CN102042638A - 城市供暖末端计算机集中控制系统及其温度末端控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属城市供暖技术领域，具体的说是一种城市供暖末端设备计算机集中控制系统及其温度末端控制方法，包括数据服务器、工作站模块、控制器模块、温控器模块及执行终端；所述数据服务器的端口经Internet与工作站模块的端口连接，以实现数据统一存储及远程WEB查询服务；所述控制器模块的端口与工作站模块的端口相接，以实现本地数据的存储及控制；所述温控器模块的端口与控制器模块的端口相接；所述温控器模块的端口与执行终端的端口相接，以实现供暖末端设备的统一控制。本发明可实时对各住户的每个房间温度进行统一控制管理，可有效缓解热网、电网不平衡矛盾，在提高供暖质量的前提下，具有显著节能效果。
Description
技术领域
本发明属城市供暖技术领域，具体的说是一种城市供暖末端设备计算机集中控制系统及其温度末端控制方法。
背景技术
目前，城市供暖主要分为水热集中暖供和电力供暖两种方式，在传统水热集中供暖中，对末端用户的控制，采取的都是开环的控制方式，因此产生了热网系统难以平衡，同一回路各点的温度偏差较大的现像，造成供暖质量难以提高和能源的浪费严重。
采用电力供暖方式中，一般用户都采用独立控制，用电无规律性变化，不能统一规划、管理，加重电网的峰期用量大，谷期用量少，产生严重的电网用电不平衡现像。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可实时对各住户的每个房间温度进行统一控制管理，可有效缓解热网、电网不平衡矛盾，在提高供暖质量的前提下，具有显著节能效果的城市供暖末端计算机集中控制系统及其温度末端控制方法。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：一种城市供暖末端计算机集中控制系统，它包括数据服务器、工作站模块、控制器模块、温控器模块及执行终端；所述数据服务器的端口经Internet与工作站模块的端口连接，以实现数据统一存储及远程WEB查询服务；所述控制器模块的端口与工作站模块的端口相接，以实现本地数据的存储及控制；所述温控器模块的端口与控制器模块的端口相接；所述温控器模块的端口与执行终端的端口相接，以实现供暖末端设备的统一控制。
作为一种优选方案，本发明所述工作站模块通过RS485总线与控制器模块连接。
作为另一种优选方案，本发明所述控制器模块包括：微处理器、通讯模块、显示模块及时钟模块；所述通讯模块、显示模块及时钟模块的端口接微处理器的端口。
进一步地，本发明所述温控器模块包括微处理器、A/D转换模块、通讯模块、存储模块及显示模块；所述A/D转换模块、通讯模块、存储模块及显示模块的端口接微处理器的端口。
上述城市供暖末端计算机集中控制系统的温度末端控制方法，可按如下步骤实施：（1）读取配置参数，进行温度数据采样。
（2）检测是否有通讯控制指令，有指令则进行相应指令处理。
（3）检测是否有按键操作，有则进行按键处理。
（4）对温度采样数据进行分析、平滑处理。
（5）判断是否需要启动输出，需要启动输出，则启动外设，否则关闭外设。
作为一种优选方案，本发明所述步骤（4）中，通过对升、降温数据与时间常数做参考，动态记录到温控器内部分析表中，得到此环境的升、降温系数表，依据当前环境温度，通过升、降温系数表，得到下个预设点的温度变化曲线表，最后将预设温度进行内部动态修正，并将结果显示、保存。
本发明采用计算机集中监控系统，可实时对各住户的每个房间温度进行统一管理控制，可有效缓解热网、电网不平衡的矛盾，在提高供暖质量的前提下，具有显著的节能效果；同时，本发明也为政府部门监督供暖质量提供了可靠的数据保障。本发明可实现城市供暖末端设备的智能按需控制，用户温度数据可远程监控，供热公司可及时调整热网温度，同时还可大量利用谷期电，以达到“削峰填谷”的目的。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：1、对采暖末端设备的智能控制，为用户节约采暖费用，为国家节约能源。
2、远程数据监示，为调整热网平衡提供可靠数据，减少供暖公司调试费用。
3、大量利用谷期电供暖，有效缓解电网的峰谷用电不平衡。
4、远程数据查询，实现了政府对供暖质量的有效监控。
5、通过分户供热计量表，可实现分户计量远程抄表收费，符合国家分户计量的政策要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明系统的整体结构示意图。
图2为本发明数据服务器软件运行流程框图。
图3为本发明工作站软件运行流程框图。
图4为本发明温度末端控制方法流程框图。
图5为本发明控制器模块软件运行流程框图。
图6为本发明控制器模块具体电路原理图。
图7为本发明温控器模块具体电路原理图。
图8为本发明控制器模块电路原理框图。
图9为本发明温控器模块电路原理框图。
具体实施方式
如图所示，城市供暖末端计算机集中控制系统，它包括数据服务器、工作站模块、控制器模块、温控器模块及执行终端；所述数据服务器的端口经Internet与工作站模块的端口连接，以实现数据统一存储及远程WEB查询服务；所述控制器模块的端口与工作站模块的端口相接，以实现本地数据的存储及控制；所述温控器模块的端口与控制器模块的端口相接；所述温控器模块的端口与执行终端的端口相接，以实现供暖末端设备的统一控制。
本发明所述工作站模块通过RS485总线与控制器模块连接。
上述城市供暖末端计算机集中控制系统的温度末端控制方法，可按如下步骤实施：（1）读取配置参数，进行温度数据采样。
（2）检测是否有通讯控制指令，有指令则进行相应指令处理。
（3）检测是否有按键操作，有则进行按键处理。
（4）对温度采样数据进行分析、平滑处理；具体过程是：通过对升、降温数据与时间常数做参考，动态记录到温控器内部分析表中，得到此环境的升、降温系数表，依据当前环境温度，通过升、降温系数表，得到下个预设点的温度变化曲线表，最后将预设温度进行内部动态修正，并将结果显示、保存。
（5）判断是否需要启动输出，需要启动输出，则启动外设，否则关闭外设。
参见图2所示，图2为本发明数据服务器软件运行流程框图，数据服务器程序工作流程为：程序启动后，对登陆人员进行用户名和密码验证，如果正确，则加载此用户的权限及相应配置文件，再进行检测有无远程工作站入网申请，如果有入网申请，则判断是否合法用户，并对合法用户的申请返回入网许可证书文件，同时对此工作站的数据进行监控、保存，当有远程WEB查询数据时，先对查询者权限进行校验，对合法的查询返回查询数据，并记录查询事件，等待下一个远程工作入网申请或远程WEB查询，并循环以上步骤。
参见图3所示，图3为本发明工作站软件运行流程框图。工作站程序工作流程为：程序启动后，向远程数据服务器发送登陆认证，正确后，得到入网许可证书，按证书加载权限及配置，再读取所带载的温控器各项数据，并将结果显示、且存入数据库，当有数据服务器查询数据命令时，返回本机的各项数据，当有用户的控制操作时，响应用户的各项控制指令，定时任务条件满足时，进行定时任务处理，再对各项数据进行分析判断，实现异常温控器报警功能，并循环以上步骤。
参见图5所示，图5为本发明控制器软件运行流程框图。控制器程序工作流程为：上电启动后，先对微处理器端口进行初使化，再读取本机各配置参数，并按配置参数对温控器进行巡检登记，然后判断是否有工作站的指令，有指令则进行相应处理，再判断是否有按键操作，有按键操作则显示操作菜单，并对操作指令进行处理，再次对温控器数据进行巡检，将巡检得到的数据进行显示、保存，并循环以上步骤。
参见图4所示，图4为本发明温度末端控制方法流程框图，其工作流程为：上电启动后，先对微处理器端口进行初使化，然后读取配置参数，再进行温度数据采样，并检测是否有通讯控制指令，有指令则进行相应指令处理，检测是否有按键操作，有按键操作，则进行按键处理，对温度采样数据进行分析、平滑处理，其过程为，通过对升、降温数据与时间常数做参考，动态记录到温控器内部分析表中，得到此环境的升、降温系数，依据当前环境温度，通过升降温系数表，得到下个预设点的温度变化曲线表，最后将预设温度进行内部动态修正，并将结果显示、保存，最后依据内部修正温度值，判断是否需要启动输出，需要启动输出，则启动外设，否则关闭外设，并循环以上步骤。
图6为本发明控制器具体电路原理图。图中，控制器电路由微处理器U1（AVR MEGA128），电源模块芯片U2（MAX34063），时钟芯片U3（DS1302），通讯芯片U4、U5（MAX487），液晶显示模块J1（LM1602），按键S1~S6组成，其原理是：微处理器U1内有主机控制程序，实现对整个控制器的控制，电源模块芯片U2为控制器电路提供5V的直流工作电源，时钟芯片U3为控制器提供系统运行的时钟，通讯芯片U4负责与工作站通讯时的协义转换，通讯芯片U5负责与温控器通讯协议转换，液晶显示模块J1完成各种显示任务，按键S1~S6提供用户输入各项设置参数。
图7为本发明温控器具体电路原理图。温控器电路由微处理器IC1（HT46RU66），存储芯片IC2（AT93C66），液晶模块IC3（GV10509-WG2），通讯芯片IC4（MAX487），温度传感器RT1（MF51负温度系数传感器），按键K1~K6组成；其原理是：微处理器IC1内有温控器控制程序，实现对温控器的控制，存储芯片IC2完成温控器的各项配置参数和数据的存储，液晶模块IC3实现各种工作模式及温度的显示，通讯芯片IC4完成对控制器通讯的协议转换，温度传感器RT1实现温度的采集，按键K1~K6提供用户输入各项设置参数。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种城市供暖末端计算机集中控制系统，其特征在于，包括数据服务器、工作站模块、控制器模块、温控器模块及执行终端；所述数据服务器的端口经Internet与工作站模块的端口连接，以实现数据统一存储及远程WEB查询服务；所述控制器模块的端口与工作站模块的端口相接，以实现本地数据的存储及控制；所述温控器模块的端口与控制器模块的端口相接；所述温控器模块的端口与执行终端的端口相接，以实现供暖末端设备的统一控制。
2.根据权利要求1所述的城市供暖末端计算机集中控制系统，其特征在于：所述工作站模块通过RS485总线与控制器模块连接。
3.根据权利要求2所述的城市供暖末端计算机集中控制系统，其特征在于：所述控制器模块包括：微处理器、通讯模块、显示模块及时钟模块；所述通讯模块、显示模块及时钟模块的端口接微处理器的端口。
4.根据权利要求3所述的城市供暖末端计算机集中控制系统，其特征在于：所述温控器模块包括微处理器、A/D转换模块、通讯模块、存储模块及显示模块；所述A/D转换模块、通讯模块、存储模块及显示模块的端口接微处理器的端口。
5.一种如权利要求1～4之任一所述城市供暖末端计算机集中控制系统的温度末端控制方法，其特征在于，按如下步骤实施：
（1）读取配置参数，进行温度数据采样；
（2）检测是否有通讯控制指令，有指令则进行相应指令处理；
（3）检测是否有按键操作，有则进行按键处理；
（4）对温度采样数据进行分析、平滑处理；
（5）判断是否需要启动输出，需要启动输出，则启动外设，否则关闭外设。
6.根据权利要求5所述城市供暖末端计算机集中控制系统的温度末端控制方法，其特征在于：所述步骤（4）中，通过对升、降温数据与时间常数做参考，动态记录到温控器内部分析表中，得到此环境的升、降温系数表，依据当前环境温度，通过升、降温系数表，得到下个预设点的温度变化曲线表，最后将预设温度进行内部动态修正，并将结果显示、保存。
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