基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，該基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)包括：連接電暖氣的多個(gè)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器，用于向單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送溫度指令的PLC控制系統(tǒng)，修改PLC控制系統(tǒng)參數(shù)的工控機(jī)控制系統(tǒng)，以及用于整體實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)柜。本發(fā)明專利技術(shù)的控制系統(tǒng)利用合理科學(xué)的軟件算法，按房間工作屬性及供暖需求，劃分其熱負(fù)荷等級(jí)，進(jìn)而依據(jù)熱負(fù)荷等級(jí)確定其給定溫度，通過(guò)優(yōu)化溫度給定值的方法，降低電能的無(wú)謂消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、減排的效果；設(shè)備兼具教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研及實(shí)用的功能。

An anhydrous direct heating electric heating control system based on campus district heating

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及到校園區(qū)域取暖控制以及實(shí)驗(yàn)
，尤其涉及到一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有校園區(qū)域在取暖過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、減排的效果，推廣使用電暖氣進(jìn)行供暖，但在電采暖控制系統(tǒng)中，常采用適于人類生活和工作的環(huán)境溫度做為唯一的溫度設(shè)定值，存在消耗大量能源問(wèn)題，造成電能的無(wú)謂浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本專利技術(shù)提供了一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，該基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器：所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)應(yīng)連接位于多個(gè)加熱區(qū)域的電暖氣，且多個(gè)所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器均連接同一網(wǎng)絡(luò)的485總線；PLC控制系統(tǒng)：所述PLC控制系統(tǒng)將溫度設(shè)定值通過(guò)以太網(wǎng)向所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出指令，且將所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行采集與運(yùn)用；工控機(jī)控制系統(tǒng)：所述工控機(jī)控制系統(tǒng)向所述PLC控制系統(tǒng)發(fā)送工作指令，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修改，同時(shí)接收對(duì)所述單片機(jī)控制器的溫度、狀態(tài)數(shù)據(jù)信息；機(jī)柜：所述機(jī)柜背面可拆卸的連接有防塵板，所述機(jī)柜正面的上半部分布有連接所述PLC控制系統(tǒng)的觸摸控制屏、連接所述工控機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視顯示屏，所述機(jī)柜的下半部設(shè)置有多個(gè)備件箱；還包括設(shè)置在所述機(jī)柜正面用于放置所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的多個(gè)實(shí)驗(yàn)槽。優(yōu)選的，每個(gè)所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器均由C8051單片機(jī)系統(tǒng)組成的獨(dú)立設(shè)備。優(yōu)選的，所述PLC控制系統(tǒng)通過(guò)輪詢掃描的方式與多個(gè)所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。優(yōu)選的，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有與所述以太網(wǎng)總線連接的S7-200溫控PLC、S7-200通訊PLC以及S7-300PLC。優(yōu)選的，所述電暖氣采用脈寬式調(diào)功方法進(jìn)行溫控。優(yōu)選的，所述PLC控制系統(tǒng)采用PID算法進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)所述PID算法將溫度設(shè)定值相所述單片機(jī)控制器發(fā)送指令。本專利技術(shù)的控制系統(tǒng)利用合理科學(xué)的軟件算法，按房間工作屬性及供暖需求，劃分其熱負(fù)荷等級(jí)，進(jìn)而依據(jù)熱負(fù)荷等級(jí)確定其給定溫度，通過(guò)優(yōu)化溫度給定值的方法，降低電能的無(wú)謂消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、減排的效果；設(shè)備兼具教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研及實(shí)用的功能。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)的機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)頁(yè)面圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)數(shù)據(jù)展示圖；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)的脈寬式調(diào)功方法。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。首先為了方便理解本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，首先說(shuō)明一下其應(yīng)用場(chǎng)景，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)替換以往校園區(qū)域中采用水循環(huán)供暖方法，并合理按房間工作屬性及供暖需求，劃分其熱負(fù)荷等級(jí)，進(jìn)而依據(jù)熱負(fù)荷等級(jí)確定其給定溫度，避免電能的無(wú)謂消耗。一并參考圖1-圖2，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，該基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)包括：機(jī)柜1，該機(jī)柜1為臥式柜體或立式柜體均可，機(jī)柜1位于控制實(shí)驗(yàn)室，用于通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制位于多個(gè)加熱區(qū)域的電暖氣的散熱溫度，并在以供實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。在具體遠(yuǎn)程控制不同區(qū)域的多個(gè)電暖氣散發(fā)不同溫度時(shí)，本系統(tǒng)中采用多個(gè)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3：?jiǎn)纹瑱C(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3對(duì)應(yīng)連接位于多個(gè)加熱區(qū)域的電暖氣，且多個(gè)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3均連接同一網(wǎng)絡(luò)的485總線；每個(gè)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3均由C8051單片機(jī)系統(tǒng)組成的獨(dú)立設(shè)備。單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3作為獨(dú)立的硬件裝置應(yīng)用在底層層面，其核心的作用就是對(duì)所屬控制點(diǎn)的溫度控制，滿足寒季對(duì)環(huán)境溫度的控制要求。正式使用時(shí)安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)所屬控制點(diǎn)實(shí)時(shí)控制；作為實(shí)驗(yàn)與研究使用時(shí)，可在機(jī)柜1的正面開設(shè)用于放置單片機(jī)控制器的實(shí)驗(yàn)槽，以便于學(xué)生直觀操作。單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3內(nèi)部由控制部分與功率部分組成，兩者之間無(wú)強(qiáng)電耦合，便于學(xué)生在不打開機(jī)體的情況下，進(jìn)行安全的實(shí)驗(yàn)操作。單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3為現(xiàn)有技術(shù)中常用的設(shè)備，其接線方式在此不做過(guò)多贅述。在控制電暖氣的溫度時(shí)，將單片機(jī)控制器對(duì)應(yīng)裝配完成后，由機(jī)柜1進(jìn)行調(diào)控溫度；在具體設(shè)置時(shí)，機(jī)柜1的后部拆卸連接有防塵板2，機(jī)柜1內(nèi)設(shè)置有與以太網(wǎng)總線連接的S7-200溫控PLC、S7-200通訊PLC以及S7-300PLC，形成整套的PLC控制系統(tǒng)，可利用底下的接線端子對(duì)外引線，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或研究操作；并在機(jī)柜1下部設(shè)置有三個(gè)備件箱6，三處備件箱6內(nèi)分別安裝了打印機(jī)，工控機(jī)及必備工具等。PLC控制系統(tǒng)將溫度設(shè)定值通過(guò)以太網(wǎng)向單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3發(fā)出指令，且將單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3的狀態(tài)信息進(jìn)行采集與運(yùn)用，PLC控制系統(tǒng)通過(guò)輪詢掃描的方式與多個(gè)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。機(jī)柜1正面部分設(shè)置有連接PLC控制系統(tǒng)的觸摸控制屏5以及連接工控機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視顯示屏4，工控機(jī)控制系統(tǒng)向PLC控制系統(tǒng)發(fā)送工作指令，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修改，同時(shí)接收對(duì)單片機(jī)控制器的溫度、狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。上述系統(tǒng)，以校園電供暖的各個(gè)電暖氣為控制對(duì)象，以校園建筑的不同房間不同區(qū)域的取暖溫度為控制參數(shù)，自下而上，組成了由單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3、PLC控制系統(tǒng)、工控機(jī)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了分散控制集中管理的民用建筑電取暖溫度控制系統(tǒng)。研制此系統(tǒng)的目的在于替換傳統(tǒng)水暖系統(tǒng)，利用合理科學(xué)的軟件算法，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、減排的效果。根據(jù)合同要求，設(shè)備兼具教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研及實(shí)用的功能。一并參閱圖2，圖2為該系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，其中單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3是由C8051單片機(jī)系統(tǒng)組成的獨(dú)立設(shè)備，可以嵌入式安裝在機(jī)柜1上便于實(shí)驗(yàn)調(diào)試，也可以獨(dú)立安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)便于實(shí)際應(yīng)用操作。此外，控制室的單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3使用西門子S7-200smart來(lái)實(shí)現(xiàn)的，增加了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同一個(gè)建筑內(nèi)的單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3，均連接在同一網(wǎng)絡(luò)的485總線上，以Modbus總線協(xié)議與本樓的控制層西門子S7-300PLC進(jìn)行通訊。PLC作為Modbus主站，通過(guò)輪詢掃描的方式與各分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3安裝在別處使用時(shí)，需要對(duì)原功率接線進(jìn)行絕緣處理。單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器3主要通過(guò)四個(gè)按鍵進(jìn)行操作設(shè)置，并通過(guò)一個(gè)十六漢字的液晶屏幕進(jìn)行顯示，顯示格式如下表。按鍵定義與操作命令參見(jiàn)下表：PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行算法計(jì)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：/n單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器：所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)應(yīng)連接位于多個(gè)加熱區(qū)域的電暖氣，且多個(gè)所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器均連接同一網(wǎng)絡(luò)的485總線；/nPLC控制系統(tǒng)：所述PLC控制系統(tǒng)將溫度設(shè)定值通過(guò)以太網(wǎng)向所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出指令，且將所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行采集與運(yùn)用；/n工控機(jī)控制系統(tǒng)：所述工控機(jī)控制系統(tǒng)向所述PLC控制系統(tǒng)發(fā)送工作指令，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修改，同時(shí)接收對(duì)所述單片機(jī)控制器的溫度、狀態(tài)數(shù)據(jù)信息；/n機(jī)柜：所述機(jī)柜背面可拆卸的連接有防塵板，所述機(jī)柜正面的上半部分布有連接所述PLC控制系統(tǒng)的觸摸控制屏、連接所述工控機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視顯示屏，所述機(jī)柜的下半部設(shè)置有多個(gè)備件箱；還包括設(shè)置在所述機(jī)柜正面用于放置所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的多個(gè)實(shí)驗(yàn)槽。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器：所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)應(yīng)連接位于多個(gè)加熱區(qū)域的電暖氣，且多個(gè)所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器均連接同一網(wǎng)絡(luò)的485總線；
PLC控制系統(tǒng)：所述PLC控制系統(tǒng)將溫度設(shè)定值通過(guò)以太網(wǎng)向所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出指令，且將所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行采集與運(yùn)用；
工控機(jī)控制系統(tǒng)：所述工控機(jī)控制系統(tǒng)向所述PLC控制系統(tǒng)發(fā)送工作指令，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修改，同時(shí)接收對(duì)所述單片機(jī)控制器的溫度、狀態(tài)數(shù)據(jù)信息；
機(jī)柜：所述機(jī)柜背面可拆卸的連接有防塵板，所述機(jī)柜正面的上半部分布有連接所述PLC控制系統(tǒng)的觸摸控制屏、連接所述工控機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視顯示屏，所述機(jī)柜的下半部設(shè)置有多個(gè)備件箱；還包括設(shè)置在所述機(jī)柜正面用于放置所述單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制器的多個(gè)實(shí)驗(yàn)槽。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于校園區(qū)域取暖的無(wú)水直熱式電供暖控制系...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曲娜，尤文，李雙，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林;22