CN105444147B - 远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其包含锅炉本体；锅炉本体上设置进冷水管、出热水管、蒸汽出口；所述锅炉本体上还设置有与锅炉内部水位连通的防爆玻璃管水位表；所述防爆玻璃管水位表上设置有上红外探测仪和下红外探测仪；所述锅炉本体上还设置有电控箱，电控箱内设置有微控制器；所述锅炉本体上还设置有恒温表和压力表；所述锅炉本体内部还设置有热电偶和压力传感器；所述锅炉本体顶端还设置有气压安全阀；所述锅炉本体内还设置用于加热锅炉本体内的水的电加热棒，所述锅炉本体的进冷水管上设置有水泵；还包含与所述电控箱无线通讯连接的远端监控装置。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉设备，具体用于锅炉设备的控制。
背景技术
在寒冷的地方，很多工厂、城乡居民在日常生活中采用锅炉热水或蒸汽煮饭洗涤、取暖和其他用途，使用范围较广；然而，锅炉供水中断将会造成不可估计的后果，轻者锅炉损坏，重者锅炉爆炸殃及周边居民的生命安全，给社会带来了不可估计的损失；传统的供水方法是技术人员观察锅炉水位的高低来决定是否补水；由于锅炉旁边温度高以及夜晚视线差等原因，经造成失误，一旦失误将会产生意想不到的后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其可以在办公室或者传达室等远端直接观察锅炉的补水、温度和蒸汽压力等数据。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，包含锅炉本体；锅炉本体上设置进冷水管、出热水管、蒸汽出口；所述锅炉本体上还设置有与锅炉内部水位连通的防爆玻璃管水位表；所述防爆玻璃管水位表上设置有上下两个用于测量防爆玻璃管水位表的上限水位和下限水位的红外探测仪；分别为上红外探测仪和下红外探测仪；
所述锅炉本体上还设置有电控箱，电控箱内设置有微控制器；所述锅炉本体上还设置有恒温表和压力表；所述锅炉本体内部还设置有热电偶和压力传感器；所述锅炉本体顶端还设置有气压安全阀；所述锅炉本体内还设置用于加热锅炉本体内的水的电加热棒，所述锅炉本体的进冷水管上设置有水泵；
所述微控制器控制连接所述热电偶、恒温表、压力表、压力传感器、电加热棒和水泵；
还包含与所述电控箱无线通讯连接的远端监控装置。
作为本发明的一种优选实施方式，所述远端监控装置设置在传达室内；所述锅炉本体顶端还设置有烟囱。
作为本发明的一种优选实施方式，所述进冷水管上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述微控制器连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述微控制器为AT80S52；所述红外探测仪包含红外发射端D12和红外接收端D13；所述红外探测仪还集成有信号放大电路。
作为本发明的一种优选实施方式，微控制器连接有温控器；所述电控箱上设置有操控面板；所述温控器通过三相可控硅SSR与所述电加热棒连接；温控器的输入端连接有所述热电偶。
作为本发明的一种优选实施方式，所述三相可控硅的输入端还连接所述压力表。
作为本发明的一种优选实施方式，所述电控箱通过发射模块与所述远端监控装置无线通讯连接；所述远端监控装置包含接收模块；所述发射模块和接收模块通过433MHz的频率相互通讯。
作为本发明的一种优选实施方式，所述发射模块包含发射器IC13；所述发射器包含有三相可控硅SSR，外部信号经由三相可控硅SSR进入发射器集成的编码器；所述发射器通过集成的三点式振荡器将外部信号发射至所述远端监控装置的接收模块；所述三点式振荡器包含三极管Q13，电容C14，电感L12和电感L13；所述发射器的发射频率为433MHz，无线传输距离为1000米以内。
作为本发明的一种优选实施方式，所述远端监控装置的接收模块包含三点式振荡器接收头，所述三点式振荡器接收头包含三极管VT1、电感L21、电容C21和电容C22；所述三点式震荡器接收头通过放大电路与译码器IC21的输入端连接，所述放大电路包含三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4；所述译码器的输出端通过信号放大电路连接至音频放大器IC22；所述接收模块还包含红色指示灯。
作为本发明的一种优选实施方式，所述微控制器的复位端连接有多个保护电路。
本发明有益效果是：
本发明公开的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，采用单片机微电脑大规模集成电路AT89S52来完成；其工作原理是：当冷水从进水口流入锅炉本体时，水位一直上升；通过水位表的防爆玻璃管互通，当玻璃管上的水位升到上红外线（光电）探测仪时，上红外探测仪根据管道（防爆玻璃管水位表）内的空气与水的密度不同来得出被测信号；当管内的水位上升到上红外探测仪时，水的密度超过空气的密度，因此IC1（上红外探测仪）中的D12红外发射管发射的红外光的光束无法通过管道的水到达另一边的D13，因而D13为低电位，因而IC1处于截至状态，IC1的第3端为0信号输出，该信号送至AT80S52（IC2）的P1.1引脚，传递至IC2内部的存储比较器，微控制器的P0.1输出也是低电位，因此由IC2的P0.1控制的电机（水泵或者电磁阀）得不到高电平的驱动信号，水泵或电磁阀关闭停止工作，供水完成；
当用户在使用时锅炉内的水位不断下降，水位下降至下红外探测仪时，下红外探测仪IC3的D12发射的红外光束经过玻璃管的空气至IC3的D13，D13接收到光信号时经IC3内部放大后，由IC3的第3端引脚输出至IC2的P1.2，并由IC2的P0.2输出一个高电平至水泵或电磁阀的驱动器，驱动启动水泵或电磁阀工作，实现自动供水工作，当水位又上升到上水位探测仪时，水泵停止工作，整个自动供水过程由微控制器，上水位探测仪和下水位探测仪可靠自动控制，避免了人工操作的失误。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式的整体结构示意图；
图2为本发明的上红外探测仪的电路原理图；
图3为本发明的下红外探测仪的电路原理图；
图4为本发明的微控制器的电路原理图；
图5为本发明的发射器模块的电路原理图；
图6为本发明的接收器模块的电路原理图。
附图标记说明：
1-锅炉本体，2-出热水管，3-恒温表，4-蒸汽出口，5-气压安全阀，6-烟囱，7-进冷水管，8-压力表，9-上红外探测仪，10-防爆玻璃管水位表，11-下红外探测仪，12-电控箱。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1～6所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图所示，本发明公开的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，包含锅炉本体1；锅炉本体上设置进冷水管7、出热水管2、蒸汽出口4；所述锅炉本体上还设置有与锅炉内部水位连通的防爆玻璃管水位表10；所述防爆玻璃管水位表上设置有上下两个用于测量防爆玻璃管水位表的上限水位和下限水位的红外探测仪；分别为上红外探测仪9和下红外探测仪11；
如图所示，所述锅炉本体上还设置有电控箱12，电控箱内设置有微控制器；所述锅炉本体上还设置有恒温表3和压力表8；所述锅炉本体内部还设置有热电偶和压力传感器；所述锅炉本体顶端还设置有气压安全阀5；所述锅炉本体内还设置用于加热锅炉本体内的水的电加热棒，所述锅炉本体的进冷水管上设置有水泵；
如图所示，所述微控制器控制连接所述热电偶、恒温表、压力表、压力传感器、电加热棒和水泵；
如图所示，还包含与所述电控箱无线通讯连接的远端监控装置。
优选的，如图所示：所述远端监控装置设置在传达室内；所述锅炉本体顶端还设置有烟囱。一般的，远端监控装置设置在传达室或办公室，通过声音、灯光或者显示屏来接收电控箱内传来的信息。
优选的，如图所示：所述进冷水管上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述微控制器连接。设置电磁阀后，可以通过对电磁阀的控制了实现供水和切断供水。
优选的，如图所示：所述微控制器为AT80S52；所述红外探测仪包含红外发射端D12和红外接收端D13；所述红外探测仪还集成有信号放大电路。本实施例公开的微控制器功耗低，通用性好；红外探测仪能够实现非常可靠高效的水位探测。
优选的，如图所示：微控制器连接有温控器；所述电控箱上设置有操控面板；所述温控器通过三相可控硅SSR与所述电加热棒连接；温控器的输入端连接有所述热电偶。
优选的，如图所示：所述三相可控硅的输入端还连接所述压力表。
优选的，如图所示：所述电控箱通过发射模块与所述远端监控装置无线通讯连接；所述远端监控装置包含接收模块；所述发射模块和接收模块通过433MHz的频率相互通讯。
优选的，如图所示：所述发射模块包含发射器IC13；所述发射器包含有三相可控硅SSR，外部信号经由三相可控硅SSR进入发射器集成的编码器；所述发射器通过集成的三点式振荡器将外部信号发射至所述远端监控装置的接收模块；所述三点式振荡器包含三极管Q13，电容C14，电感L12和电感L13；所述发射器的发射频率为433MHz，无线传输距离为1000米以内。
优选的，如图所示：所述远端监控装置的接收模块包含三点式振荡器接收头，所述三点式振荡器接收头包含三极管VT1、电感L21、电容C21和电容C22；所述三点式震荡器接收头通过放大电路与译码器IC21的输入端连接，所述放大电路包含三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4；所述译码器的输出端通过信号放大电路连接至音频放大器IC22；所述接收模块还包含红色指示灯。
优选的，如图所示：所述微控制器的复位端连接有多个保护电路。
本发明的恒温功能可以节省电量，具体的，
由于锅炉长期使用，若采取自动恒温的方式，可以节约年用电量的三分之一；根据上述实施例，本发明的恒温过程的工作原理为：在控制面板上设定最高温度为200度（上下限为30度），启动加热电源开关，炉内的热电偶为温控器提供一个高电平，此时由温控器上输出一个触发电源（12V），该SSR三相可控硅触发器导通，因而三相380V电压经SSR直接加到三相电加热棒上加热，当炉内的温度上升至200度左右时，炉内的热电偶闭合停止工作，此时温度控制仪热电偶输入为低电平，因而12V输出停止，SSR三相可控硅触发器截至，电加热棒停止供电，待炉内水温下降时，温控器再次输出一个12V触发电压，SSR三相可控硅才能导通，这样不断的循环通断过程，使得炉内的水温保持在设定的温度上，同时起到节约用电的目的。
本发明的限压功能能够保证锅炉的运行安全，具体的，
由于用户的使用是不平衡的，因而炉内的气压就随着使用的变化而变化，为了防止蒸汽压力过大，造成锅炉损坏，本发明在安装气压安全阀的基础上还设置了自动限压的结构；当炉内的压力设定在某一数值时，启动电源，压力表欠压并提供一个高电平使SSR三相可控硅导通，给电加热棒加热，炉内的压力慢慢上升，气压上升至设定值时，压力表输出0电位，因而接到IC2的P1.4为低电平，因此由IC2输出端P0.4仍然输出是0电位，此时SSR截止，380V电压给炉内的电加热棒停止供电，炉内的蒸汽压力保持原设定值；
本发明中，由于恒温的限压的控制均集成在IC2的I/O端，因而给炉内电加热棒加温采用的SSR三相可控硅控制器是共同的。
本发明的接收模块和发射模块的信号采用433MHz频率发射给传达室或办公室的接收器，如图5所示，当供水时，接收到一个信号并经由R13R14以及SSR进入发射器IC13的第14端编码后经Q13、C14、L12、L13组成的三点式振荡器无线发射，频率为433MHz，发射距离在1000米以内；图6为433MHz接收器，当VT1、L21、C21、C22等元件组成的三点式振荡器接收头，接收到发射器发射的433MHz信号时，再经VT2、VT3、VT4放大后进入译码器IC21的第14端译码后的信号经放大后送至音频放大器提示，同时红色指示灯也点亮，实现了远程监视的目的；
综上所述，本发明整体由AT89S52单片机来完成，为了设备安全，我们还设置了多个保护电路，送至AT89S52的第9端引脚，（RST复位端），使得确保系统的正常运行。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。
应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (7)
1.远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：包含锅炉本体；锅炉本体上设置进冷水管、出热水管、蒸汽出口；所述锅炉本体上还设置有与锅炉内部水位连通的防爆玻璃管水位表；所述防爆玻璃管水位表上设置有上下两个用于测量防爆玻璃管水位表的上限水位和下限水位的红外探测仪；分别为上红外探测仪和下红外探测仪；
所述锅炉本体上还设置有电控箱，电控箱内设置有微控制器；所述锅炉本体上还设置有恒温表和压力表；所述锅炉本体内部还设置有热电偶和压力传感器；所述锅炉本体顶端还设置有气压安全阀；所述锅炉本体内还设置用于加热锅炉本体内的水的电加热棒，所述锅炉本体的进冷水管上设置有水泵；
所述微控制器控制连接所述热电偶、恒温表、压力表、压力传感器、电加热棒和水泵；
还包含与所述电控箱无线通讯连接的远端监控装置；
所述电控箱通过发射模块与所述远端监控装置无线通讯连接；所述远端监控装置包含接收模块；所述发射模块和接收模块通过433MHz的频率相互通讯；
所述发射模块包含发射器IC13；所述发射器包含有三相可控硅SSR，外部信号经由三相可控硅SSR进入发射器集成的编码器；所述发射器通过集成的三点式振荡器将外部信号发射至所述远端监控装置的接收模块；所述三点式振荡器包含三极管Q13，电容C14，电感L12和电感L13；所述发射器的发射频率为433MHz，无线传输距离为1000米以内；
所述远端监控装置的接收模块包含三点式振荡器接收头，所述三点式振荡器接收头包含三极管VT1、电感L21、电容C21和电容C22；所述三点式震荡器接收头通过放大电路与译码器IC21的输入端连接，所述放大电路包含三极管VT2、三极管VT3和三极管VT4；所述译码器的输出端通过信号放大电路连接至音频放大器IC22；所述接收模块还包含红色指示灯。
2.如权利要求1所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：所述远端监控装置设置在传达室内；所述锅炉本体顶端还设置有烟囱。
3.如权利要求1所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：所述进冷水管上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述微控制器连接。
4.如权利要求1所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：所述微控制器为AT80S52；所述红外探测仪包含红外发射端D12和红外接收端D13；所述红外探测仪还集成有信号放大电路。
5.如权利要求1所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：微控制器连接有温控器；所述电控箱上设置有操控面板；所述温控器通过三相可控硅SSR与所述电加热棒连接；温控器的输入端连接有所述热电偶。
6.如权利要求5所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：所述三相可控硅的输入端还连接所述压力表。
7.如权利要求4所述的远程监视锅炉供水、恒温和限压的自动控制系统，其特征在于：所述微控制器的复位端连接有多个保护电路。
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