鍋爐控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鍋爐控制器，該控制器將人機交互和控制核心集成為一體，具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，具有外部點位擴展能力，實現(xiàn)了控制工藝標(biāo)準(zhǔn)化，控制內(nèi)容全面化，控制方式簡單化，同時具備一定的二次開發(fā)能力，可根據(jù)不同控制要求做規(guī)范的調(diào)整。該控制器具有控制儀表的穩(wěn)定性，集成控制器的緊湊結(jié)構(gòu)，同時具有可編程控制器的擴展能力，與之配套的外部線路簡單，用戶操作檢修方便；通過規(guī)?；妥詣踊纳a(chǎn)大大降低成本，提高可靠性。
【專利說明】鍋爐控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及鍋爐控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鍋爐控制器。

【背景技術(shù)】
[0002] 與鍋爐設(shè)備相配套，鍋爐控制系統(tǒng)經(jīng)歷了長期的發(fā)展歷程，目前已形成比較成熟 的體系。在保證系統(tǒng)安全的前提下，從自動化程度上區(qū)分，低端產(chǎn)品采用控制儀表作為控制 核心，中端產(chǎn)品采用集成控制器作為控制核心，高端產(chǎn)品采用可編程控制器作為控制核心。
[0003] 三類控制核心各有優(yōu)缺點：控制儀表造價低，性能穩(wěn)定，但是控制儀表相互獨立， 無法實現(xiàn)全自動運行，外圍電氣線路復(fù)雜，檢修麻煩，不具備整體通信能力；集成控制器結(jié) 構(gòu)緊湊，通用性好，可全自動運行，支持通信功能，但是點位少，無擴展能力，固化的產(chǎn)品模 式無法滿足個性化需求；可編程控制器具有前兩種的優(yōu)勢，同時彌補了其不足，性能上優(yōu)勢 明顯，但是可編程控制器需要外置人機顯示界面，整體價格較高。
[0004] 鍋爐房生產(chǎn)管理日益規(guī)范化和精細化，用戶對控制系統(tǒng)的要求除了要做到安全運 行外，還要求經(jīng)濟運行，對設(shè)備供貨商要求服務(wù)響應(yīng)及時，而當(dāng)前市場上的產(chǎn)品存在各自的 不足，所以設(shè)計開發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)化的鍋爐控制器就顯得尤為重要。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供一種鍋爐控制器，該控制器將 人機交互和控制核心集成為一體，具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，具有外部點位擴展能力，實現(xiàn)了 控制工藝標(biāo)準(zhǔn)化，控制內(nèi)容全面化，控制方式簡單化，同時具備一定的二次開發(fā)能力，可根 據(jù)不同控制要求做規(guī)范的調(diào)整。該控制器具有控制儀表的穩(wěn)定性，集成控制器的緊湊結(jié)構(gòu)， 同時具有可編程控制器的擴展能力，與之配套的外部線路簡單，用戶操作檢修方便。
[0006] 本實用新型是通過以下技術(shù)方案達到上述目的：一種鍋爐控制器，包括控制核 心模塊和人機界面模塊，控制核心模塊與人機界面模塊相互獨立，控制核心模塊包括電源 電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通 信接口、存儲器與實時時鐘、CPU ;CPU分別與開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸 入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲器與實時時鐘連接；電源電路分別與 CPU、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信 接口、存儲器與實時時鐘連接供電；人機界面模塊包括電源電路、存儲器、實時時鐘、下載接 口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動、CPU ;CPU分別與存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸 摸顯示與驅(qū)動連接；電源電路分別與CPU、存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯 示與驅(qū)動連接供電；控制核心模塊與人機界面模塊基于各自的通信接口連接。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的控制核心模塊存儲器采用掉電保持存儲器；所述的人機界面模 塊存儲器采用用戶程序處理器。
[0008] 作為優(yōu)選，所述開關(guān)量輸入為源型輸入方式、漏型輸入方式中的任意一種；所述 的開關(guān)量輸出為繼電器輸出類型。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的模擬量輸入為DC0_20mA信號、PT100信號中的任意一類類型信 號；所述的模擬量輸出為DC0-20mA類型信號。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的CPU采用32位ARM處理器。
[0011]作為優(yōu)選，所述的通信接口為RS485通信接口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信 協(xié)議中的任意一種。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的人機界面模塊界面顯示采用觸摸屏，觸摸屏采用中文顯示。
[0013]作為優(yōu)選，所述的控制核心模塊和人機界面模塊一體化，輸入/輸出端子采用可 插拔方式。
[0014]作為優(yōu)選，所述的下載接口為USB接口。
[0015] 本實用新型的有益效果在于：（1)中文觸摸屏人機界面，顯示與控制一體化，輸入 /輸出端子均采用可插拔方式，控制核心模塊化設(shè)計，人性化設(shè)計，操作方便，更換部件非常 方便；（2)新增符合鍋爐控制國際標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口保護功能，可以防止輸出接口硬件故障 導(dǎo)致系統(tǒng)失控；（3)適用于多種標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入，高速數(shù)模轉(zhuǎn)換；(4)采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信 協(xié)議，支持自由協(xié)議；（5)全部采用高可靠的器件、配套了專用的自動檢測設(shè)備，可實現(xiàn)全 自動化生產(chǎn)，大大方便了用戶的生產(chǎn)和調(diào)試；(6)解決了用戶提出的對鍋爐控制各種需求 的開發(fā)工作，鍋爐控制柜生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了對鍋爐控制器嵌入式硬件和軟件的開發(fā)成本，實 現(xiàn)了硬件標(biāo)準(zhǔn)化和軟件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，提高了可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的電路原理示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進行進一步描述，但本實用新型的保護范圍并 不僅限于此：
[0018] 實施例：如圖1所示，一種鍋爐控制器由控制核心模塊和人機界面模塊組成；控制 核心模塊用于實現(xiàn)鍋爐設(shè)備及其輔機的測控管理，人機界面模塊用于實現(xiàn)人機交互，設(shè)置 運行參數(shù)；控制核心模塊與人機界面模塊相互獨立，控制核心模塊包括電源電路、開關(guān)量輸 入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲器 與實時時鐘、CPU ;人機界面模塊包括電源電路、存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸 摸顯示與驅(qū)動、CPU?？刂破鲗崿F(xiàn)了控制核心模塊和人機界面模塊的集成，整體封裝，功能單 元相互獨立，支持對控制功能和人機交互的二次修正；控制器內(nèi)置實時時鐘，為界面顯示及 歷史記錄提供時間信息。
[0019] 其中，控制核心模塊與人機界面模塊的電源電路都是用于將輸入的DC24V電壓進 行穩(wěn)壓凈化處理，供電給內(nèi)部其他功能單元；下載接口用于程序的下載，一般采用USB接 口，可根據(jù)實際控制要求對基礎(chǔ)程序做適當(dāng)微調(diào)后更新程序；兩者的通信接口為RS485通 信口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信協(xié)議，用于與其他控制單元或智能儀表通信，實現(xiàn)聯(lián) 機功能功能；CPU用32位ARM處理器，用于執(zhí)行檢測程序、控制程序、故障處理、界面顯示和 通信程序。
[0020] 存儲器用于存儲運行程序及控制參數(shù)，其中，控制核心模塊存儲器采用掉電保持 存儲器；人機界面模塊存儲器采用用戶程序處理器。
[0021] 控制核心模塊內(nèi)的開關(guān)量輸入電路用于采集各種類型的觸點信號，對信號進行電 平轉(zhuǎn)換與整形，本例采用源型輸入方式電路；開關(guān)量輸出電路用于輸出開關(guān)信號，控制鍋爐 設(shè)備及其輔機的啟停，本例中采用繼電器輸出類型電路；模擬量輸入電路用于采集鍋爐系 統(tǒng)運行時的各種溫度、壓力和流量等信號（支持DC0-20mA和PT100兩種信號類型），為控 制器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換提供數(shù)據(jù)源；模擬量輸出電路用于對鍋爐配套的風(fēng)機、水泵和閥的狀態(tài) (頻率或開度）進行調(diào)節(jié)，本例中模擬量輸出信號為DC0-20mA類型信號。
[0022] 人機界面模塊上采用觸摸屏，支持用動畫、曲線和表格等多種方式展現(xiàn)鍋爐及其 輔機運行狀態(tài)，報警信息、測點信息和參數(shù)設(shè)置采用中文顯示。
[0023] 本控制器最大的特點是顯示與控制一體化，輸入/輸出端子均采用可插拔方式， 模塊化設(shè)計使本發(fā)明的更換非常方便；本實用新型可以只用一套硬件，通過下載不同的標(biāo) 準(zhǔn)控制程序，實現(xiàn)對不同類型鍋爐系統(tǒng)的測控管理；當(dāng)控制器發(fā)生故障時，現(xiàn)場人員可通過 端子接插件的插拔輕松實現(xiàn)控制器更換，不需線路調(diào)整，降低現(xiàn)場操作難度。
[0024] 工業(yè)鍋爐控制柜生產(chǎn)企業(yè)使用本發(fā)明作為控制核心，就可以省去復(fù)雜的嵌入式軟 硬件開發(fā)工作，降低成本，提高響應(yīng)速度。
[0025] 在實際生產(chǎn)中，本實用新型可根據(jù)燃料種類分為3個系列用途，分類如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種鍋爐控制器，包括控制核心模塊和人機界面模塊，其特征在于：控制核心模塊 與人機界面模塊相互獨立，控制核心模塊包括電源電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電 路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲器與實時時鐘、CPU ;CPU 分別與開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通 信接口、存儲器與實時時鐘連接；電源電路分別與CPU、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、 模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲器與實時時鐘連接供電；人 機界面模塊包括電源電路、存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動、CPU ; CPU分別與存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動連接；電源電路分別與 CPU、存儲器、實時時鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動連接供電；控制核心模塊與人 機界面模塊基于各自的通信接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的控制核心模塊存儲器 采用掉電保持存儲器；所述的人機界面模塊存儲器采用用戶程序處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述開關(guān)量輸入為源型輸入 方式、漏型輸入方式中的任意一種；所述的開關(guān)量輸出為繼電器輸出類型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的模擬量輸入為 DC0-20mA信號、PT100信號中的任意一類類型信號；所述的模擬量輸出為DC0-20mA類型信 號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的CPU采用32位ARM 處理器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的通信接口為 RS485通信接口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信協(xié)議中的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的人機界面模塊界 面顯示采用觸摸屏，觸摸屏采用中文顯示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的控制核心模塊和人機 界面模塊一體化，輸入/輸出端子米用可插拔方式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的下載接口為USB接 □。
【文檔編號】F24H9/20GK204165025SQ201420559341
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】方燕群, 袁鑫, 黃偉, 趙遠 申請人:杭州環(huán)潤智能科技有限公司