【正文】 制器的想法，即利用自動控制原理調(diào)節(jié)暖氣的供熱量，解決上班、家中無人及室溫過高時暖氣的熱能浪費問題。因為供暖是按面積收取的，不是按采暖量，再加上沒有一種裝置自動控制供熱管道、自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，人工開啟、關(guān)閉閥門又過于麻煩，所以大多采取開窗通風(fēng)的方式來降低室內(nèi)溫度，使熱能白白浪費掉了；還有，白天大多數(shù)家庭成員或是上班，或是上學(xué)，家里沒人，但暖氣還照常開著，也浪費了很多能源。集中供暖具有管理方便、熱源效率高、環(huán)境污染小等許多優(yōu)點。隨著城鎮(zhèn)供熱體制改革的推進, 停止福利供熱, 實行用熱商品化, 推行供熱分戶計量是必然趨勢。關(guān)鍵詞：供暖；智能控制；溫度；射頻卡；THE DESIGN OF CENTRAL HEATING ELECTRICAL CONTROL SYSTEM Abstract：With the improvement of people39。另一方面軟件設(shè)計中論述了實現(xiàn)各個功能所需的流程。一方面硬件設(shè)計中論述了控制器中基本模塊比方說溫度檢測電路所需的DS18B擴展I/O口所用的8255以及變流器所用的AD694等芯片的型號以及功能介紹。集中供暖電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計目 錄 摘要……………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………1 1前言………………………………………………………………………………2……………………………………………………………………2……………………………………………………………3……………………………………………………………………32系統(tǒng)總體方案……………………………………………………………………4 …………………………………………………………………4……………………………………………………………4……………………………………………………………6………………………………………………………………6………………………………………………………………6………………………………………………………………7………………………………………………………………7…………………………………………………………7………………………………………………………8………………………………………………………………8………………………………………………8………………………………………………9……………………………………………………………93硬件電路設(shè)計……………………………………………………………………10……………………………………………………………10………………………………………………………10………………………………………………………12……………………………………………………………13 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)…………………………………………………13……………………………………………14 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計……………………………………………………………14 TLC2543的介紹……………………………………………………………14 A/D轉(zhuǎn)換工作原理……………………………………………………………15 ……………………………………………………………15……………………………………………………………16 ZRNLUG渦街流量計…………………………………………………………16……………………………………………………………16……………………………………………………………17……………………………………………………………17…………………………………………………17……………………………………………………………18…………………………………………………………………18…………………………………………………………………19………………………………………………………20………………………………………………………21……………………………………………………………22……………………………………………………22…………………………………………………………22…………………………………………………………23…………………………………………………23……………………………………………………………23……………………………………………………23……………………………………………………24……………………………………………………………27……………………………………………………………28 +5V電源………………………………………………………………29 +12V電源……………………………………………………………294軟件設(shè)計……………………………………………………………………29……………………………………………………………………29…………………………………………………………………31………………………………………………………………31…………………………………………………………32………………………………………………………33………………………………………………………33………………………………………………………………33………………………………………………………………35 5結(jié)論………………………………………………………………………………36 參考文獻 ………………………………………………………………………37致謝 …………………………………………………………………………………38附錄……………………………………………………………………………………39集中供暖電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計摘 要：隨著人民生活水平的提高, 工作節(jié)奏的加快,使得集中供暖在全國大部分地區(qū),特別是各大中城市的小區(qū)之中,逐步發(fā)展了起來在新時代背景下的小區(qū)住戶, 對小區(qū)供暖系統(tǒng)的設(shè)計提出了人性化、智能化、數(shù)字化以及高能低耗等更全面的要求。本設(shè)計采用77E58單片機作為控制裝置的核心，實現(xiàn)整個裝置的自動化控制。重點闡述了單片機的工作原理、與各個功能之間的接口、擴展、數(shù)據(jù)傳遞、通信協(xié)議以及驅(qū)動。該系統(tǒng)采用單片機檢測傳感器、電閥等相結(jié)合，有效地監(jiān)控了小區(qū)的供暖系統(tǒng)。s living standard, the accelerating pace of work, the central heating system in most parts of the country, especially big cities, is more and more important. The progressive development of the residential households demands the district heating system meets the requirements of intelligent, digital and energy effective.This design uses the 77E58 single chip microputer as the core control device, realized the control with automation. The design of the hardware discussed the basic module controller such as temperature detection circuit for DS18B20, I/O expansion port with 8255 and used the AD694 chip for the converter. Expounded the principle and functions of the interfaces between extension, data transmission, munication protocol and the hard drive. On the other hand, software design discussed the realization of the various functional processes needed. The system uses singlechip microputer detecting sensor, electric valve bination, controls the district heating system effectively.Key words: Heating；Intelligent control；Temperature；Radio frequency card1 前言 課題的前景和意義 隨著社會能源問題日益引起社會關(guān)注, 各行業(yè)都在設(shè)法節(jié)能, 我國北方的供熱行業(yè)也不例外。這要求供熱公司提供高質(zhì)量的供暖, 使用小區(qū)供暖式能自主控制室溫, 不僅可以降低熱費, 而且可實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的節(jié)能。但也存在很多問題，最突出的是節(jié)能與收費的問題。浪費熱能，其實就是浪費了用于供暖的煤炭資源。這樣不僅能為家庭節(jié)省取暖費用，也能為國家節(jié)約很多煤炭資源。單片機自20世紀70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。由于具有上述優(yōu)點，在我國，單片機已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機電一體化設(shè)備等各個方面，而51單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。 設(shè)計方案的可行性分析 本系統(tǒng)是基于單片機的系統(tǒng)設(shè)計，按照設(shè)計要求可分為安裝于主管道的主管道控制系統(tǒng)和安裝在建筑物內(nèi)的房內(nèi)控制系統(tǒng)兩部分。一套主管道控制器可以控制相近的建筑物。其中流量、壓力、通過傳感器變?yōu)槟M信號在通過A\D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號傳給控制器也就是單片機。而電動閥門，其驅(qū)動電源為交流電壓220V，電動閥門需要420mA的電流控制，單片機發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電流信號控制電動閥門，電流變換器可用AD694。顯示電路采用LED顯示溫度、流量等狀態(tài)。流量傳感器用渦流流量計；通信電路用到傳輸芯片RS485；射頻卡用RS232；報警電路要用到蜂鳴器等[2］。其設(shè)計內(nèi)容如下：（1）能根據(jù)房間的設(shè)定溫度，自動調(diào)節(jié)房間的進水量，也可以手動控制；（2）根據(jù)供水的水溫，自動換算標準水溫的用水量,并實時記錄其用水量 ；（3）采用射頻卡設(shè)置預(yù)存消耗水量值，預(yù)存水量不足時，發(fā)出報警；（4）具有顯示功能，顯示內(nèi)容包括：室內(nèi)溫度，室內(nèi)設(shè)定溫度，用水量，供水溫度、管道流量、通信通道狀態(tài)等信息。主要設(shè)計技術(shù)指標與參數(shù)：（1）溫度測量范圍：40℃~100℃； （2）溫度測量精度：%；溫度控制精度：177。（3）流量計量精度：%；（4）采用電磁閥控制供熱量：閥門驅(qū)動電源：～220V/120mA。（6）具有有線或無線通信功能，以便實現(xiàn)小區(qū)的集中供熱聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；（7）供熱控制系統(tǒng)與上位機的串行通信：波特率應(yīng)大于1200bps，通信誤碼率108；2 總體方案設(shè)計 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1 建筑物內(nèi)溫度控制Fig1 Building temperature control注：；2. D—電磁閥；3. S管道溫度和流量傳感器。按照設(shè)計要求本系統(tǒng)可分為安裝于主管道的主管道控制系統(tǒng)和安裝在建筑物內(nèi)的房內(nèi)控制系統(tǒng)兩部分。主控制器根據(jù)建筑物內(nèi)房間的溫度，控制其主管道流量。主管道上需要安裝有管道溫度、壓力和流量傳感器和電動閥門。采用電動閥LED顯示電路單片機流量監(jiān)測溫度檢測壓力檢測控制驅(qū)動電路通信電路存儲電路圖2 主管道控制器框圖Fig2 Main controller block diagramLED顯示電路單片機流量監(jiān)測溫度檢測射頻卡接受電路存儲電路控制驅(qū)動電路通信電路鍵盤電路報警電路圖3 屋內(nèi)控制器框圖Fig3 The room controller block diagram門主要是控制管道流量的大小，它要用到驅(qū)動控制模塊。通過顯示模塊，可以顯管道流量、壓力、溫度、通信通道狀態(tài)等信息，利用通信模塊可以實現(xiàn)與屋內(nèi)控制器以及上位機的信息傳送。而屋內(nèi)控制器根據(jù)房間內(nèi)的溫度，控制其主管道流量；我們可將主控制器分為多個模塊。采用電磁門主要是控制管道流量的開關(guān)，它要用到驅(qū)動控制模塊。通過鍵盤顯示模塊，可以顯示管道流量、溫度、時段、通信通道狀態(tài)等信息，并進行調(diào)節(jié)[3］。利用通信模塊可將實現(xiàn)與主控制器的信息傳送。 模塊方案設(shè)計的選擇 單片機的選擇單片機又稱作單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是將一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上?，F(xiàn)在從8位、16位到32位等等，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應(yīng)用提供了廣闊的天地。單片機采用W77E58，77E58與標準8051相兼容的全新核心的微處理器。電源消耗也做了改進采用靜態(tài)COMS設(shè)計。由于需要我們用到了8255對單片機的I/O口進行了擴展，同時用到了74LS245擴展了并行輸入口用于連接顯示電路。同時，供暖監(jiān)控中心也可時時獲知主管道的水溫，以便對閥門的開度及時