一种智能远程换热站控制器的制作方法

本实用新型涉及供热站技术领域，特别涉及一种智能远程换热站控制器。

背景技术：

随着城镇化及供热区域化的发展，城镇区域化供热越来越普遍，集中供热作为城市基础设施，具有节约能源、减少环境污染、改善人民生活质量等方面的优点，集中采暖按热量计费是世界各国发展的趋势。

但目前的区域性供热大多数都存在着能耗高、分散不利于集中管理、事故风险大等问题，而且各换热站大多采用独立运行的管理模式，缺乏全面、准确地运行分析，导致区域供热不能按照实际需求及时调度，造成热力失调，影响供热效果。

换热站是用于将锅炉房产生的高温热水转化为用于供给用户使用的热水。其中，换热站可以包括：换热器、循环水泵、补水泵、软水箱、阀门以及各种仪表等。现有技术中，因为控制程度偏低，一次供水后循环水泵将加热用水同时输送到换热器中，从而通过一次供水对加热用水进行加热以形成二次供水，这一过程常常出现热源浪费的现象，同时由于补水泵和各种阀门仪器不能同时控制，因此造成的锅炉爆炸事故时有发生，因此一种智能远程换热站控制器，提高换热站的自动控制能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种智能远程换热站控制器，包括主控模块，串口转换模块、A/D转换模块，供电模块、存储模块、输出模块、采集模块和输出模块；所述串口转换模块、A/D转换模块，供电模块、存储模块、采集模块、输出模块均与主控模块连接；

所述主控电路包括芯片U1、晶振Y1，晶振Y2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4，所述芯片U1的第12引脚和第13引脚之间串联晶振Y1，所述晶振Y1的一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地；所述晶振Y1的另一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地；所述芯片U1的第12引脚和第13引脚之间串联晶振Y1，所述晶振Y1的一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地；所述晶振Y1的另一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地；所述芯片U1的第8引脚和第9引脚之间串联晶振Y2，所述晶振Y2的一端连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端接地；所述晶振Y2的另一 端连接电容C4的一端，所述电容C4的另一端接地；

所述A/D转换模块包括多个A/D转换单元，所述每个A/D转换单元包括芯片U9、电容C17、电容C18、电阻R8，所述电阻R8的一端接芯片U1的第63引脚、接电容C17的一端，所述电容C17的另一端接地，所述电阻R8的另一端接电容C18的一端、接芯片U9的第3引脚，所述电容C18的另一端接地，所述芯片U9的第4引脚、第5引脚、第9引脚分别接地，所述芯片U9的第11引脚接二极管D4的负极，所述二极管D4的正极接地，芯片U9的第13引脚接+12V VCC；

所述存储模块包括芯片U5、电阻R1；所述芯片U5的第1引脚、第6引脚、第2引脚、第5引脚依次连接芯片U1的第51引脚，第52引脚、第53引脚、第54引脚；所述芯片U5的第3引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接VCC，所述芯片U5的第7引脚和第8引脚分别接接VCC；

所述串口转换模块包括芯片U3、芯片U4、芯片U2和极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8、极性电容C9；

所述采集模块包括多个采集电路单元；

所述输出模块包括多个输出电路单元。

进一步，所述芯片U3的第1引脚，第2引脚、第3引脚、第4引脚分别连接芯片U1的第87引脚、第92引脚、第92引脚、第86引脚；所述芯片U3的第6引脚，第7引脚分别连接出口插头；

所述芯片U4第1引脚，第2引脚、第3引脚、第4引脚分别连接芯片U1的第79引脚、第93引脚、第93引脚、第78引脚；所述芯片U3的第6引脚，第7引脚分别连接出口插头；

所述芯片U2的第1引脚与第3引脚之间串联极性电容C5，第1引脚接极性电容C5的正极；所述芯片U2的第4引脚与第5引脚之间串联极性电容C6，第4引脚接极性电容C6的正极，所述芯片U2的第10引脚与第9引脚分别连接芯片U1的第68引脚，第69引脚；所述芯片U2的第6引脚接极性电容C8的负极一端，所述极性电容C8的另一端接地；所述芯片U2的第16引脚接VCC同时连接极性电容C9的正极一端，所述极性电容C9的另一端接地，所述芯片U2的第2引脚接极性电容C7的正极一端，所述极性电容C7的另一端接VCC。

进一步，所述采集电路单元共设有16路，分别对应芯片U1的PE0-PE15共16个接口每个所述采集电路单元包括光耦U26、电阻R61、电阻R62、电容C57、电容C58、电容C56；所述光耦U26集电极引脚接地，发射极引脚接电阻R62的一端、电容C57的一端，所述电 容C57的另一端接地，所述电阻R62的另一端接电容C58的一端、接芯片U1的97引脚；所述光耦U26的二极管正极接电阻R61的一端，所述电阻R61的另一端接+24V VCC；光耦U26的负极接光电二极管P1的正极，所述光电二极管P1的负极接电容C56的一端，所述电容C56的另一端接-24V GND。

进一步，所述输出电路单元共设有16路，分别对应芯片U1的PE0-PE15共16个接口；每个所述输出电路单元包括电阻R35、电阻R36；电容C43、光耦U13、NPN三极管Q1、二极管D6、光电二极管PS0，所述电阻R35的一端接芯片U1的第55引脚、电容C43的一端，所述电容C43的另一端接地；所述电阻R35的另一端接光耦U13的二极管正极，所述光耦U13的二极管负极接地；所述光耦U13的三极管集电极接三极管Q1的基极；所述光耦U13的三极管的发射极接光电二极管PS0的负极，所述光电二极管PS0的正极接电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端接+24V VCC；所述三极管Q1的发射极接-24V GND，集电极接二极管D6的正极，所述二极管D6的负极接+24V VCC。

进一步，所述芯片U1型号为STM32F103VBT6。

进一步，所述芯片U5型号为W25X16。

进一步，所述芯片U3、芯片U4的型号均为MAX3485。

进一步，所述芯片U2的型号均为MAX232ACSE。

进一步，所述芯片U5的型号均为AD694。

根据本实用新型实施例的本方案提供的一种智能远程换热站控制器至少具有以下优点：

1、本专利串口模块设有标准数据通用接口，便于更快速数据传输，便于将数据向多个供热站进行管理，以此更方便、更快捷；

2、本专利采用的主控芯片功能强大，配合内置硬件看门狗，性能稳定，性价比高，能满足用户的各种控制需求。

3、采用了模块化结构设计，可扩展性强，及时消除运行中出现的问题，保证系统运行的可靠性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一种智能远程换热站控制器的电路连接框图；

图2为本实用新型一种智能远程换热站控制器的主控电路的电路原理图；

图3为本实用新型一种智能远程换热站控制器存储模块的电路原理图；

图4为本实用新型一种智能远程换热站控制器串口转换模块的电路原理图；

图5为本实用新型一种智能远程换热站控制器A/D模块的电路原理图；

图6为本实用新型一种智能远程换热站控制器采集模块的电路原理图；

图7为本实用新型一种智能远程换热站控制器输出模块的电路原理图；

附图标志说明：

1、主控电路，2、串口转换模块，3、A/D转换模块，4、供电模块，5、存储模块，6、采集模块、7输出模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的一种智能远程换热站控制器，包括主控电路1，串口转换模块2、A/D转换模块3，供电模块4、存储模块5、采集模块6、输出模块7；串口转换模块2、A/D转换模块3，供电模块4、存储模块5、采集模块6、输出模块7均与主控电路1连接。

主控电路包括芯片U1、晶振Y1，晶振Y2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4，芯片U1的第12引脚和第13引脚之间串联晶振Y1，晶振Y1的一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地；晶振Y1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；芯片U1的第12引脚和第13引脚之间串联晶振Y1，晶振Y1的一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地；晶振Y1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；芯片U1的第8引脚和第9引脚之间串联晶振Y2，晶振Y2的一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；晶振Y2的另一端连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地。通过在U1的相应接口设置晶振，通过调整晶振频率设定时钟电路，从而控制各部分模块正常工作。优选的，芯片U1型号为STM32F103VBT6。主控芯片功能强大，配合内置硬件看门狗，性能稳定，性价比高，能满足用户的各种控制需求。

存储模块包括芯片U5、电阻R1；芯片U5的第1引脚、第6引脚、第2引脚、第5引脚依次连接芯片U1的第51引脚，第52引脚、第53引脚、第54引脚；芯片U5的第3引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接VCC，芯片U5的第7引脚和第8引脚分别接接 VCC。芯片U5型号为W25X16。通过外设JTAG和存储模块相配合，下载并存储程序，通过程序修改实现不同功能的控制。

串口转换模块包括芯片U3、芯片U4、芯片U2和极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8、极性电容C9；串口模块设有标准数据通用接口，便于更快速数据传输，便于将数据向多个供热站进行管理，更方便、更快捷；利用串口模块与控制的各个用户终端控制机进行通信；

芯片U3的第1引脚，第2引脚、第3引脚、第4引脚分别连接芯片U1的第87引脚、第92引脚、第92引脚、第86引脚；芯片U3的第6引脚，第7引脚分别连接出口插头。

芯片U4第1引脚，第2引脚、第3引脚、第4引脚分别连接芯片U1的第79引脚、第93引脚、第93引脚、第78引脚；芯片U3的第6引脚，第7引脚分别连接出口插头。

芯片U2的第1引脚与第3引脚之间串联极性电容C5，第1引脚接极性电容C5的正极；芯片U2的第4引脚与第5引脚之间串联极性电容C6，第4引脚接极性电容C6的正极，芯片U2的第10引脚与第9引脚分别连接芯片U1的第68引脚，第69引脚。

芯片U2的第6引脚接极性电容C8的负极一端，极性电容C8的另一端接地；芯片U2的第16引脚接VCC同时连接极性电容C9的正极一端，极性电容C9的另一端接地，芯片U2的第2引脚接极性电容C7的正极一端，极性电容C7的另一端接VCC。芯片U3、芯片U4的型号均为MAX3485。芯片U2的型号均为MAX232ACSE。这里的芯片U3、芯片U4分别对应485串口芯片和芯片U2为RS232芯片，针对外设不同的设备，设置多种通信借口，满足各种设备的通信需要。

采集模块包括多个采集电路单元，所述采集电路单元共设有16路，分别对应芯片U1的PE0-PE15共16个接口每个所述采集电路单元包括光耦U26、电阻R61、电阻R62、电容C57、电容C58、电容C56；所述光耦U26集电极引脚接地，发射极引脚接电阻R62的一端、电容C57的一端，所述电容C57的另一端接地，所述电阻R62的另一端接电容C58的一端、接芯片U1的97引脚；所述光耦U26的二极管正极接电阻R61的一端，所述电阻R61的另一端接+24V VCC；光耦U26的负极接光电二极管P1的正极，所述光电二极管P1的负极接电容C56的一端，所述电容C56的另一端接-24V GND。具体为，利用采集模块采集中转站控制机的数据，获取采集热能表的温度，压力，流量，瞬时流量，累计流量，热能；通过用户终端控制机进行输出，采集电路采集用户终端控制机输出的数据，上传至主控电路。

所述A/D转换模块包括多个A/D转换单元，所述每个A/D转换单元包括芯片U9、电容C17、电容C18、电阻R8，所述电阻R8的一端接芯片U1的第63引脚、接电容C17的一端，所述电容C17的另一端接地，所述电阻R8的另一端接电容C18的一端、接芯片U9的第3 引脚，所述电容C18的另一端接地，所述芯片U9的第4引脚、第5引脚、第9引脚分别接地，所述芯片U9的第11引脚接二极管D4的负极，所述二极管D4的正极接地，芯片U9的第13引脚接+12V VCC。另外如图5所示，A/D转换模块通过外设LM324芯片进行信号一级放大，具体为采集信号通过LM324运算放大器传输至主控芯片U1，再通过U1将信号传送至芯片U9进行二级放大，A/D转换模块，将采集到的信号，进行电压-电流转换经过芯片AD694的缓冲放大、电压-电流转换、偏置电流和设置参考电压，将采集的信号处理为主控芯片U1可识别信息号，由于芯片稳定，且外围电路配置简单清晰，工作范围广，在设置时不需要过多调试，节省成本。

所述输出模块，所述输出电路单元共设有16路，分别对应芯片U1的PE0-PE15共16个接口；每个所述输出电路单元包括电阻R35、电阻R36；电容C43、光耦U13、NPN三极管Q1、二极管D6、光电二极管PS0，所述电阻R35的一端接芯片U1的第55引脚、电容C43的一端，所述电容C43的另一端接地；所述电阻R35的另一端接光耦U13的二极管正极，所述光耦U13的二极管负极接地；所述光耦U13的三极管集电极，接三极管Q1的基极；所述光耦U13的三极管的发射极接光电二极管PS0的负极，所述光电二极管PS0的正极接电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端接+24V VCC；所述三极管Q1的发射极接-24V GND，集电极接二极管D6的正极，所述二极管D6的负极接+24V VCC。

通过16个接口输出数据，能控制多个外部设备运行，同时也可以利用内部程序编码寻址，查询外部设备的状态。针对上述采集模块采集的温度，压力，流量，瞬时流量，累计流量，热能等数据，芯片U1进行处理后直接通过内设指令，控制换热器、循环水泵、补水泵、软水箱、阀门以及各种仪表。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。