專利名稱：換熱站gprs遠程節(jié)能監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于節(jié)能控制領域，尤其是一種換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
中科院一項調(diào)查顯示，中國的能源使用效率僅為美國的26. 9%，日本的11. 5%。因此，推進節(jié)能減排，可謂迫在眉睫。伴隨著我國市場經(jīng)濟的深入發(fā)展和人民生活水平的快速提高，集中供熱事業(yè)也在不斷發(fā)展。但是，在集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展過程中也出現(xiàn)了一些不可忽視的問題，主要表現(xiàn)在部分地區(qū)因為觀念落后、信息閉塞等因素制約，在科學發(fā)展和節(jié)能減排等方面，還有很多需要改進的地方，也就是說.節(jié)能工作還大有潛力可挖。目前換熱站多采用有人值守的控制方式，全部設備統(tǒng)一采用手動方式，這樣一方面浪費了人力、財力同時也不利于節(jié)能減排的實現(xiàn)。因此供熱管理部門如何能控制這部分浪費，既能在保證供熱質(zhì)量的前提下，有效地實現(xiàn)人員的最大利用率，又達到節(jié)能的目的，已經(jīng)成為目前迫切要求解決的問題，而現(xiàn)有技術(shù)對這些問題還沒有有效的解決辦法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置。該裝置結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、能夠根據(jù)換熱站供熱要求，對供熱管道的溫度、壓力進行實時采集，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場控制，同時通過GPRS進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。本實用新型提供的換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置包括第一中央處理器CPU1，用于接受按鍵和液晶顯示器的信息，同時通過電壓轉(zhuǎn)電流模塊控制電動執(zhí)行器和變頻器從而控制整個系統(tǒng)；溫度傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個溫度信號。壓力傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個壓力信號。時鐘芯片，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于同步實時時間，同時給數(shù)據(jù)加入時鐘標簽。按鍵控制器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于手動設置系統(tǒng)參數(shù)、操縱系統(tǒng)工作及查看液晶顯示器顯示數(shù)據(jù)。IXD顯示器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于提供人機交互界面，顯示采集溫度、壓力數(shù)據(jù)，系統(tǒng)工作狀態(tài)。LED狀態(tài)指示燈，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于指示系統(tǒng)停機及啟動的工作狀態(tài)。電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于將第一中央處理器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，進而通過此電流信號控制電動執(zhí)行器的位置及變頻器的頻率。[0013]電動執(zhí)行器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動機械閥門運動，接受給定的電流信號控制閥門開度。變頻器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動循環(huán)泵工作，接受給定的電流信號控制循環(huán)泵轉(zhuǎn)速。第二中央處理器CPU2 通過通訊轉(zhuǎn)換模塊與第一中央處理器CPUl連接，用于處理第一中央處理器CPUl采集到的溫度、壓力信號，同時控制GPRS通信模塊將上傳的數(shù)據(jù)傳送給控制管理中心。GPRS通信模塊，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于將上傳的溫度、壓力等數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS移動網(wǎng)絡上。EEPR0M，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于存儲需要上傳的溫度、壓力數(shù)據(jù)。電源裝置，為第一中央處理器和第二中央處理器提供電源。所述的溫度傳感器是熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)或IC溫度傳感器中的一種。所述的壓力傳感器是絕對型、差分型、表壓型或封壓型壓力傳感器中的一種；壓力轉(zhuǎn)換為電信號的器件是應變儀、可變電容或壓電器件中的一種。 所述的第一中央處理器及第二中央處理器CPU2采用的芯片為PIC18F8722 和PIC18F66J10 ；EEPROM為AT4OTB161D ；時鐘芯片為DS1302 ；LCD控制器的型號為 LCM12864QZK ；電壓電流轉(zhuǎn)換模塊為AM462 ；GPRS通信模塊的型號是華為公司的GTM900-C。本實用新型的優(yōu)點和有益效果是1.該裝置內(nèi)部控制采用低成本、低功耗、穩(wěn)定性強的雙CPU控制技術(shù)，可以實時對供熱管道的溫度和壓力進行數(shù)據(jù)采集和控制，通過GPRS通訊模塊將采集的數(shù)據(jù)上傳給控制中心，也可根據(jù)控制管理中心設置的運行曲線執(zhí)行相應的操作，實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)采集傳遞及控制，提高了能源管理部門的自動化管理水平及工作效率。2.該裝置可以根據(jù)采集的多個溫度和壓力信號，同時接收控制管理中心的命令， 控制閥門的開度以及變頻器的頻率，實時調(diào)節(jié)，既能在保證供熱質(zhì)量的前提下，有效地實現(xiàn)人員的最大利用率，又達到節(jié)能的目的。3.該裝置采用交直流雙電源工作方式，確保該裝置在停電的情況下也可以正常運行；該裝置的控制曲線通過管理控制中心傳遞到現(xiàn)場，存于存儲器EEPROM中，即使斷電或出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)不會丟失；4.該裝置工作狀態(tài)改變或斷線后會自動報警并同時向控制管理中心上傳信息。如果出現(xiàn)通訊斷線的情況，采集的數(shù)據(jù)存儲于存儲器EEPROM中，一旦通訊恢復，可以補發(fā)斷線過程中的數(shù)據(jù)。5.該裝置的控制電路及其控制接口全封閉裝置，防塵防水，提高該裝置的安全性、 可靠性及穩(wěn)定性。6.該裝置帶有自檢功能，能夠有效地發(fā)現(xiàn)該裝置的運轉(zhuǎn)情況，便于及時發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，以充分保證安全、可靠、有效的運行。

[0029]圖1是本實用新型的電路連接方框圖。圖中8控制管理中心、9傳感器、10監(jiān)控裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進一步詳述如圖1所示，本實用新型提供的換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置包括第一中央處理器CPU1，用于接受按鍵和液晶顯示器的信息，同時通過電壓轉(zhuǎn)電流模塊控制電動執(zhí)行器和變頻器從而控制整個系統(tǒng)；溫度傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個溫度信號。壓力傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個壓力信號。時鐘芯片，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，同于同步實時時間，同時給數(shù)據(jù)加入時鐘標簽。按鍵控制器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于手動設置系統(tǒng)參數(shù)、操縱系統(tǒng)工作及查看液晶顯示器顯示數(shù)據(jù)。IXD顯示器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于提供人機交互界面，顯示采集溫度、壓力數(shù)據(jù)，系統(tǒng)工作狀態(tài)。LED狀態(tài)指示燈，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于指示系統(tǒng)停機及啟動的工作狀態(tài)。電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于將第一中央處理器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，進而通過此電流信號控制電動執(zhí)行器的位置及變頻器的頻率。電動執(zhí)行器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動機械閥門運動，接受給定的電流信號控制閥門開度。變頻器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動循環(huán)泵工作，接受給定的電流信號控制循環(huán)泵轉(zhuǎn)速。第二中央處理器CPU2 通過通訊轉(zhuǎn)換模塊第一中央處理器CPUl連接，用于處理第一中央處理器CPUl采集到的溫度、壓力信號，同時控制GPRS通信模塊將上傳的數(shù)據(jù)傳送給控制管理中心。GPRS通信模塊，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于將上傳的溫度、壓力等數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS移動網(wǎng)絡上。EEPR0M，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于存儲需要上傳的溫度、壓力數(shù)據(jù)。電源裝置，為第一中央處理器和第二中央處理器提供電源。該裝置采用第一中央處理器CPUl及第二中央處理器CPU2的雙處理器結(jié)構(gòu)，兩個中央處理器之間通過通訊端口轉(zhuǎn)換相連接，其電源由共同連接的電源裝置來提供。第一中央處理器CPUl及第二中央處理器CPU2采用的芯片為PIC18F8722和PIC18F66J10，也可以采用具有類似功能的處理芯片。
5[0048]第一中央處理器CPUl通過專門接口分別連接多個溫度和壓力傳感器、時鐘芯片、IC卡座、LCD顯示器、電壓電流轉(zhuǎn)換模塊和西門子電動執(zhí)行器以及艾默生變頻器，本實施例的傳感器為帶有信號調(diào)理的PT100熱電阻式溫度傳感器和電容式壓力傳感器，在LCD 顯示器上可以顯示管道各處的溫度和壓力信息及運行狀態(tài)，時鐘芯片采用的是DS1302芯片，IXD顯示器的型號為LCM12864QI，西門子電動執(zhí)行器型號為SKB62，艾默生變頻器為 EV2000。通過按鍵控制器可以查詢實時采集的管道各處的溫度和壓力以及運行曲線，控制 PID參數(shù)等信息；而且該裝置的工作狀態(tài)通過面板上的LED狀態(tài)指示燈顯示出來。第二中央處理器CPU2通過其專用接口分別連接GPRS通信模塊、EEPR0M，其中GPRS 通信模塊與第二中央處理器CPU2的通信接口相連接，該GPRS通信模塊的型號為華為公司的GTM900-C ；EEPROM為電擦寫可編程只讀存儲器，采用的是AT45DB161D芯片。本實用新型的工作原理為該換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置10、控制管理中心8、帶信號調(diào)理的溫度、壓力傳感器、電動執(zhí)行器及變頻器一起構(gòu)成了換熱站遠程節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其中，控制管理心設置在供熱管理部門內(nèi)，該控制管理中心是一臺安裝了系統(tǒng)軟件的計算機，該計算機通過 Internet連接GPRS，換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置安裝在換熱站內(nèi)，控制管理中心可以管理分布在不同位置的換熱站遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，它們之間的通訊是基于GPRS移動通信網(wǎng)內(nèi)進行，該裝置充分利用了 GPRS移動網(wǎng)絡通訊覆蓋面廣、通訊信息安全的優(yōu)勢。控制管理中心通過hternet連接GPRS將控制命令傳遞給換熱站遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，該裝置內(nèi)的第二中央處理器CPU2通過GPRS通訊模塊接受控制命令并將接收到的控制命令存儲到EEPROM中，同時通過通訊端口傳遞給第一中央處理器CPU1，由第一中央處理器 CPUl根據(jù)控制命令進行相應的控制。第一中央處理器CPUl能夠采集計量傳感器的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳送給第二中央處理器CPU2，存儲到EEPROM中，由CPU2控制GPRS模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳給控制管理中心，由控制管理中心對數(shù)據(jù)進行分析及控制。另外，如果出現(xiàn)現(xiàn)場斷電或者GPRS網(wǎng)絡斷線問題，換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置也可根據(jù)存于EEPROM中的運行參數(shù)和曲線進行自動控制，現(xiàn)場電力恢復正常或者GPRS網(wǎng)路回復后，CPU2讀取EEPROM中存儲的斷線期間的數(shù)據(jù)，補發(fā)至控制管理中心。本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，其特征在于該裝置包括第一中央處理器CPU1，用于接受按鍵和液晶顯示器的信息，同時通過電壓轉(zhuǎn)電流模塊控制電動執(zhí)行器和變頻器從而控制整個系統(tǒng)；溫度傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個溫度信號；壓力傳感器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于測量供熱管道的多個壓力信號；時鐘芯片，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于同步實時時間， 同時給數(shù)據(jù)加入時鐘標簽；按鍵控制器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于手動設置系統(tǒng)參數(shù)、操縱系統(tǒng)工作及查看液晶顯示器顯示數(shù)據(jù)；IXD顯示器，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于提供人機交互界面，顯示采集溫度、壓力數(shù)據(jù)，系統(tǒng)工作狀態(tài)；LED狀態(tài)指示燈，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于指示系統(tǒng)停機及啟動的工作狀態(tài)；電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，通過第一中央處理器的專門接口連接第一中央處理器，用于將第一中央處理器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，進而通過此電流信號控制電動執(zhí)行器的位置及變頻器的頻率；電動執(zhí)行器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動機械閥門運動，接受給定的電流信號控制閥門開度；變頻器，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊連接第一中央處理器，用于驅(qū)動循環(huán)泵工作，接受給定的電流信號控制循環(huán)泵轉(zhuǎn)速；第二中央處理器CPU2 通過通訊轉(zhuǎn)換模塊與第一中央處理器CPUl連接，用于處理第一中央處理器CPUl采集到的溫度、壓力信號，同時控制GPRS通信模塊將上傳的數(shù)據(jù)傳送給控制管理中心；GPRS通信模塊，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于將上傳的溫度、壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS移動網(wǎng)絡上；EEPR0M，通過第二中央處理器的專門接口連接第二中央處理器，用于存儲需要上傳的溫度、壓力數(shù)據(jù)；電源裝置，為第一中央處理器和第二中央處理器提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，其特征在于所述的溫度傳感器是熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)或IC溫度傳感器中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，其特征在于所述的壓力傳感器是絕對型、差分型、表壓型或封壓型壓力傳感器中的一種；壓力轉(zhuǎn)換為電信號的器件是應變儀、可變電容或壓電器件中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置，其特征在于所述的第一中央處理器及第二中央處理器CPU2采用的芯片為PIC18F8722和PIC18F66J10 ；EEPROM為 AT45DB161D ；時鐘芯片為DS1302 ；LCD控制器的型號為LCM12864Q3(；電壓電流轉(zhuǎn)換模塊為 AM462 ；GPRS通信模塊的型號是華為公司的GTM900-C。
專利摘要換熱站GPRS遠程節(jié)能監(jiān)控裝置。該裝置包括第一中央處理器以及通過專門接口分別連接的溫度、壓力傳感器、時鐘芯片、LCD顯示器、電壓電流轉(zhuǎn)換模塊、按鍵控制器、LED狀態(tài)指示燈、電動執(zhí)行器、變頻器，第一中央處理器還通過通訊轉(zhuǎn)換模塊與第二中央處理器連接，第二中央處理器通過其專用接口分別連接GPRS通信模塊、EEPROM。本裝置內(nèi)部控制采用低功耗、穩(wěn)定性強的雙CPU控制技術(shù)，可以實時對供熱管道的溫度、壓力進行數(shù)據(jù)采集和控制，通過GPRS通訊模塊將采集值發(fā)至GPRS移動網(wǎng)絡，并與INTERNET對接，將數(shù)據(jù)傳遞給控制管理中心，也可根據(jù)控制管理中心設置的運行曲線執(zhí)行相應的操作，實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)采集傳遞及控制，提高了能源管理部門的自動化管理水平及工作效率。
文檔編號G05B19/048GK202033633SQ20102065823
公開日2011年11月9日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者劉鳳連, 李超, 溫顯斌, 邵磊 申請人:天津理工大學