专利名称：供热系统热量控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度控制装置，更具体地说，本实用新型是关于供热系统用的热量控制装置。
众所周知，在供热系统中，自动控制和节约能源已变得越来越重要。目前，我国供热系统尚没有供热量的控制，不管用户是否需要，也不管室外气温高低，一律敞开供热。这造成了能源的浪费。
上海兴达数字仪器厂生产了一种智能温度程序调节仪。该仪器含有微机，能够对温度进行检测和调节控制，但不能进行热量的控制，也没有耗电极小的不掉电时钟等功能。
本实用新型的目的是提供一种供热系统用的能够进行自动控制的热量控制装置，它能够节约能源，避免供热系统的热量浪费，而且该控制装置工作可靠，易于维护。
本实用新型的热量控制装置包括具有闲置工作方式的CMOS单片机〔1〕分别接CMOS存贮器〔2〕、并行接口〔3〕、A／D转换器〔4〕、D／A转换器〔5〕、循环泵故障监测电路〔13〕和〔14〕、循环泵控制电路〔15〕和〔16〕、电源〔17〕、声报警电路〔18〕；所述并行接口〔3〕还接LED显示器〔6〕和键盘〔7〕；所述A／D转换器〔4〕还接室外温度测量电路〔8〕、介质入口温度测量电路〔9〕、介质出口温度测量电路〔10〕、介质流量测量电路〔11〕；所述D／A转换器〔5〕还接阀位控制输出电路〔12〕；所述电源〔17〕含有供运放用的电源和供微机及数字电路用的5伏电源。
所述单片机〔1〕以选用80C31为宜；所述存贮器〔2〕以选用27C64为宜。
所述电源〔17〕中的5伏电源，由二组构成，其中一组含有备用电池。
所述单片机〔1〕也可接微型打印机〔19〕。
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的温度测量电路〔8〕、〔9〕、〔10〕的电路图；图3是本实用新型的循环泵故障监测电路〔13〕和〔14〕的电路图；图4是本实用新型的电源〔17〕及掉电检测电路的电路图；图5是本实用新型的CMOS单片机〔1〕工作方式变换的程序流程图。
在图中，〔1〕为具有闲置工作方式(也称休眠工作方式)的CMOS单片机，可选用80C31；〔2〕为CMOS存贮器，可选用27C64、27C32等；〔3〕为并行接口，可选用81C55、8255、8155等；〔4〕为A／D转换器，可选用ADC0809，〔5〕为D／A转换器，可选用DAC0832；〔6〕为LED数码显示器，可选用六位的；〔7〕为键盘，可选用九个按键的；〔8〕为室外温度测量电路、〔9〕和〔10〕分别为介质出、入口温度测量电路，这三个电路都由桥路和运算放大器所组成，其中的RT1置于室外，RT2置于介质管道入口，RT3置于介质管道出口，其具体电路如图2所示；〔11〕为介质流量测量电路，由阻容元件构成，用于把电流变成电压，并具有滤波功能，该电路可与供热系统的流量变送器的输出端相连接；〔12〕为阀位控制输出电路，由电阻、运算放大器、功率晶体管等构成，用于将电压变换为电流，驱动执行器的输入；〔13〕及〔14〕为循环泵故障监测电路，由电阻及非门构成，用于监测循环泵是否正常工作，电路的一端可与供热系统中的结点压力表的结点相连接，其具体电路如图3所示；〔15〕及〔16〕为循环泵控制电路，可选用固态继电器，它们与循环泵相连接；〔17〕为电源，可选用±12伏和5伏，共四组。其中包括AB两组5伏电源，A组由整流器、滤波电容、稳压器、二极管及备用电池等构成，该组电源用于供给单片机〔1〕、存贮器〔2〕及其有关的电路；B组由整流器、滤波电容和稳压器等构成，该组电源用于供给除单片机〔1〕、存贮器〔2〕及其有关电路之外的其他部件，电源〔17〕及掉电检测电路的具体电路如图4所示；〔18〕为声报警电路；〔19〕为微型打印机。
所述单片机〔1〕分别接存贮器〔2〕、并行接口〔3〕、A／D转换器〔4〕、D／A转换器〔5〕、循环泵故障监测电路〔13〕及〔14〕、循环泵控制电路〔15〕及〔16〕、电源〔17〕、声报警电路〔18〕、微型打印机〔19〕。所述并行接口〔3〕接显示器〔6〕和键盘〔7〕。所述A／D转换器〔4〕接室外温度测量电路〔8〕、介质入口温度测量电路〔9〕、介质出口温度测量电路〔10〕、介质流量测量电路〔11〕。所述D／A转换器〔5〕接阀位控制输出电路〔12〕。
上述温度测量电路中的〔8〕、〔9〕、〔10〕中的温度传感器RT1RT2、RT3分别测出室外温度t(外)、介质入口温度t(入)、介质出口温度t(出)。介质流量测量电路〔11〕接收由流量变送器送来的流量信号G。上述4个测量电路将上述4个测量值各自变换为0－5伏直流电压信号，经A／D转换器〔4〕转换为数字量后送入单片机〔1〕，由t(内)－t(外)计算出热量给定值QS，由(t(入)－t(出))·G计算出实际供热量Qm，对差值(Qm－QS)进行比例积分调节运算，其结果经D／A转换器〔5〕送至阀位控制电路〔12〕，得0～10毫安直流电流信号，令执行器驱动调节阀，去调节介质流量G，使Qm＝Qs。
利用键盘〔7〕和显示器〔6〕可以设定由程序控制的供热时间段，显示及修改日历和时钟。利用微型打印机〔19〕每月底可打印出月消耗热量。
本实用新型的电源〔17〕中的＋5伏电压，由两组电源供电。其中A组含有备用电池，用于供给单片机〔1〕、存贮器〔2〕及其有关的电路，当掉电时，由备用电池供电，并由掉电检测电路发出掉电信号，向单片机申请中断，在掉电中断服务程序中令单片机〔1〕进入闲置工作方式，此时只有单片机〔1〕中定时器工作，在定时器溢出中断时，单片机〔1〕才退出闲置方式。通过使用这种CMOS单片机不仅可保证掉电时时钟不停，而且由于CPU大部分时间处于休眠状态，因而耗电极少，备用电池可长期使用，减小维护的工作量。有关单片机〔1〕工作方式变换的程序流程图如图5所示。
若未复电，程序就停在A处，待定时中断时，单片机〔1〕才退出闲置方式，执行完定时中断服务程序后，再返回到查询是否已复电。如尚未复电，则重新置闲置方式。若已复电，则进入原来中断处程序。这样，在掉电时，单片机〔1〕的CPU基本上执行定时器中断服务程序，其他时间处于休眠状态，因而极为省电。
本实用新型还具有循环泵故障诊断功能。通常由单片机〔1〕启动一个循环泵工作，并通过一接点压力表监测该泵的工作状况。如果出现故障，管壁静压便上升，接点信号送入单片机〔1〕，于是声报警电路〔18〕发出报警信号，并启动备用循环泵替换故障泵，确保供热系统正常工作。
在供热系统上安装本实用新型十分简便，把本装置与流量仪表、执行器及调节阀、循环泵等配套安装，即可对供热系统进行自动控制。通过键盘〔7〕设定日历和时钟，设置供暖期及供热段，本实用新型的控制装置便可长期自动运行，不需人员管理。
本实用新型的积极效果有1、可根据用户的需求自动供热，当用户不需要供热时，自动停止供热；当室外温度较高时，自动减小供热，既节能又使用户的室温保持基本恒定。
2、停电时，控制装置中的时钟照常工作，因而不会引起时间程序段工作发生错误，确保全年自动工作。
3、有循环泵故障诊断功能，当循环泵发生故障时，立刻发出报警信号，并自动切换到备用泵上。
4、有热量累计功能，可打印出每月热量消耗量。
权利要求1.一种供热系统用的热量控制装置，单片机[1]分别接存贮器[2]、并行接口[3]、A/D转换器[4]、D/A转换器[5]和电源[17]，所述并行接口[3]还接LED显示器[6]和键盘[7]，其技术特征在于，所述的单片机[1]为具有闲置工作方式的CMOS单片机，所述的存贮器为CMOS存贮器，所述电源[17]含有供运放用的电源和供微机及数字电路用的5伏电源；所述单片机[1]还接循环泵故障监测电路[13]和[14]、循环泵控制电路[15]和[16]、声报警电路[18]；所述A/D转换器[4]还接室外温度测量电路[8]、介质入口温度测量电路[9]、介质出口温度测量电路[10]、介质流量测量电路[11]，所述D/A转换器[5]还接阀位控制输出电路[12]。
2.如权利要求1所述的热量控制转置，其技术特征在于，所述的单片机〔1〕采用80C31单片机。
3.如权利要求1所述的热量控制装置，其技术特征在于，所述的存贮器〔2〕采用27C64存贮器。
4.如权利要求1所述的热量控制装置，其技术特征在于，所述的5伏电源由二组构成，其中一组含有备用电池。
5.如权利要求1所述的热量控制装置，其技术特征在于，所述的单片机〔1〕接微型打印机〔19〕。
专利摘要本实用新型公开了一种供热系统用的能够进行自动控制的热量控制装置，它包括单片机、存贮器、并行接口、A/D转换器、D/A转换器、LED显示器、键盘、室外温度测量电路、介质入口/出口温度测量电路、介质流量测量电路、阀位控制输出电路、循环泵故障监测电路、循环泵控制电路、电源、声报警电路、微型打印机等。该装置可根据用户的需要和室外温度的高低自动进行热量的控制，有利于节约能源。
文档编号G05D23/20GK2093414SQ9120784
公开日1992年1月15日 申请日期1991年5月8日 优先权日1991年5月8日
发明者向婉成, 刘宝坤, 李天兵, 潘海鹏, 杨健 申请人:天津大学