【正文】 方便地查詢數(shù)據(jù)庫中的記錄，可以匯總，也可分戶。 ②收費管理模塊 用戶憑 IC 卡購買熱量，操作員從 IC 卡讀出用戶信息，再把用戶所買熱量記錄到 IC 卡 ，同時打印票據(jù)。對于舊用戶，先根據(jù)用戶編碼，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出用戶記錄，對于資料變動部分，改動后予以保存。下面就其中 IC 卡系統(tǒng)軟件部分的功能模塊做個說明 , 系統(tǒng)軟件功能模塊圖如圖 31 所示。其中， IC 卡管理系統(tǒng)軟件是供熱部門和供熱用戶之間實現(xiàn) IC 卡充值、管理用戶供熱等重要功能的窗口，直接關(guān)系到對供熱用戶的管理，它的實現(xiàn)十分重要。數(shù)據(jù)庫可以通過計算校驗和檢測到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)被非法改動后，開始執(zhí)行錯誤處理，將一些分析數(shù)據(jù) (如改動記錄數(shù)、明細、改動時間等 )提交給系統(tǒng)管理員，由其采取下一步措施 (如恢復(fù)到改動前數(shù)據(jù)庫的狀況、將變動數(shù)據(jù)標(biāo)記等 )。只有當(dāng)系統(tǒng)標(biāo)識符與裝內(nèi)固化信息相一致后，本裝置才接受用戶通 IC 卡對裝置進行的各項操作，這樣就免除了戶卡丟失將給用戶造成的不必要損失。數(shù)據(jù)傳輸速率為 、 、 、 、 。同樣，當(dāng)主設(shè)備接收到消息，它將建立一從設(shè)備回應(yīng)格式并返回給發(fā)送的控制器。 2）微機和 IC 卡終端可作為主從設(shè)備，主從設(shè)備中建立了主設(shè)備查詢和從設(shè)備回應(yīng)消息的格式；在通信接收過程中如果發(fā)生錯誤，或從設(shè)備不能執(zhí)行其命令，從設(shè)備將建立一錯誤命令并把它作為回應(yīng)發(fā)送出去。 1）微機和 IC 卡終端間采用的是基于 RS232 總線的主從方式點對多點通信，各為主、從屬設(shè)備，被呼叫時響應(yīng)，或主發(fā)；主設(shè)備可單獨和從設(shè)備通信，也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信。協(xié)議制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式，決定了每個 IC 卡終端需要的設(shè)備地址，在通信過程中按識別地址發(fā)送消息，微機和 IC 卡終端按協(xié)議決定要產(chǎn)生何種行動。因此選擇合適的 IC卡，是影響整個熱泵供熱管理系統(tǒng)安全性和可靠性的重要因素。 本熱泵系統(tǒng)以 IC 卡作為管理媒介，使裝置能按用戶預(yù)付費購得的熱量開閥供熱水，當(dāng)預(yù)購熱水量用盡時，需要自動關(guān)閉供熱閥，中斷熱供應(yīng)。除了以上功能外， SLE4418 還帶有程序密碼校驗邏輯 (PSC)，此卡的基本特點如下： ①具有 1024 8 位的 EEPROM 存儲器； ②以字節(jié)為編址單位； ③具有 1024 1 位保護存儲器，保護存儲器設(shè)置后不可撤消； ④三線串行總線； ⑤可進行 10 萬次擦寫操作； 17 ⑥數(shù)據(jù)保存 10 年； ⑦卡內(nèi)具有 2 個字節(jié)的 PSC 程序加密位，數(shù)據(jù)僅在密碼檢驗正確后，方可進行寫操作。 智 能 IC卡 SLE4418選擇型號及功能介 紹 IC 卡是用來使用和管理熱泵系統(tǒng)的媒介，本系統(tǒng)選擇西門子公司的接觸式 IC 卡 SLE4418。 熱泵 IC卡管理系統(tǒng)實現(xiàn)中的幾個關(guān)鍵部分 IC 卡管理系統(tǒng)的組成有硬件也有軟件，如何把硬件和軟件較好地組織在一起實現(xiàn)供熱水管理，是問題的關(guān)鍵。用戶先在供應(yīng)熱水的管理部門往 IC 卡中存入一定量的金額，管理部門通過 IC 卡讀寫器將相應(yīng)數(shù)額充入 IC 卡中，用戶持充值后的 IC 卡插到智能熱泵計費監(jiān)控裝置中，如果用戶卡上的信息正確且通過合法性檢查，則供熱控制閥開啟，開始供應(yīng)熱水。這其中，流量采集儀表即是熱泵熱水出口流量的檢測儀表。軟件包括 IC 卡熱泵供熱管理系統(tǒng)軟件、智能接觸式 IC 卡計費監(jiān)控裝置中 PIC 程序。 第 3章 IC卡 及指紋終端介紹 IC卡原理簡介 IC 卡工作的基本原理是：射頻讀寫器向 IC 卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個 IC 串聯(lián)諧 振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下， LC 諧 振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電荷的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到 另一個電容內(nèi)存儲，當(dāng)所積累的電荷達到 2V 時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。將最近 6 次采樣得到的液位值，去除最大值和最小值 ，剩下的 4 個數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值。同時對程序中重要的跳轉(zhuǎn)和調(diào)用子程序指令前均加入三個 NOP 指令， 16 以保證程序流向的正確性，因為 PC 只要錯一個數(shù)碼，那么整段程序就會面目全非，從而造成檢測系統(tǒng)的混亂。另外還采用了 eCOG1k中的看門狗定時器，以進一步提高系統(tǒng)硬件抗干擾的能力。當(dāng)液位的高度超出或低于設(shè)定值時，進行聲光報警，以提醒操作人員進行及時的處理。 則增量控制算法為： 2( ) [ ( ) ( 1 ) ] ( ) [ ( ) 2 ( 1 ) ( 2 ) ]pdu k K e k e k k e k k e k e k e k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)以上推導(dǎo)，得到增量式 PID 控制算法的程序流程圖如圖 215 所示。 由于本系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)是步進電機，所以我們采用了增量式 PID 控制。 主程序的流程圖如圖 214 所示 ： S T A R TC P U 初 始 化采 樣 子 程 序顯 示 實 時 液 位 值參 數(shù) 設(shè) 定有 按 鍵 否 ？數(shù) 據(jù) 處 理 子 程 序控 制 流 量 閥 門鍵 處 理YN 圖 214 主程序流程圖 主程序的主要功能是完成 CPU 的初始化，設(shè)置液位的上限和下限，顯示實時液位值，鍵掃描等工作。但設(shè)置時 ispPAC10 不能超過 5 V 電源信號調(diào)節(jié) [8] 。 輸出電壓量經(jīng)過 A\D 轉(zhuǎn)換后接到 CPU 中，通過 PID 算法對液位上限、下限的設(shè)置。 14 ispPAC10 工作時，由單一的 +5 V 供電，包括內(nèi)部產(chǎn)生的 V 參考基準電壓。雖然輸入與運放相聯(lián)，但沒有改變內(nèi)部線路，所以輸入極性可編程且不影響輸入的阻抗和動態(tài)性能。 由于可以在不同的 I/O 引腳上存在不同的極性電壓，因此也可以 V+=1 V， V=3V，則差壓為 － 2 V。根據(jù)說明還可以產(chǎn)生和改善功能，如普通輸入模式拒絕總音調(diào)失真。 ispPAC10 在 智能數(shù)碼熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用 ispPAC10 構(gòu)件中，輸入與輸出完全不同。掃描與位置對應(yīng)的小電容陣列，必然得到與位置分布規(guī)律相同的 V，則很容易獲得介質(zhì)的分界面。 如圖 211 所示： 012f LC?? 圖 211 調(diào)頻電路 通過嚴格時序控制的多路開關(guān)的開合，掃描整個小電容陣列，可獲得各個電容的對應(yīng)電壓值 V，據(jù)此判斷液位的分界面。由于在傳感器的安裝中，每個小電容的位置與具體液位相對應(yīng)，通過判斷電容值發(fā)生較大躍變的位置，從而獲得分層液面的位置。用掃描方式獲取每一個小電容的電容值，會獲得與分層液位相應(yīng)的幾組電容值。平板電容器結(jié)構(gòu)的電容值 C 由下式?jīng)Q定 ： 0 r AAC dd????? 13 其中： r? — 極板間介質(zhì)的介電常數(shù)； A— 平行極板有效面積 ； d— 極板間距離。為保證電容在液體中不被腐蝕，使用聚四氟乙烯薄膜覆蓋整個傳感器。每個電容的兩個極板，做成長方形，并排排列，所有電容縱向排成一列，保持等間距。電容的最佳排列方式依據(jù)具體的測量要求確定。由于單片微型計算機具有體積小，耗電少，控制精度高，運行可靠等 特點，所以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實際中。 液位控制 液位是許多工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，在化工、冶金、醫(yī)藥、航空等領(lǐng)域里，對液位的測量和控制效果直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量 。 CWVH0510 型水流量傳感器如圖 210 所示： 12 圖 210 CWVH0510型水流量傳感器 CWVH0510型水流量傳感器的特性 使用條件 ： DC 5V ： DC 5～ 18V ： 20～ +80。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯(lián)動閥啟動水壓高以及翻板式水閥易誤動作出現(xiàn)干燒等缺點。當(dāng)水流過轉(zhuǎn)子組件時，磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化。 工作原理 水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成 (見圖 25)。 由水流量傳感器的反饋信號通過控制器判斷水流量的值。其脈沖信號頻率的經(jīng)驗公式見式 21: 8 .1 3fq?? 式 21 則水流量為： 38 .1fq ?? 式 22 式中 f 脈沖信號頻率， Hz q 水流量， L／ min 11 進入 C P U 外中斷 圖 27 轉(zhuǎn)換 電路 T 1TT 0 圖 28 方波周期 10T T T?? 式 23 1f T? 式 24 流量輸出的脈沖頻率為鋸齒波，經(jīng)過如圖 2－ 7 轉(zhuǎn)換電路后轉(zhuǎn)化為方波可以被 CPU 直接讀取，同時開始計數(shù)。當(dāng)水通過渦輪開關(guān)殼推動磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生高低脈沖電平。霍爾電勢 HE 可用下式表示： HHE K IB? 圖 27 磁感應(yīng)強度 B較大時的情況 水流量傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)來測量磁性物理量。 流量 測量與控制部分 基本原理 10 半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為 B 的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當(dāng)有電流 I 流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢 HE ，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。在使用者的終端界面，使用者可以根據(jù)需要選定溫度，然后終端控制系統(tǒng)將選定的溫度數(shù)據(jù)通過無線傳輸發(fā)送到加熱控制系統(tǒng)，將自來水快速的加熱到 所需溫度，以滿足使用者的需要。 AD590 在熱泵供水系統(tǒng)中的運用 在供熱過程中，流量采集儀表測量出熱水的流量、溫度、壓力，并將測得的物理量通過 AD590轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)由 RS232 標(biāo)準串口傳輸給 IC 卡計費監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置計算當(dāng)前用戶熱能 費率，進行實時累加，并從 IC 卡中扣除費用。 最后溫度測控裝置的調(diào)節(jié)控制器中的一路采用了 PID 調(diào)節(jié)器 (比例積分微分調(diào)節(jié)器 )，它能根據(jù)溫度設(shè)定值與實際值之差的比例值、積分值、微分值來確定控制量的大小。然后將傳感器浸入沸水 (100?C)中，調(diào)整 VR2 使萬用表讀數(shù)為 100mV，校準即可結(jié)束。 IC2 及其外圍電路組成減法器，其第⑥腳輸出電壓為 ICl 輸出電壓與 IC3 輸出電壓之差，即 Vt=298— 273=25mV，將 Vt 電壓信號送入顯示電路，就會在液晶顯示屏或萬用表上顯示攝氏溫度的數(shù)值 (本例中輸出25mV，在顯示電路上將顯示 25?C)。該 0～ 100?C 溫度監(jiān)測器電路原理如 圖 25 所示： 9 Z D 13VI C 17 41V R 14 70V R 2 1KI C 37 41+ 12 VR8 1KR61KR7 1KR18 20R44 70R5 1KR21KR3 4 .7 K 12 V+I C 4A D 5 90外殼VsVr2346723 46723467I C 27 41R91 00至 C P UVt 圖 25 溫度監(jiān)測器電路原理圖 IC1 與 IC3 是電壓跟隨器，起緩沖作用，防止負載對信源的影響，如傳感器輸出電流為 298181。A，則 298K 時傳感器輸出為 298181。例 如傳感器測室內(nèi)溫度為 25?C 時，其輸出電流為 298181。此時傳感器AD590 的輸出電流與絕對溫度成正比，在溫度 55～ 150?C 時 ，其電流靈敏度為 1181。其中一路由比較放大器和繼電器組成，以此為調(diào)節(jié)控制器可使該裝置形成一個無需與計算機相連的獨立的測控溫設(shè)備；另一路由 PID 調(diào)節(jié)器 (由 A／ D、 D／ A 與裝有 PID調(diào)節(jié)軟件的計算機構(gòu)成 )和可控硅組成， 從調(diào)節(jié)控制器出來的信號通過控溫執(zhí)行元件實現(xiàn)溫度控制。 AD590 的主特性參數(shù)如下： 工作電壓： 4～ 30V 工作溫度：一 55～ +150℃ 保存溫度：一 65～ +175℃ 正向電壓： +44V 反向電壓：一 20V 焊接溫度 (10 秒 )： 300％ 靈敏度： l181。即使電源在 5～ 15V之間變化，其電流只是在 l181。這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源。 溫度測量部分 溫度傳感器 AD590 簡介 AD590 是 AD 公司利用 PN 結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 7 M a y 2 00 7 S he e t o f F i l e : F : \ 海濤 \ c pu 1 .D D B D r a w n B y:AGND28X18X27R E S E T4P D 2 ( I N T 0 )11P D 3 ( I N T 1 )12P D 4 (