时钟芯片10可采用DALLAS公司的DS12887时钟芯片，其不仅能可靠、准确地走时，且掉电不丢失。译码器16为系统译码器。存贮器9可采用DALLAS公司的DS1230数据存贮器芯片，其内含写保护电路，掉电时数据不丢失。键盘20由键盘驱动器14驱动，可用于人机对话，设定各参数上、下限，查询记录所有参数，控制打印等。图2为一路隔离装置的电路原理图，输入隔离装置1由压力、水位、温度三部分结构相同的隔离装置构成，由锅炉一次仪表送出的压力、水位或温度电流信号分别进入各自的隔离装置，经电压转换器转换成电压信号后，经输入滤波器滤波、稳压管稳压限幅后，输入线性隔离模块，隔离模块输出经输出滤波器滤波、稳压管稳压限幅后，输入单片机6内部的A/D转换端。电压转换器由电阻R1～R3和电位器RW1构成，输入滤波器由电阻R4和电容C1构成阻容滤波器，线性隔离模块U1采用WS151，输出滤波器是由电阻R5、电容C2构成的阻容滤波器。隔离模块输入、输出端的稳压管分别由稳压管V1和V2构成。过压欠压保护2由过压保护和欠压保护两部分构成，参见图3，电源经熔断器FU1进入过压保护电路，电阻R6、R7分压决定上限电平，当电源电压低于5.8V时，电压监测芯片U23脚为低电平，可控硅U3截止，电源正常供电，发光二极管V3发光指示正常，当电源电压高于5.8V时，U23脚输出为高电平，可控硅U3导通短路，熔断器FU1迅速熔断，切断系统电源，有效地保护后级系统。输入端电容C3为缓冲滤波电容，可防止瞬间过压使系统停止正常运行。参见图4，欠压保护电路由电压监测芯片U4和接于其2脚和3脚间的上拉电阻R8构成，当电源电压高于4.8V时，U4输出为高电平，系统正常运行；当电源电压低于4.8V时，U4输出低电平，触发单片机6中断，系统软件控制暂停运行，以防止电压过低，造成数据不准确或产生随机数据。参见图5，开关量输出17可用于数据超限时控制电源跳闸，由驱动器11输出的信号经电阻R9、R10分压，经电阻R10、电容C4构成的阻容滤波器滤波后，控制三极管U6饱和导通，光电耦合器U5发射端工作，将光信号耦合到接收端，使三极管U7构成的接收端构成回路，继电器J得电，控制其触点动作。参见图6，开关量输出17用于声报警时，信号经电阻R11、R12分压，经电阻R12、电容C5阻容滤波器滤波后，控制三极管U9饱和导通，光电耦合器U8发射端工作，使接收端构成回路，蜂鸣器Y工作报警。本实用新型的单片机6采用资源丰富的8XC552系列单片机，如80C552，83C552、87C552等；锁存器7采用74HC573；存贮器9以采用DS1230为最佳，也可采用62256加锂电池替代；时钟芯片10可采用MC146818外接锂电池、晶振加电阻、电容等，但以采用DS12887为佳；驱动器11可采用74H1C273；驱动器12、13和15均可采用7218B；驱动器14可采用74HC245；光柱显示18、19用于显示锅炉压力和水位，显示直观，可准确反映跳跃较大的物理量，但也可用LED显示替代；LED显示21、22用于显示时间和温度；线性隔离模块U1可采用WS151，也可采用线性光电隔离器；系统采用的CMOS芯片，均可用对应的TTL芯片替代。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点以资源丰富的8XC552系列单片机及外围接口构成最小系统，能采集八路输入信号，且均在CPU内部完成；采用DALLAS公司的新型存贮芯片，数据存贮量大，掉电不丢失，并设有标准RS-232接口，通过电话线复用方式将数据集中远传至管理部门，使锅炉的自动监测、运行管理及监控一体化，功能多，适用面广；采取线性隔离输入，光电隔离输出，电源过压、欠压监测和系统自检等，使系统具有抗干扰性强，运行稳定可靠，性能价格比高等特点；采用TPC-219接插件，可实现输入、输出信号的可靠快速连接；能准确可靠地监控锅炉运行参数，提供开关量控制、声光报警及直观显示；结构简单，成本低，使用、维修简便。
权利要求1.一种锅炉自动保护监控仪，包括系统电源，还包括单片机(6)和与之相接的锁存器(7)、存贮器(8)和(9)及系统译码器(16)、驱动器，驱动器包括键盘驱动器(14)和显示驱动器，其分别与键盘(20)和显示器相接，其特征在于所述单片机(6)的A/D转换端接输入隔离装置(1)，开关量输出(17)经驱动器(11)与单片机(6)相接，单片机(6)的外围接有时钟芯片(10)，单片机(6)的I/O接口还接有通讯接口(4)和PID调节输出(5)。
2.如权利要求1所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述系统电源输出端接有过压欠压保护(2)，其由过压保护和欠压保护构成。
3.如权利要求1或2所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述输入隔离装置(1)包括由电阻R1～R3和电位器RW1构成的电压转换器，其经电阻R4和电容C1构成的阻容滤波器和稳压管V1接入线性隔离模块U1，线性隔离模块U1的输出端接有电阻R5、电容C2构成的阻容滤波器和稳压管V2。
4.如权利要求1或2所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述过压保护包括电压监测芯片U2和可控硅U3，过压保护输入端包括熔断器FU1和缓冲滤波电容C3，U2的2脚接于分压电阻R6、R7的接点，其3脚接可控硅U3的门极。
5.如权利要求1或2所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述欠压保护由电压监测芯片U4和两端分别与其2脚、3脚相接的上拉电阻R8构成。
6.如权利要求1或2所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述开关量输出(17)包括光电耦合器U5，其输入端包括三极管U6及滤波电容C4和分压电阻R9、R10，其输出端经三极管U7接继电器J。
7.如权利要求1或2所述的锅炉自动保护监控仪，其特征在于所述开关量输出(17)包括光电耦合器U8，其输入端包括三极管U3及滤波电容C5和分压电阻R11、R12，其输出端接蜂鸣器Y。
专利摘要一种锅炉自动保护监控仪，包括单片机和与之相接的输入隔离装置、PID调节输出，显示器和开关量输出经驱动器与单片机相接，输入、输出隔离和过压欠压监测及自检，使系统抗干扰性增强，运行稳定可靠，新型存贮器不仅存贮量大，且掉电数据不丢失，通过通讯接口及电话线复用方式，可将系统数据集中远传至管理部门，实现了锅炉自动监测、运行管理及监控的一体化。
文档编号F24H9/20GK2225638SQ95245008
公开日1996年4月24日 申请日期1995年7月5日 优先权日1995年7月5日
发明者黄元忠, 纪德志 申请人:西安毅达信息系统公司