专利名称：暖气节能控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于区域供热系统的控制装置领域，涉及一种用于集中供热系统的自动控制装置。
在冬季供热期间，许多企、事业单位在下班以后，办公大楼内的集中供热系统还照常运行，这样既浪费了能源，又不利于节约费用。
专利ZL 95245487公开了一种集中供暖节能装置，其主要结构是在用户供热管线进户处的采暖供水管和回水管之间并联带有电磁阀的短接管，并设置有热敏电阻测温装置及信号接受驱动器。能实现远距离微机控制建筑物采暖状态，但由于没有时钟控制装置，只能保证室内温度的恒定，不能分时段根据需要来控制供暖温度的高低。
本实用新型的目的是提供一种可分时段自动控制供暖温度的暖气节能控制仪。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种暖气节能控制仪，包括温度传感器，温度传感器经放大电路与多路模拟/数字转换电路的输入端连接，温度传感器和放大电路可设置多路，每一路分别与多路模拟/数字转换电路的一个输入端连接，单片机经数据总线与多路模拟/数字转换电路、设定电路、显示电路和电磁阀驱动电路连接，其特征在于设置时钟控制电路，时钟控制电路经数据总线与单片机相连。
所述的时钟控制电路包括时钟芯片及电容、电阻等外围电路，时钟芯片的输入、输出端经数据总线与单片机的I/O接口连接。
所述的时钟芯片的1、12、14脚和电容的一端接地，时钟芯片的4—11脚、13、15、17和23脚经数据总线分别与单片机CPU的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相连，时钟芯片的24脚和电阻的一端接+5V电源，时钟芯片的18脚与电阻和电容的另一端连接，时钟芯片的其余管脚悬空。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点1.可根据实际需要设置不同的时间段，通过控制电磁阀的通断，自动控制不同时间段的供热温度。
2.可进行控制温度、控制时间的设定，控制系统结构简单，制造成本低，工作可靠。
3.可有效控制供热量，节约能源，减少取暖费用的支出。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述
图1是本实用新型的电路方框图。
图2是本实用新型实施例的构成示意图。
图3和图4是本实用新型实施例的线路图。
图1中，电路控制部分包括温度传感器1、放大电路2、多路模拟/数字转换电路3、单片机4、设定电路5、时钟控制电路6、显示电路7、电磁阀驱动电路8和电磁阀9。温度传感器经放大电路与多路模拟/数字转换电路的输入端连接，温度传感器和放大电路可设置多路，每一路分别与多路模拟/数字转换电路的一个输入端连接；单片机经数据总线与多路模拟/数字转换电路、设定电路、时钟控制电路、显示电路和电磁阀驱动电路连接。
由于设置了时钟控制电路，故可以设定某一时间区段并设定相应的控制温度，如周六、周日的全天和周一至周五的18点到6点这段非工作时间段内，室内的温度控制在5—10度范围内，其余上班时间的室内温度控制在18—22度之间。
在时钟芯片内装有电池，可持续供电10年以上。在断电情况下，时钟芯片内的时钟还能照常继续运行，以保证单片机有一个稳定的时间、日期信号参数可供参照。
通过设定键盘可改变显示的内容，可以调整时钟，可以输入需要保持的温度范围。
显示电路采用6位数码管显示，可以显示月、日、星期、时、分、秒，可以显示某一路的温度值。
图2中，实施例的构成包括用户采暖供水管10、回水管11、短接管12、温度传感器1、电磁阀9和暖气节能控制仪13，短接管并联于供水管和回水管之间，短接管上设置电磁阀，温度传感器设置于室内，温度传感器和电磁阀经导线14与暖气节能控制仪连接。
电磁阀可设置于短接管上，也可设置于采暖供水管(或回水管)上而取消短接管设置于短接管上和设置于采暖供水管(或回水管)上的电磁阀的逻辑控制关系正好相反，即若设置于短接管上时电磁阀得电为通，则设置于供水管(或回水管)上时电磁阀失电为通。
结合图1和图2简述本实用新型的工作原理温度传感器件检测室温，通过放大电路放大成电压信号送到多路模拟/数字转换电路，转换成单片机可以识别的数字信号，同时，单片机从时钟控制电路取出当前时间，判断是否为非工作时间，如是，通过电磁阀驱动电路控制电磁阀，将室温控制在5—10度范围内，如是工作时间范围，则将室温控制在18—22度之间。当室温下降到室温控制下限时，本实用新型自动关闭电磁阀(当电磁阀设置于短接管上时)或打开电磁阀(当设置于采暖供水管或回水管上时)，增加进入用户建筑物的供热量，提高室温；当室温上升至室温控制上限时，自动打开电磁阀(当电磁阀设置于短接管上时)或关闭电磁阀(当设置于采暖供水管或回水管上时)，减少进入用户建筑物的供热量，降低室温，从而达到控制和保持室温的目的。非工作时间段内设置室温控制下限的目的是防止建筑物内部温度过低(如低于0度)，容易造成供、回水管冻裂。
图3和图4为本实用新型实施例的线路图，图中包括温度传感器插头J3(温度传感器在图中未标出)、由运算放大器U13A、U13B及电阻R20—R23等构成的放大电路、由模拟/数字转换器U12、地址锁存器U15、与门U7B、U7C、非门U6B、U6C和U6D等构成的多路模拟/数字转换电路、由时钟芯片U5、电阻R33和电容C10等构成的时钟控制电路、由单片机CPU芯片U1、非门U6F、电阻R2、电容C1、C2、C3、C4、C26、石英晶振C0等构成的单片机电路、由I/O口扩展芯片U9、设定按钮S1-S5、驱动器U5A-U5F、U10A-UI0B、U11A—U11F、数码管G1-G6、电阻R19及电阻排J8等构成的设定、显示电路、由与门U7A、非门U6A、地址锁存器U4、驱动放大器U8、电阻R2、继电器线圈J及其常开触点J1等构成的电磁阀驱动电路和电磁阀的线圈M1。
室温传感器直接与插头J3连接，插头经电阻R23接第一级运算放大器U13B的反向输入端6和电阻R22的一端，电阻R22的另一端接第一级运算放大器的输出端7，第一级运算放大器的另一输入端5接地，第一级运算放大器的输出端7经电阻R21接第二级运算放大器U13A的反向输入端2和电阻R20的一端，电阻R20的另一端接第二级运算放大器的输出端1和多路模拟/数字转换电路的一个输入端(可为IN-0至IN-15中的任意一个)，第二级运算放大器的另一输入端3接地，运算放大器的4脚接-15V电源，8脚接+15V电源。
模拟/数字转换器U12的数据输出端msb2-1—lsb2-8与地址锁存器U15的输入端D7-D0对应连接并经数据总线与单片机的I/O接口P00-P07连接，模拟/数字转换器的输入信号选通端ADD-A—ADD-D与地址锁存器的高端输出端Q7-Q4连接，模拟/数字转换器的转换结束信号端EOC经非门U6B与单片机U1的中断信号端INT1连接单片机的读信号控制端RD及地址数据端P26和与门U7C的两个输入端9、10连接，该与门的输出端8经非门U6D与模拟/数字转换器的数据允许控制端OUTena连接，单片机的写信号控制端WR和地址数据端P26与与门U7B的两个输入端4、5连接，该与门的输出端6经非门U6C与模拟/数字转换器的地址锁存端ALE和启动端STAR连接；模拟/数字转换器的REF(+)端、REF(-)端分别接+5V电源和地，CMPin和MUXout端短接。
单片机U1的X1、X2端之间并接有石英晶振C0并分别经电容C1、C2接地，+5V电源经电阻R2和非门U6F的输入端12及电容C4的正极连接，电容C4的负极接地；非门U6F的输出端12与单片机的RESET端和非门U6A的输入端1连接；单片机的ALE/P端与地址锁存器U15的LE端和模拟/数字转换器U12的CLOCK端连接；单片机的P00-P07端经数据总线与模拟/数字转换电路中的U12、设定电路中的U9、时钟控制电路中的U5及电磁阀驱动电路中的U4的I/O端口分别对应连接。
时钟芯片U5的1、12、14脚和电容C10的一端接地，时钟芯片的4—11脚、13、15、17和23脚经数据总线和控制总线分别与单片机U1的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相连，时钟芯片的24脚和电阻R23的一端接+5V电源，时钟芯片的18脚与电阻R23及电容C10的另一端连接，时钟芯片的其余管脚悬空。
I/O口扩展芯片U9的数据端口AD0-AD7经数据总线与单片机的P00-P07端口连接，I/O口扩展芯片的一组数据端口PA0-PA7分别经驱动器U11A—U11F与对应的数码管G6-G1的COM端连接；I/O口扩展芯片的另一组数据端口PB0-PB7经驱动器U5A-U10B分别与对应的数码管G6-G1的a至f端、dp端和电阻排J8的1-8端对应连接，电阻排J8的9端连接+5V电源；I/O口扩展芯片的控制端口CE、RD、WR、IO/M、ALM和REST端与单片机的同名对应控制端口相接I/O口扩展芯片的PC0端经对应的设定按钮S1-S5与驱动器U11A—U11F的输入端连接，同时PC0端经电阻R19接+5V电源。
显示数码管G为6位，可以显示月、日、星期、时、分、秒，也可以显示某一路温度值，通过设定按钮S1-S5改变显示的内容，可以调整时钟，可以输入需要停止供暖的开始时间和停止时间，可以输入停止供暖时间段内室内需要保持的温度范围。
电磁阀驱动电路中的非门U6A的输入端1与单片机的RESET端连接，输出端2与地址锁存器U4的CLR端连接，与门U7A的两个输入端1、2分别与单片机的WR和P25端连接，其输出端3与地址锁存器U4的CLK端连接，地址锁存器U4的输入端D1—D8经数据总线与单片机的P00—P07端连接，地址锁存器的输出端Q1与驱动器U8的一个输入端IN连接并经电阻R2接+5V电源，驱动器U8的一个输出端OUT经继电器线圈J与+12V电源连接，继电器J的常开触点J1串接在电磁阀的线圈M1和220V电源之间，驱动器U8的QV端接+12V电源，驱动器U8的GND端接地，地址锁存器U4和驱动器U8的其他管脚悬空。
整个装置由温度传感器件检测室温，通过插头J3送至放大电路U13B、U13A放大，变成电压信号送到多路模拟/数字转换电路U12，变成单片机可识别的数字信号，同时单片机U1从时钟控制电路U5取出当前时间，判断是否为工作时间，如是，通过电磁阀驱动电路U4、U8控制电磁阀线圈M1，将室温控制在18-22度范围内，如是非工作时间，则将室温控制在5-10度范围内。当室温下降到室温控制下限时，自动关闭电磁阀(当电磁阀设置于短接管上时)或打开电磁阀(当设置于采暖供水管或回水管上时)，增加进入用户建筑物的供热量，提高室温；当室温上升至室温控制上限时，自动打开电磁阀(当电磁阀设置于短接管上时)或关闭电磁阀(当设置于采暖供水管或回水管上时)，减少进入用户建筑物的供热量，降低室温，从而达到控制或保持室温的目的。
本实用新型实施例的典型元件参数U180C52，U474LS273，U5DS12887，U5A-F、U10A-B7407，U6A-F74LS04，U7A-C74LS32，U81416，U98155，U11A-F7406，U120816，U130907，U1574LS373，G1-G6LED，JJQX-13F2，M1MQ-5101，J3LM45，C01M-6M，C1、C210-300p，C3、C4.1-470μ，C1020-4700p，C2610-2700p，所有电阻为1-100K。
本实用新型适合于集中供热系统的自动温度控制和节能管理。
权利要求1.一种暖气节能控制仪，包括温度传感器，温度传感器经放大电路与多路模拟/数字转换电路的输入端连接，温度传感器和放大电路可设置多路，每一路分别与多路模拟/数字转换电路的一个输入端连接，单片机经数据总线与多路模拟/数字转换电路、设定电路、显示电路和电磁阀驱动电路连接，其特征在于设置时钟控制电路，时钟控制电路经数据总线与单片机相连。
2.按照权利要求1所述的暖气节能控制仪，其特征在于所述的时钟控制电路包括时钟芯片及电容、电阻等外围电路，时钟芯片的输入、输出端经数据总线与单片机的I/O接口连接。
3.按照权利要求1或2所述的暖气节能控制仪，其特征在于所述的时钟芯片的1、12、14脚和电容的一端接地，时钟芯片的4—11脚、13、15、17和23脚经数据总线分别与单片机CPU的P00—P07端、P27、WR、RD和INT0端相连，时钟芯片的24脚和电阻的一端接+5V电源，时钟芯片的18脚与电阻和电容的另一端连接，时钟芯片的其余管脚悬空。
专利摘要本实用新型涉及用于集中供热系统的自动控制装置。其特征是设置时钟控制电路,时钟控制电路经数据总线与单片机相连。本实用新型可根据实际需要设置不同的时间段,控制不同时间段的供热温度,可有效控制供热量,节约能源,减少取暖费用的支出,适合于集中供热系统的自动温度控制和节能管理。
文档编号G05D23/19GK2468082SQ0121675
公开日2001年12月26日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者钟玉涛, 解红军, 张艳莉, 冯延森 申请人:淄博学院