CN110068154A - 一种电锅炉控制系统及电锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电锅炉控制系统及电锅炉，包括单片机、用来供电的电源装置、测温装置、继电器电路、温度报警电路、面板系统、万年历、功率检测模块。所述电锅炉控制系统是以STC单片机为核心控制器，实现温度监测、温度控制、状态显示、免增容、多时段温度预设等功能，保证电锅炉正常安全地工作。含有电锅炉控制系统的电锅炉彻底改进了传统的锅炉控制方法，使得锅炉能够根据环境温度、炉内温度及加热功率综合信息，同时根具地区的峰谷电价政策，全自动、自适应的改变加热策略，做到及满足供热需求、又节能降低运行费用。该电锅炉能够在不增容的前提下依然正常运行的控制系统。

Description

一种电锅炉控制系统及电锅炉

技术领域

本发明涉及一种电锅炉控制系统及电锅炉，属于电锅炉技术领域。

背景技术

现如今，人们的生活质量越来越高。北方地区的人们在寒冷的冬季离不开供暖。随着城市化水平的不断提高，集中供暖逐渐成为一种必然趋势。集中供暖是由单一热源对很多房间的放热器给热的供暖方式。相比于供暖热源设在受暖房间里的局部供暖方式，采用集中供暖方式不仅方便管理，还可以节约能源，促进可持续发展。

电锅炉是电供暖的一种主要产品，但是由于电锅炉的供电功率巨大，如果与现有家用电器一起使用会导致电力供应不足，一般需要电力增容。

一般电锅炉与直热式电供暖产品(电暖气、发热电缆、电热膜等)比较，均耗能过大，一般多耗能30％以上，究其原因是：现有的电锅炉控制方法简单、没有采用先进的自动温度、功率及环境地控制。

本发明研究的是应用于电锅炉产品的能够在不增容的前提下依然正常运行的控制系统。所述控制系统的实现可为电锅炉产品的应用扫清障碍和节省大量的电力增容资源和费用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种电锅炉控制系统及电锅炉，具体技术方案如下：

一种电锅炉控制系统及电锅炉，包括单片机、用来供电的电源装置、测温装置、继电器电路、温度报警电路、面板系统、万年历、功率检测模块；

所述测温装置采用热敏电阻分压测温电路来测温，所述测温装置将温度信号转化成电压信号传送给单片机；

所述继电器电路用于控制电锅炉中各个加热器的开关状态并对加热温度进行调整；

所述温度报警电路包括蜂鸣器，当电锅炉温度超过额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器发出蜂鸣声；当电锅炉温度小于额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器不工作；

所述面板系统包括显示区域和控制区域，所述显示区域由若干个LED数码管和发光二极管构成，用来显示温度、时间和锅炉状态；所述控制区域包括若干个用来预设温度、时间的按键；

所述万年历用于在一天中不同时间段对室内温度进行设定；

所述功率检测模块用于实时监测家用电器的总功率；当家用电器的总功率超过预设定的阈值时，所述单片机通过继电器电路来控制电锅炉中的加热器关闭。

作为上述技术方案的改进，还包括用来无线传输数据的WIFI模块。

作为上述技术方案的改进，所述单片机选用STC型单片机，所述热敏电阻分压测温电路采用NTC热敏电阻分压的方式对温度进行测量，把热敏电阻阻值变化转换为电压变化，再通过STC单片机内部自带的A/D转换功能将模拟信号转化成数字信号送给单片机进行处理；STC单片机的ADC端口和地之间设置有一个电容和TVS二极管并联的机构。

作为上述技术方案的改进，所述继电器电路与单片机的主板相连，所述继电器电路接收来自单片机主板的控制信号并对加热器的开关状态进行调节；采用双向可控硅结构控制加热器开关，所述双向可控硅结构包括NPN型三极管、光耦合器、双向可控硅、发光二极管、电容和若干电阻；所述光耦合器是以光为媒介来传输电信号的器件，把发光器与受光器封装在同一管壳内；当加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后产生光电流，从输出端流出；所述单片机的I/O口和光耦合器之间设置有三极管。

作为上述技术方案的改进，所述测温装置用来测量房间温度、出水温度、回水温度、加热器温度、继电器电路板温度中的一种或数种。

作为上述技术方案的改进，当检测到出水温度大于设定值时，所述单片机将向温度报警电路发送高电平信号，蜂鸣器发出警报；同时，单片机通过继电器电路来控制电锅炉中的加热器关闭数量来使水温降低；当水温降至安全线以下时，蜂鸣器停止鸣叫。

一种电锅炉，包括所述的电锅炉控制系统。

本发明的有益效果：

所述电锅炉控制系统是以STC单片机为核心控制器，实现温度监测、温度控制、状态显示、免增容、多时段温度预设等功能，保证电锅炉正常安全地工作。含有电锅炉控制系统的电锅炉彻底改进了传统的锅炉控制方法，使得锅炉能够根据环境温度、炉内温度及加热功率综合信息，同时根具地区的峰谷电价政策，全自动、自适应的改变加热策略，做到及满足供热需求、又节能降低运行费用。该电锅炉能够在不增容的前提下依然正常运行的控制系统。所述控制系统的实现可为电锅炉产品的应用扫清障碍和节省大量的电力增容资源和费用。

附图说明

图1为本发明所述电锅炉控制系统结构框图；

图2为本发明所述电锅炉控制系统中外部电路的连接示意图；

图3为本发明所述NTC热敏电阻温度特性曲线示意图；

图4为本发明所述单片机主板的电路原理图；

图5为本发明所述面板系统中显示区域和按键的电路原理图；

图6为本发明所述继电器电路的电路原理图；

图7为本发明所述单片机的引脚分配示意图；

图8为本发明所述按键的电路原理图；

图9为本发明所述按键灯的电路原理图；

图10为本发明所述按键显示接口的电路原理图；

图11为本发明LED数码管的驱动电流增大示意图；

图12为本发明所述传感器接口电路的示意图；

图13为本发明所述温度报警电路的示意图；

图14为本发明所述双向可控硅结构控制加热器开关的示意图；

图15为本发明所述DS1302时钟芯片的电路示意图；

图16为本发明所述RS-485接口的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2所示，所述电锅炉控制系统，包括单片机、用来供电的电源装置、测温装置、继电器电路、温度报警电路、面板系统、万年历、功率检测模块；所述测温装置采用热敏电阻分压测温电路来测温，所述测温装置将温度信号转化成电压信号传送给单片机；所述继电器电路用于控制电锅炉中各个加热器的开关状态并对加热温度进行调整；所述温度报警电路包括蜂鸣器，当电锅炉温度超过额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器发出蜂鸣声；当电锅炉温度小于额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器不工作；所述面板系统包括显示区域和控制区域，所述显示区域由若干个LED数码管和发光二极管构成，用来显示温度、时间和锅炉状态；所述控制区域包括若干个用来预设温度、时间的按键；所述万年历用于在一天中不同时间段对室内温度进行设定；所述功率检测模块用于实时监测家用电器的总功率；当家用电器的总功率超过预设定的阈值时，所述单片机通过继电器电路来控制电锅炉中的加热器关闭。

进一步地，所述电锅炉控制系统，还包括用来无线传输数据的WIFI模块。

所述电锅炉控制系统采用STC8A8K64S4A12系列单片机作为控制核心。STC8系列单片机是不需要外部晶振和外部复位的单片机，是以超强抗干扰、超低价、高速、低功耗为目标的8051单片机，在相同的工作频率下，STC8系列单片机比传统的8051约快12倍，依次按顺序执行完全部的111条指令，STC8系列单片机仅需要147个时钟，而传统8051则需要1944个时钟。STC8系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期的单片机，是宽电压、高速、高可靠、低功耗、强抗静电、较强抗干扰的新一代8051单片机。指令代码完全兼容传统8051。

所述电源模块对这个控制系统供电，确保系统正常运行。所述测温装置采用NTC热敏电阻分压方式实现对房间温度、出水温度、回水温度、加热器温度、继电器电路板温度的精确测量，将温度信号转化成电压信号送入STC单片机。还可对电锅炉的水位和水流进行监控，以保证电锅炉正常工作。

所述继电器电路用于控制各个加热器的开关状态，进而对温度进行调整。当锅炉温度超过额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器会发出蜂鸣声，提醒用户注意安全。显示区域由LED数码管和发光二极管构成，用于显示温度、时间和锅炉状态。万年历用于在一天中不同时间段对室内温度进行设定。所述功率检测模块用于实时监测家用电器的总功率。当总功率超过事先设定好的阈值时，单片机将通过继电器控制锅炉加热器关闭，降低锅炉加热所消耗的功率。

所述面板系统由显示区域和控制区域组成，如图5所示。显示区域由7个LED数码管组成。7个LED数码管可以显示房间温度、出水温度、回水温度、加热器温度、继电器电路板温度、预设温度、时间和锅炉状态。考虑到不同时段温度设定功能的实现，还可根据需要在显示区域中额外添加显示硬件。控制区域由4个按键组成。按键1是菜单键，可以进入不同的模式，例如温度显示、温度设定、时间。按下一次按键2，进入多时段温度调整模式。按键2和按键3用于调整预设温度或时间。按下一次按键2，预设温度升高1℃或者时间增加一个单位；按下一次按键3，预设温度降低1℃或者时间减小一个单位。按键4是显示屏电源开关。如图10所示，图10为本发明所述按键显示接口的电路原理图。

继电器电路由5个控制加热管的继电器组成，如图6所示。加热管是电锅炉的加热元件。接通的加热管数量越多，功率就越高，释放的热量就越多。当需要调整温度或功率时，通过STC单片机可控制继电器通断，改变接通的加热管的数量。

在温度测量方面存在如下两个方案：

方案一：采用DS18B20芯片测量温度

DS18B20芯片是美国DALLAS公司推出的单总线数字温度传感器，温度测量范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内，测量精度可达±0.5℃。DS18B20芯片体积小、功耗低，温度的测量数据以数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，非常适合于恶劣环境以及各种狭小空间内的温度测量。由于DS18B20芯片可以直接将温度转化成数字信号送入单片机处理，因此可以省去传统的信号放大、A/D转换等外围电路。

方案二：采用NTC热敏电阻测量温度

NTC热敏电阻是一种负温度系数的温度传感器。以STC单片机为核心，通过热敏电阻分压来测量温度，具有精度高、分辨率高、体积小、响应速度快、成本低、功耗低等优点，如图3所示，图3为NTC热敏电阻温度特性曲线。通过外加电源，把热敏电阻阻值变化转换为电压变化，再通过STC单片机内部自带的A/D转换功能将模拟信号转化成数字信号送给单片机处理。此方案不仅可以实现温度的精确测量，还可以简化硬件电路，节约成本。

因为NTC热敏电阻和DS18B20芯片相比价格更加低廉，适合大规模生产，所以本系统采用热敏电阻分压方式测量温度。如图12所示，图12为本发明所述传感器接口电路的示意图。

本系统采用HLW8012芯片测量功率。HLW8012芯片可以测量功率、电压、电流、电量等信息，HLW8012为单相多功能计量芯片。它提供的高频脉冲CF用于电能计量，提供的高频脉冲CF1用于指示电流有效值或电压有效值。HLW8012芯片的主要特性如下：

高频脉冲CF，指示有功功率，满足50/60Hz IEC 687/1036标准的准确度要求，在1000:1范围内达到±0.2％的精度。

高频脉冲CF1，可配置成为输出电流有效值或者电压有效值，在500:1范围内达到±0.5％的精度。

内置电源监控电路，当电源电压低于4V时，芯片进入复位状态。

基于功率测量芯片HLW8012的功率信息采集模块将采集到的功率数据通过脉冲的方式发送给单片机。

时钟芯片DS1302是由美国DALLAS公司生产的时钟芯片。DS1302是一款支持年月日、小时分秒、星期、闰年补偿的实时时钟芯片。其简单的三线结构可以很方便地与单片机通用I/O口相连，进行串行总线读写传输。

本发明为了实现日历功能，即事先设定好不同时间段的室温，需要对时间精确计算，因此选用DS1302时钟芯片。

STC单片机是整个电锅炉控制系统的控制核心，如图4所示。STC8A8K64S4A12系列单片机采用超高速8051内核，比传统8051约快12倍以上；指令代码完全兼容传统8051；提供22个中断源，4级中断优先级；工作电压在2.0V～5.5V范围内；工作温度在-40℃～85℃范围内；提供5个16位定时器：定时器0、定时器1、定时器2，其中定时器0的模式3具有不可屏蔽中断功能，定时器0和定时器1的模式0为16位自动重载模式；提供4个高速串口：串口1、串口2、串口3、串口4；内设超高速ADC，支持12位精度15通道的模数转换，每秒可进行80万次模数转换；P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7、P4.0～P4.4、P5.0～P5.5、P6.0～P6.7、P7.0～P677均支持4种模式：准双向口模式、强推挽输出模式、开漏输出模式、高阻输入模式。STC8A8K64S4A12系列单片机的引脚分配如图7和表1所示。

表1引脚分配

所述面板系统由显示区域和控制区域组成。显示区域由7个LED数码管组成。7个LED数码管可以显示房间温度、出水温度、回水温度、加热器温度、继电器电路板温度、预设温度、时间和锅炉状态。考虑到不同时段温度设定功能的实现，还可根据需要在显示区域中额外添加显示硬件。控制区域由4个按键组成，如图8所示。按键1是菜单键，可以进入不同的模式，例如显示内容在房间温度、出水温度、回水温度、加热器1温度、加热器2温度、加热器3温度、加热器4温度、预设温度、时间之间进行切换。按下一次按键2，进入多时段温度调整模式；按键2和按键3用于调整预设温度或时间。按下一次按键2，预设温度升高1℃或者时间增加一个单位；按下一次按键3，预设温度降低1℃或者时间减小一个单位。按键4是显示屏电源开关。

每个按键配有一个LED灯，如图9所示。当某个按键被按下时，单片机将会执行相应的控制功能，同时向Key_LED发送低电平，使LED灯发亮。

显示区域由7个8段LED数码管组成。LED数码管的每一段对应一个发光二极管，有共阳极和共阴极两种。本系统采用共阴极数码管，8个发光二极管的阴极连接在一起。对于共阴极LED数码管来说，当公共阴极为低电平，某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。

单片机控制LED数码管有两种显示方式：静态显示和动态显示。动态显示方式将所有LED数码管的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各显示位的公共端分别由另一单独的I/O口线控制。动态显示在每一时刻，只有1位的位选线有效，即选中某一位显示，其他各位的位选线都无效，不显示。每隔一定时间逐位地轮流点亮各LED数码管。由于LED数码管的余晖和人眼的视觉暂留作用，只要控制好每位LED数码管点亮显示的时间，则可造成多位同时亮的假象，达到4位同时显示的效果。

本系统设计中，由于显示位数较多，为节省I/O口的数目，采用动态显示方式。

为了增大LED数码管的驱动电流，数码管的位选线和单片机的I/O口相连时，我们向其中加入了一个NPN型三极管，如图11所示。该三极管工作于放大状态。根据三极管的特性，LED1端输出的电流i_c≈βi_B。其中，i_B为COM1端输入的电流，β为三极管的放大倍数。

本系统需要测量的温度数据有：房间温度、出水温度、回水温度、加热器1温度、加热器2温度、加热器3温度、加热器4温度、继电器电路板温度。本系统采用NTC热敏电阻分压的方式对温度进行测量，把热敏电阻阻值变化转换为电压变化，再通过STC单片机内部自带的A/D转换功能将模拟信号转化成数字信号送给单片机进行处理。在STC单片机的ADC端口和地之间加入了一个电容和TVS二极管P6KE6.8A并联的机构。电容的作用是滤除电路中的高频成分，保证输入到单片机的模拟信号是直流量。TVS二极管又称瞬态抑制二极管，它与稳压二极管的工作原理相似，如果施加在两端的反向电压高于击穿电压，TVS二极管就会导通，与稳压二极管相比，TVS二极管具有更高的电流导通能力。当它的两端受到反向瞬态高能量冲击时，TVS能以极高的速度将其两极的高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把两端电压钳制在一个安全值上，从而保护电路中的元器件免受瞬态高压尖峰脉冲的破坏。

本系统还对锅炉的水位和水流进行了测量。当锅炉缺水时，若不及时切断电源，会出现干烧现象，使锅炉受热面管子过热变形，处理不当还会引发安全事故。如果水位过高，锅炉内压力增大，仍然可能会发生安全事故。若水流速度过慢，则会影响供热效率，房间温度降低。如果水流速度过快，那么锅炉出水压力可能过高，严重时可能会引起锅炉爆炸。因此，对电锅炉的水位和水流实时监测。和测量温度不同，并不需要采集精确数据，只需要判断水位是否过高或过低，水流速度是否正常即可，因此不需要经过A/D转换这一过程。

本系统采用蜂鸣器进行报警，电路如图13所示。该部分电路由限流电阻R1、NPN型三极管Q1和蜂鸣器LS1组成。当Buzzer端输入为高电平时，三极管处于饱和状态，饱和电压为Uces＝0.3V，蜂鸣器鸣叫；当Buzzer端输入为低电平时，三极管处于截止状态，相当于开路，蜂鸣器停止鸣叫。当系统检测到出水温度过高时，单片机将向超温报警电路发送一个高电平信号，蜂鸣器发出警报，提醒用户注意安全。同时，系统将自动关闭一定数量的加热器，使水温降低。当温度降至安全线以下时，Buzzer端输入重新置为低电平，蜂鸣器停止鸣叫。

继电器电路如图6所示。该电路与单片机主板直接相连，接收来自主板的控制信号，对加热器的开关状态进行调节。板内有NTC热敏电阻，可以实时监测板内温度，防止安全事故发生。

本系统采用双向可控硅结构控制加热器开关，如图14所示。该部分电路由NPN型三极管Q5、光耦合器MOC3023、双向可控硅BTA212B-800B、发光二极管D5、电容和若干电阻组成。

光耦合器是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后产生光电流，从输出端流出，从而实现了电-光-电的转换，对输入、输出电信号有良好的隔离作用，输出信号对输入端无影响，使电路具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

可控硅是一种大功率电器元件，也称晶闸管。在自动控制系统中，可控硅可作为大功率驱动器件，以小功率控制大功率设备，通过小的触发电流来控制大电流的通断。双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。双向可控硅的1端和2端称为主电极T1和T2，3端称为控制极G，。在双向可控硅的主电极上，无论加以正向电压还是反向电压，也不管G端的触发信号是正向还是反向，它都能被触发导通。因此，它有四种触发方式：

1)、第一象限的正向触发方式：工作电压为T2正T1负，触发电压为G正T1负。这时，导通电流的方向是T2流向T1。

2)、第二象限的负向触发方式：工作电压为T2正T1负，触发电压为G负T1正。这时，导通电流的方向是T2流向T1。

3)、第三象限的负向触发方式：工作电压为T1正T2负，触发电压为G负T1正。这时，导通电流的方向是T1流向T2。

4)、第四象限的正向触发方式：工作电压为T2正T1负，触发电压为G正T1负。这时，导通电流的方向是T1流向T2。

单片机的驱动能力较弱，因此我们在单片机的I/O口和光耦之间加入了一个三极管，以增大驱动电流。

当STC单片机发来一个高电平信号时，发光二极管点亮，双向可控硅导通，加热器工作；如果接收到的控制信号是低电平，那么三极管截止，相当于开路，发光二极管熄灭，双向可控硅的控制端G无信号，双向可控硅断开，加热器停止加热。

图15中所示DS1302时钟芯片，VCC2为主电源，VCC1为备用电源。在主电源关闭的情况下，备用电源可以保证时钟的持续运行。当VCC2大于VCC2+0.2V时，VCC2给DS1302供电。当VCC2小于VCC1时，VCC1给DS1302供电。X1和X2外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端。SCLK为时钟输入端。

STC单片机和功率检测模块之间需要通过RS-485连接，接口电路如图16所示。MAX485是用于RS-485与RS-232通信的低功耗收发器。它采用5V单一电源供电，采用半双工通讯方式，完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能。MAX485芯片内部含有一个驱动器和一个接收器。RO端和DI端分别为接收器的输出端和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可。因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个I/O口控制这两个引脚即可；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端。当A端电平高于B端电平，代表发送的数据为1；当A端的电平低于B端时，代表发送的数据为0。

图16中，当D_DE为高电平时，允许发送，禁止接收；当D_DE为低电平时，允许接收，禁止发送。上拉电阻R49和下拉电阻R48用于保证无连接的MAX485芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，提高RS-485节点和网络的可靠性。SM712是RS-485专业静电防护方案中所需要用到的电路保护元器件，可以确保通讯传输线路不受静电瞬变的损坏。

在上述实施例中，所述电锅炉控制系统先对电锅炉的水位和水流速度做出判断，如果两者均符合要求，再对电锅炉的出水温度和回水温度采样监控，如果水位过低，蜂鸣器发出警报，所有加热设备停止工作，开启水泵直至水位达到安全线。如果出水温度过高，系统会发出警报，提醒用户注意安全，同时自动控制加热器关闭。

所述电锅炉控制系统采用RS-485通讯方式，通过继电器控制加热负载，控制功率小于35kW，房间温度控制在5～35度，锅炉温度控制：50～80度。所述电锅炉控制系统具有对室温、水温和出水口温度进行实时监测和调控的功能，可以事先设定好各个时间段的室内温度；当传感器检测到温度过高时，系统会自动发出报警信号并启动安全保护措施；如果家庭用电的总功率超过事先设定好的阈值，那么系统将自动关闭适当数量的加热器，降低用电功率，达到免增容效果。

用户可以随时对室温进行设定，系统将根据设定值和实际温度自动控制各个加热器的开关状态对温度进行调整。当锅炉出水温度超过80℃时，系统发出警报提醒用户，同时自动关闭加热器，防止安全事故发生。用电高峰期间，如果系统检测到用电功率过高，那么锅炉控制电路将自动控制加热器关闭，降低用电总功率，以达到免增容的目的。

考虑到一天中不同时间段供暖需求的变化，可以在系统中添加一个日历功能。在工作日的白天人们通常外出工作，室内温度没有必要维持在较高水平上，供暖公司可以将室内温度适当地调低。晚上人们回家休息，加之气温较低，为了满足人们对供暖的需求，供暖公司需要将室内温度适当地调高。到了休息日，供暖公司则应将室内温度适当地调高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电锅炉控制系统，其特征在于：包括单片机、用来供电的电源装置、测温装置、继电器电路、温度报警电路、面板系统、万年历、功率检测模块；

所述测温装置采用热敏电阻分压测温电路来测温，所述测温装置将温度信号转化成电压信号传送给单片机；

所述继电器电路用于控制电锅炉中各个加热器的开关状态并对加热温度进行调整；

所述温度报警电路包括蜂鸣器，当电锅炉温度超过额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器发出蜂鸣声；当电锅炉温度小于额定值时，温度报警电路中的蜂鸣器不工作；

所述面板系统包括显示区域和控制区域，所述显示区域由若干个LED数码管和发光二极管构成，用来显示温度、时间和锅炉状态；所述控制区域包括若干个用来预设温度、时间的按键；

所述万年历用于在一天中不同时间段对室内温度进行设定；

所述功率检测模块用于实时监测家用电器的总功率；当家用电器的总功率超过预设定的阈值时，所述单片机通过继电器电路来控制电锅炉中的加热器关闭。

2.根据权利要求1所述的一种电锅炉控制系统，其特征在于：还包括用来无线传输数据的WIFI模块。

3.根据权利要求1所述的一种电锅炉控制系统，其特征在于：所述单片机选用STC型单片机，所述热敏电阻分压测温电路采用NTC热敏电阻分压的方式对温度进行测量，把热敏电阻阻值变化转换为电压变化，再通过STC单片机内部自带的A/D转换功能将模拟信号转化成数字信号送给单片机进行处理；STC单片机的ADC端口和地之间设置有一个电容和TVS二极管并联的机构。

4.根据权利要求1所述的一种电锅炉控制系统，其特征在于：所述继电器电路与单片机的主板相连，所述继电器电路接收来自单片机主板的控制信号并对加热器的开关状态进行调节；采用双向可控硅结构控制加热器开关，所述双向可控硅结构包括NPN型三极管、光耦合器、双向可控硅、发光二极管、电容和若干电阻；所述光耦合器是以光为媒介来传输电信号的器件，把发光器与受光器封装在同一管壳内；当加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后产生光电流，从输出端流出；所述单片机的I/O口和光耦合器之间设置有三极管。

5.根据权利要求1所述的一种电锅炉控制系统，其特征在于：所述测温装置用来测量房间温度、出水温度、回水温度、加热器温度、继电器电路板温度中的一种或数种。

6.根据权利要求5所述的一种电锅炉控制系统，其特征在于：当检测到出水温度大于设定值时，所述单片机将向温度报警电路发送高电平信号，蜂鸣器发出警报；同时，单片机通过继电器电路来控制电锅炉中的加热器关闭数量来使水温降低；当水温降至安全线以下时，蜂鸣器停止鸣叫。

7.一种电锅炉，其特征在于：包括如权利要求1～6任一项所述的电锅炉控制系统。