CN103197624A - 基于dsp的集中供热系统控制器 - Google Patents

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Abstract

一种基于DSP的集中供热系统控制器，包括dsPIC6010A电路、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS-485通信模块和CAN总线模块；dsPIC6010A电路的输入端分别连接模拟量输入模块的输入接口和开关量输入模块的输入接口，dsPIC6010A电路的输出端分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块的输出接口、dsPIC6010A电路分别与RS-485通信模块和CAN总线模块双向连接。本发明以dsPIC6010A电路为控制核心，实现了模拟量采集、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、与触摸屏和上位机通信及与子板通信的扩展功能，并且降低了系统构成的成本。

Description

基于DSP的集中供热系统控制器
技术领域
本发明属于自动控制系统，特别涉及一种基于DSP的集中供热系统控制器。
背景技术
随着城市建设和经济飞速发展，环境保护和能源节约成为越来越重要的问题，我国冬季大气环境质量与供热方式直接相关，集中供热方式正是提高大气质量的一种可行办法，所以城市集中供热也成为城市，尤其是北方城市供热的大势所趋，如何使整个集中供热系统处于一个良好、高效的运行状态，成为供热控制系统所必须解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DSP的集中供热系统控制器，该装置以dsPIC6010A电路为控制核心，实现了模拟量采集、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、与触摸屏和上位机通信及与子板通信的扩展功能，并且降低了系统构成的成本。
如上构思，本发明的技术方案是：一种基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：包括dsPIC6010A电路、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS-485通信模块和CAN总线模块；dsPIC6010A电路的输入端分别连接模拟量输入模块的输入接口和开关量输入模块的输入接口，dsPIC6010A电路的输出端分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块的输出接口、dsPIC6010A电路分别与RS-485通信模块和CAN总线模块双向连接；上述开关量输入模块的输入接口分别连接本地控制选择电路、远程控制选择电路、多个一次侧电机启动电路、多个二次侧电机启动电路、多个补水泵电机启动电路、多个一次侧电机继电器电路、多个二次侧电机继电器电路、多个补水电机继电器电路、 一次循环泵变频故障电路、二次循环泵变频故障电路和补水泵变频故障电路；上述开关量输入模块的输出接口分别连接多个一次侧电机启停控制电路、多个二次侧电机启停控制电路、多个补水泵电机启停控制电路和电磁阀开关控制电路；上述模拟量输入模块的输入接口连接多路传感器采集多路模拟量；上述模拟量输出模块的输出接口连接一次侧变频器频率输出电路、二次侧变频器频率输出电路和补水变频器频率输出电路。
上述开关量输入模块设置17路开关量输入接口，它们分别连接本地控制选择电路、远程控制选择电路、两个一次侧电机启动电路、两个二次侧电机启动电路、两个补水泵电机启动电路、两个一次侧电机继电器电路、两个二次侧电机继电器电路、两个补水电机继电器电路、一次循环泵变频故障电路、二次循环泵变频故障电路和补水泵变频故障电路。
上述开关量输出模块设置7路大功率继电器输出接口，它们分别连接两个一次侧电机启停控制电路、两个二次侧电机启停控制电路、两个补水泵电机启停控制电路和电磁阀开关控制电路。
上述模拟量输入模块的输入接口采集18路模拟量，输入接口分别连接一次侧供水压力传感器、一次侧回水压力传感器、一次侧供水温度传感器、一次侧回水温度传感器、一次侧变频器频率传感器、一次侧流量传感器、二次侧供水压力传感器、二次侧回水压力传感器、二次侧供水温度传感器、二次侧回水温度传感器、二次侧变频器频率传感器、二次侧流量传感器、补水变频器频率传感器和室外温度传感器。
上述模拟量输出模块由光电隔离电路、MAX538和AD694连接组成，实现模拟量4-20mA输出功能。
上述模拟量输入模块的输入接口采用AD采样接口，利用AD627实现模拟量4-20mA采集功能。
上述开关量输出接口电路由光电隔离电路组成，该电路包括光电耦合器和晶体管。
上述开关量输入接口电路由光电隔离电路组成。
上述RS-485通信模块连接触摸屏和上位机。
上述CAN总线模块连接多个扩展功能的子板。
本发明具有如下的优点和积极效果：
1、本发明可同时控制两套换热机组，采用模块式结构可随时扩展控制机组数量，最大可同时控制16个机组。
2、本发明同时可采集18路模拟量，包括：一次侧压力、流量和温度等信息；二次侧压力、流量和温度等信息；室外温度和变频器频率信息等。
3、本发明提供了三路模拟量(4-20mA)输出，为控制变频器提供了良好的接口。
4、本发明提供了17路开关量输入接口，并提供了7路大功率继电器输出接口。
5、本发明提供了两路独立RS-485接口，并提供了标准的MODBUS-RTU协议，可同时连接触摸屏和上位机，为建立监控系统提供了完整的解决方案。
6、本发明与子板之间提供了CANBUS接口，便于系统的扩展。
7、本发明的开关量输入、输出模块均采用光电隔离，提高了系统的可靠性和抗干扰性。
8、本发明以dsPIC6010A为控制核心，改变了原有控制装置以PLC为控制核心的架构模式，降低了系统构成的成本。
9、本发明采用dsPIC6010A为主控芯片，采用dsPIC3011为辅助控制芯片。
附图说明
图1 是本发明的结构图。
图2 是控制装置MCU模块图。
图3 是装置辅助控制模块图。
图4 是CAN总线接口模块图。
图5 是AD输出模块图(变频器频率输出控制模块)。
图6 是AD采样接口电路图。
图7 是开关量输出接口模块图。
图8 是开关量输入接口模块-1图。
图9 是开关量输入接口模块-2图。
图10 是RS-485接口模块图。
图11 是AD采样基准电源模块图。
具体实施方式
如图1、2、3所示：一种基于DSP的集中供热系统控制器，以dsPIC6010A电路为控制核心，并采用dsPIC3011为辅助控制芯片。dsPIC6010A分别连接模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS-485通信模块和CAN总线模块。dsPIC6010A电路的输入端分别连接模拟量输入模块的输入接口和开关量输入模块的输入接口，dsPIC6010A电路的输出端分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块的输出接口、dsPIC6010A电路分别与RS-485通信模块和CAN总线模块双向连接。
所述开关量输入模块设置17路开关量输入接口，它们分别连接本地控制选择电路、远程控制选择电路、两个一次侧电机启动电路、两个二次侧电机启动电路、两个补水泵电机启动电路、两个一次侧电机继电器电路、两个二次侧电机继电器电路、两个补水电机继电器电路、一次循环泵变频故障电路、二次循环泵变频故障电路和补水泵变频故障电路。
所述开关量输出模块设置7路大功率继电器输出接口，它们分别连接两个一次侧电机启停控制电路、两个二次侧电机启停控制电路、两个补水泵电机启停控制电路和电磁阀开关控制电路。
所述模拟量输入模块的输入接口采集18路模拟量，输入接口分别连接一次侧供水压力传感器、一次侧回水压力传感器、一次侧供水温度传感器、一次侧回水温度传感器、一次侧变频器频率传感器、一次侧流量传感器、二次侧供水压力传感器、二次侧回水压力传感器、二次侧供水温度传感器、二次侧回水温度传感器、二次侧变频器频率传感器、二次侧流量传感器、补水变频器频率传感器和室外温度传感器。
所述RS-485通信模块连接触摸屏和上位机。（如图10所示）
所述CAN总线模块连接多个扩展功能的子板。（如图4所示）
如图2所示为dsPIC6010A电路的示意图。
如图3所示为辅助控制芯片dsPIC3011的示意图。
如图5所示：所述模拟量输出模块由光电隔离电路、MAX538和AD694连接组成，实现模拟量4-20mA输出功能。
如图6所示：所述模拟量输入模块采用AD627实现模拟量4-20mA采集功能。
如图7所示：所述开关量输出接口电路由光电隔离电路组成，该电路包括光电耦合器和晶体管。其中光电耦合器实现隔离的作用，并且实现了电平转换。晶体管增强了驱动能力，以驱动继电器输出。
如图8、9所示：所述开关量输入接口电路由光电隔离电路组成，其中光电耦合器实现隔离的作用，并且实现了电平转换，可减少外界干扰信号对系统工作的影响。
图11是AD采样基准电源模块。
本发明以dsPIC6010A为控制核心，实现模拟量采集、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、与触摸屏和上位机通信及与子板通信的扩展功能等，改变了原有控制装置以PLC为控制核心的架构模式，降低了系统构成的成本。

Claims (10)

1.一种基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：包括dsPIC6010A电路、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、RS-485通信模块和CAN总线模块；dsPIC6010A电路的输入端分别连接模拟量输入模块的输入接口和开关量输入模块的输入接口，dsPIC6010A电路的输出端分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块的输出接口、dsPIC6010A电路分别与RS-485通信模块和CAN总线模块双向连接；上述开关量输入模块的输入接口分别连接本地控制选择电路、远程控制选择电路、多个一次侧电机启动电路、多个二次侧电机启动电路、多个补水泵电机启动电路、多个一次侧电机继电器电路、多个二次侧电机继电器电路、多个补水电机继电器电路、 一次循环泵变频故障电路、二次循环泵变频故障电路和补水泵变频故障电路；上述开关量输入模块的输出接口分别连接多个一次侧电机启停控制电路、多个二次侧电机启停控制电路、多个补水泵电机启停控制电路和电磁阀开关控制电路；上述模拟量输入模块的输入接口连接多路传感器采集多路模拟量；上述模拟量输出模块的输出接口连接一次侧变频器频率输出电路、二次侧变频器频率输出电路和
补水变频器频率输出电路。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述开关量输入模块设置17路开关量输入接口，它们分别连接本地控制选择电路、远程控制选择电路、两个一次侧电机启动电路、两个二次侧电机启动电路、两个补水泵电机启动电路、两个一次侧电机继电器电路、两个二次侧电机继电器电路、两个补水电机继电器电路、一次循环泵变频故障电路、二次循环泵变频故障电路和补水泵变频故障电路。
3.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述开关量输出模块设置7路大功率继电器输出接口，它们分别连接两个一次侧电机启停控制电路、两个二次侧电机启停控制电路、两个补水泵电机启停控制电路和电磁阀开关控制电路。
4.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述模拟量输入模块的输入接口采集18路模拟量，输入接口分别连接一次侧供水压力传感器、一次侧回水压力传感器、一次侧供水温度传感器、一次侧回水温度传感器、一次侧变频器频率传感器、一次侧流量传感器、二次侧供水压力传感器、二次侧回水压力传感器、二次侧供水温度传感器、二次侧回水温度传感器、二次侧变频器频率传感器、二次侧流量传感器、补水变频器频率传感器和室外温度传感器。
5.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述模拟量输出模块由光电隔离电路、MAX538和AD694连接组成，实现模拟量4-20mA输出功能。
6.根据权利要求1或4所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述模拟量输入模块的输入接口采用AD采样接口，利用AD627实现模拟量4-20mA采集功能。
7.根据权利要求1或3所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述开关量输出接口电路由光电隔离电路组成，该电路包括光电耦合器和晶体管。
8.根据权利要求1或2所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述开关量输入接口电路由光电隔离电路组成。
9.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述RS-485通信模块连接触摸屏和上位机。
10.根据权利要求1所述的基于DSP的集中供热系统控制器，其特征在于：上述CAN总线模块连接多个扩展功能的子板。
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