集中供暖电气控制系统的设计设计.docx

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集中供暖电气控制系统的设计设计

集中供暖电气控制系统的设计

摘要……………………………………………………………………………1

关键词…………………………………………………………………………1

1前言………………………………………………………………………………2

1.1课题背景和意义……………………………………………………………………2

1.2设计方案的可行性……………………………………………………………3

1.3课题内容概述……………………………………………………………………3

2系统总体方案……………………………………………………………………4

2.1系统结构…………………………………………………………………4

2.2方案总体设计框图……………………………………………………………4

2.3模块方案设计的选择……………………………………………………………6

2.3.1单片机的选择………………………………………………………………6

2.3.2温度检测方案选择………………………………………………………………6

2.3.3流量检测方案设计………………………………………………………………7

2.3.4压力检测方案设计………………………………………………………………7

2.3.5键盘显示电路方案设计…………………………………………………………7

2.3.6射频卡接收电路方案设计………………………………………………………8

2.3.7报警电路方案设计………………………………………………………………8

2.3.8存储电路与时钟电路方案设计………………………………………………8

2.3.9阀门及驱动控制电路方案设计………………………………………………9

2.3.10通信电路方案设计……………………………………………………………9

3硬件电路设计……………………………………………………………………10

3.1单片机W77E58……………………………………………………………10

3.1.1单片机W77E58引脚功能………………………………………………………10

3.1.2单片机W77E58复位电路………………………………………………………12

3.2温度检测电路的设计……………………………………………………………13

3.2.1DS18B20的外形和内部结构…………………………………………………13

3.2.2温度传感器与单片机的接口电路……………………………………………14

3.3A/D转换电路的设计……………………………………………………………14

3.3.1TLC2543的介绍……………………………………………………………14

3.3.2A/D转换工作原理……………………………………………………………15

3.3.33.3V的基准电源……………………………………………………………15

3.4流量检测电路的设计……………………………………………………………16

3.4.1ZRN-LUG涡街流量计…………………………………………………………16

3.4.2检测电路工作原理……………………………………………………………16

3.5压力检测电路的设计……………………………………………………………17

3.5.1压力传感器……………………………………………………………17

3.5.2压力检测电路的工作原理…………………………………………………17

3.6键盘显示电路的设计……………………………………………………………18

3.6.1键盘部分…………………………………………………………………18

3.6.2显示部分…………………………………………………………………19

3.6.3键盘显示的借口电路………………………………………………………20

3.7射频卡接收电路的设计………………………………………………………21

3.8报警电路的设计……………………………………………………………22

3.9存储电路与时钟电路的设计……………………………………………………22

3.9.1存储芯片…………………………………………………………22

3.9.2时钟芯片…………………………………………………………23

3.9.3存储电路与时钟电路原理图…………………………………………………23

3.10驱动控制电路的设计……………………………………………………………23

3.10.1电磁阀的驱动控制电路……………………………………………………23

3.10.2电动阀的驱动控制电路……………………………………………………24

3.11通信电路的设计……………………………………………………………27

3.12电源电路的设计……………………………………………………………28

3.12.1+5V电源………………………………………………………………29

3.12.2+12V电源……………………………………………………………29

4软件设计……………………………………………………………………29

4.1主程序设计……………………………………………………………………29

4.2温度子程序设计…………………………………………………………………31

4.2.1读出温度子程序………………………………………………………………31

4.2.2温度转换命令子程序…………………………………………………………32

4.3电气量测量部分程序设计………………………………………………………33

4.4显示数据刷新程序设计………………………………………………………33

4.5键盘子程序设计………………………………………………………………33

4.6中断服务程序设计………………………………………………………………35

5结论………………………………………………………………………………36

参考文献………………………………………………………………………37

致谢…………………………………………………………………………………38

附录……………………………………………………………………………………39

集中供暖电气控制系统的设计

摘要：

随着人民生活水平的提高,工作节奏的加快,使得集中供暖在全国大部分地区,特别是各大中城市的小区之中,逐步发展了起来在新时代背景下的小区住户,对小区供暖系统的设计提出了人性化、智能化、数字化以及高能低耗等更全面的要求。

本设计采用77E58单片机作为控制装置的核心，实现整个装置的自动化控制。

一方面硬件设计中论述了控制器中基本模块比方说温度检测电路所需的DS18B20、扩展I/O口所用的8255以及变流器所用的AD694等芯片的型号以及功能介绍。

重点阐述了单片机的工作原理、与各个功能之间的接口、扩展、数据传递、通信协议以及驱动。

另一方面软件设计中论述了实现各个功能所需的流程。

该系统采用单片机检测传感器、电阀等相结合，有效地监控了小区的供暖系统。

关键词：

供暖；智能控制；温度；射频卡；

THEDESIGNOFCENTRALHEATINGELECTRICALCONTROLSYSTEM

Abstract：

Withtheimprovementofpeople'slivingstandard,theacceleratingpaceofwork,thecentralheatingsysteminmostpartsofthecountry,especiallybigcities,ismoreandmoreimportant.Theprogressivedevelopmentoftheresidentialhouseholdsdemandsthedistrictheatingsystemmeetstherequirementsofintelligent,digitalandenergyeffective.

Thisdesignusesthe77E58singlechipmicrocomputerasthecorecontroldevice,realizedthecontrolwithautomation.ThedesignofthehardwarediscussedthebasicmodulecontrollersuchastemperaturedetectioncircuitforDS18B20,I/Oexpansionportwith8255andusedtheAD694chipfortheconverter.Expoundedtheprincipleandfunctionsoftheinterfacesbetweenextension,datatransmission,communicationprotocolandtheharddrive.Ontheotherhand,softwaredesigndiscussedtherealizationofthevariousfunctionalprocessesneeded.Thesystemusessingle-chipmicrocomputerdetectingsensor,electricvalvecombination,controlsthedistrictheatingsystemeffectively.

Keywords:

Heating；Intelligentcontrol；Temperature；Radiofrequencycard

1前言

1.1课题的前景和意义

随着社会能源问题日益引起社会关注,各行业都在设法节能,我国北方的供热行业也不例外。

随着城镇供热体制改革的推进,停止福利供热,实行用热商品化,推行供热分户计量是必然趋势。

这要求供热公司提供高质量的供暖,使用小区供暖式能自主控制室温,不仅可以降低热费,而且可实现供热系统的节能。

集中供暖具有管理方便、热源效率高、环境污染小等许多优点。

但也存在很多问题，最突出的是节能与收费的问题。

因为供暖是按面积收取的，不是按采暖量，再加上没有一种装置自动控制供热管道、自动调节室内温度，人工开启、关闭阀门又过于麻烦，所以大多采取开窗通风的方式来降低室内温度，使热能白白浪费掉了；还有，白天大多数家庭成员或是上班，或是上学，家里没人，但暖气还照常开着，也浪费了很多能源。

浪费热能，其实就是浪费了用于供暖的煤炭资源。

我们萌发了研究、开发自动控制小区集中供暖节能控制器的想法，即利用自动控制原理调节暖气的供热量，解决上班、家中无人及室温过高时暖气的热能浪费问题。

这样不仅能为家庭节省取暖费用，也能为国家节约很多煤炭资源。

同时随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一。

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。

单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易[1］。

由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。

这次毕业设计通过对它的学习、应用，以77e58芯片为核心，辅以必要的电路，确保了供热管网安全、稳定、经济运行，提高热网管理效率，成功控制运行成本，实现热网现代化管理水平，对热网进行了智能化的集中