CN207247356U - 分时分区分温控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分时分区分温控制器，它涉及控制器技术领域。壳体的表面安装有触摸屏，壳体内部安装有微型断路器、可编程控制器、工业交换机、Modbus TCP控制器、DC 24V开关电源，DC 24V开关电源通过微型断路器分别与可编程控制器、工业交换机、Modbus TCP控制器、触摸屏连接，可编程控制器与触摸屏通过RS485通讯，可编程控制器与Modbus TCP控制器通过以太网连接通讯，协议为Modbus TCP，采用C/S框架模式；所述的可编程控制器采用可编程控制器S7‑200 SMART SR20。本实用新型采用分时分区控制的供暖方式，按需供热，极大地节约能源，改善供暖环境。

Description

分时分区分温控制器

技术领域

本实用新型涉及的是控制器技术领域，具体涉及分时分区分温控制器。

背景技术

供热是我国北方居民冬天生活的必要保障，集中供热是城镇供热的主要方式。当前，根据不同建筑功能的负荷特点，在传统供暖方式的基础上，实现分时分区按需供热。按需供热就是在满足末端用户供热负荷的前提下，减少末端过热。研发节能产品有效控制余热是实现我国北方城镇供暖节能的重要途径，尽量减少不必要的耗热量，由于建筑物使用功能的差异，不同类型的建筑在不同时间段所需的供热量不同。

目前，供热公司普遍根据室外温度，凭借经验，通过对锅炉燃烧状况的方法整体调节控制来进行供暖；当室外温度有显著的变化发生时，在较短时间内很难将水温调整至理想温度，故一般情况下，为了使供暖室温得到保证，供暖曲线始终比规范值上限运行要高，从而造成能源浪费现象较为普遍，因此供暖系统的经济运行很难实现；另外，热用户中的特殊群体，比如学校教学楼、部分日班制的厂房仓库、车库等，这些热用户的特点是晚上和节假日无人或极少有人在室内工作或学习，然而整个系统照常运行，供热量并未改变，因此造成能源的浪费。

为了解决上述问题，设计一种新型的分时分区分温控制器还是很有必要的。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种分时分区分温控制器，结构设计合理，采用分时分区控制的供暖方式，按需供热，极大地节约能源，改善供暖环境，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：分时分区分温控制器，包括微型断路器、可编程控制器、工业交换机、ModbusTCP控制器、DC 24V开关电源、触摸屏和壳体，壳体的表面安装有触摸屏，壳体内部安装有微型断路器、可编程控制器、工业交换机、Modbus TCP控制器、DC 24V开关电源，DC 24V开关电源通过微型断路器分别与可编程控制器、工业交换机、Modbus TCP控制器、触摸屏连接，可编程控制器与触摸屏通过RS485通讯，可编程控制器与Modbus TCP控制器通过以太网连接通讯，协议为Modbus TCP，采用C/S框架模式；所述的可编程控制器采用可编程控制器S7-200SMART SR20。

作为优选，所述的Modbus TCP控制器通过数据采集器与外部的温度传感器、压力传感器连接，所述温度传感器包括有室内温度传感器、室外温度传感器、供水温度传感器、回水温度传感器，压力传感器包括有供水压力传感器、回水压力传感器；由各个传感器将模拟信号给予数据采集Modbus TCP控制器，再由Modbus TCP控制器将模拟号转换为数字信号，数字信号通过网络TCP协议传递给可编程控制器，通过“若尔当曲线”原理，进行数据运行处理，计算出电动调节阀门开度，输出模拟信号给电动阀门，再由人机交互界面，即触摸屏对控制程序的参数进行监控、调节、设置、操作等功能。

本实用新型的有益效果：采用分时分区控制的供暖方式，根据设置时间段、区域、温度等调控阀门开度进行供暖节能，按需合理供热，极大地节约能源，改善供暖环境。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型壳体的内部示意图；

图3为本实用新型的控制原理框图；

图4为本实用新型的实施流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：分时分区分温控制器，包括微型断路器1、可编程控制器2、工业交换机3、Modbus TCP控制器4、DC 24V开关电源5、触摸屏6和壳体7，壳体7的表面安装有触摸屏6，壳体7内部安装有微型断路器1、可编程控制器2、工业交换机3、Modbus TCP控制器4、DC 24V开关电源5，DC 24V开关电源5通过微型断路器1分别与可编程控制器2、工业交换机3、Modbus TCP控制器4、触摸屏6连接，可编程控制器2与触摸屏6通过RS485通讯，可编程控制器2与Modbus TCP控制器4通过以太网连接通讯，协议为Modbus TCP，采用C/S框架模式。

本具体实施方式由DC 24V开关电源5对所有电气元件的电源供给，微型断路器1对设备的供电进行控制，可编程控制器2采用可编程控制器S7-200SMART SR20，是整个产品的控制中心，对数据进行处理，工业交换机3用于内部的网络通信和外接通讯端口(电口、光口)，Modbus TCP控制器4采集外部传感器的数据，并传递给可编程控制器2，触摸屏6为人机界面的交互平台。

值得注意的是，所述的Modbus TCP控制器4通过数据采集器与外部的温度传感器、压力传感器连接，所述温度传感器包括有室内温度传感器、室外温度传感器、供水温度传感器、回水温度传感器，压力传感器包括有供水压力传感器、回水压力传感器。本装置利用“若尔当曲线”原理和程序控制方式；设计有室内温度数据采集通道、室外温度数据采集通道、供水温度数据采集通道、回水温度数据采集通道、供水压力数据采集通道、回水压力数据采集通道、电动调节阀门开度数据采集通道、电动调节阀门数据控制通道。对上述温度、压力数据进行综合处理，调节电动阀门的开度。外接通讯接口多种，标准的通讯协议。

本具体实施方式的目的是这样实现的：采用“若尔当曲线”原理和程序控制方式，采集室内、室外温度传感器直接计算出检测的室内温度和气候补偿曲线以及供水温度等参数，以及建筑换热站此时的需热量、供水温度及流量传送到控制中心，并且将这些值通过“若尔当曲线定理”计算出电动阀门开度，然后下传指令给控制箱内的电动调节阀，电动调节阀通过开度的大小调节实现供水(供热)流量的变化。在满足室内值班温度的条件时，使阀门开度尽量减小，从而使热量供给减少；对管网流量、压力、温度、阀门开度等参数的控制也同时会传到控制中心，根据这些参数，锅炉房内的循环水泵的运行状态和锅炉烧水的热量进行调节，减少不必要的燃料。通过这样的自控调节，使得供给的热量与所需热负荷相匹配，不仅能满足用户的热负荷要求，而且还能减少能源浪费。在不供暖期间，可以关掉一部分的电气设备，节约能耗。外接通讯接口由传统单一的RS485，更改为RS232、RS485、TCP通讯方式。

本具体实施方式的实施步骤如下(图4)：

(1)由各个传感器将模拟信号给予数据采集Modbus TCP控制器4；

(2)再由Modbus TCP控制器4将模拟号转换为数字信号；

(3)数字信号通过网络TCP协议传递给可编程控制器2，通过“若尔当曲线”原理，进行数据运行处理，计算出电动调节阀门开度，输出模拟信号给电动阀门；

(4)由人机交互界面，即触摸屏6对控制程序的参数进行监控、调节、设置、操作等功能。

本具体实施方式的功能：

(1)采用“若尔当曲线”原理调控；

(2)由室外温度、室内温度以及回水温度对数据进行微积分综合处理，取消了同类产品单一的回水温度控制和室内温度控制；

(3)可查看实时数据与历史数据，根据历史数据，预算出未来阀门开度值；

(4)故障预警功能：对数据进行预警处理；

(5)出现故障时，可自行进行相关故障解除与维护；

(6)供暖期设备正常运行，不供暖期可断掉一部分不必要的设备电源，可节约电能；

(7)提供多种接口通讯。

其性能：

(1)人机界面友好、易操作；

(2)可靠、安全、以维护；

(3)可与其他相关平台兼容；

(4)多种通讯方式与协议。

本具体实施方式在供暖区域管网的每栋建筑的热水供水管道处加入分时分区分温控制器，然后依据建筑物热量需求量和热量需求时间的差异分区域、分时间段、分所需温度进行供暖控制。以写字楼为例，办公时间正常供热，在非工作区域和下班时间依据所需值班温度，相应的减少供热量，对于不同区域、不同时间段、不同需要的温度设置不同的控制温度，根据室内温度的反馈情况实现精度调节，这样既满足了工作区域办公时间的供热需求，又避免了不供暖区域和下班时间热量的浪费，从而达到按需供热；此外，这样还可根据室外温度对供热量及循环流量调节，合理供热。该装置有效解决传统集中供暖末端多余热量的浪费、集中供暖某些区域及某些时间段的多余的热量浪费、集中供暖室内温度过热的热量浪费、集中供暖单一的通讯方式、集中供暖期与不供暖期的一些不必要的能耗等问题，按需合理供热，节约能源，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.分时分区分温控制器，其特征在于，包括微型断路器(1)、可编程控制器(2)、工业交换机(3)、Modbus TCP控制器(4)、DC 24V开关电源(5)、触摸屏(6)和壳体(7)，壳体(7)的表面安装有触摸屏(6)，壳体(7)内部安装有微型断路器(1)、可编程控制器(2)、工业交换机(3)、Modbus TCP控制器(4)、DC 24V开关电源(5)，DC 24V开关电源(5)通过微型断路器(1)分别与可编程控制器(2)、工业交换机(3)、Modbus TCP控制器(4)、触摸屏(6)连接，可编程控制器(2)与触摸屏(6)通过RS485相连，可编程控制器(2)与Modbus TCP控制器(4)通过以太网连接，协议为Modbus TCP，采用C/S框架模式。

2.根据权利要求1所述的分时分区分温控制器，其特征在于，所述的可编程控制器(2)采用可编程控制器S7-200 SMART SR20。

3.根据权利要求1所述的分时分区分温控制器，其特征在于，所述的Modbus TCP控制器(4)通过数据采集器与外部的温度传感器、压力传感器连接，所述温度传感器包括有室内温度传感器、室外温度传感器、供水温度传感器、回水温度传感器，压力传感器包括有供水压力传感器、回水压力传感器。