自控智能流量仪表在集中供热管网中的应用研究

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1、自控智能流量仪表在集中供热管网中的应用研究边贺长春亚泰热力有限责任公司吉林长春130000摘要：本文就为提高供热管网系统中热量计量的准确性，设计了以热计量为主要功能的嵌入式自控智能流量仪表，此仪表的应用不仅为用户提供了准确、便捷的供热计量与收费服务，适应了智能小区发展的需求，而且有利于供热部门对城镇供热系统进行智能化管理。关键词：集中供热；自控智能流量仪表；节能中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：一、集中供热的内涵及特点集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过供热管网，中换

2、站等，向一个城市或一些区域的热用户提供热能的供热方式。集中供热由三部分组成:热源、热网和热用户。集中供热的热源通常是热电厂或区域锅炉房，主燃料是煤或天燃气，也可以利用工业余热和工业垃圾作为燃料。热网是连接热源和和热用户的枢纽，满足热用户的用热需求是集中供热的最终目标。集中供热相对于分散小联片锅炉房供热，具有以下优点:1.提高供热质量集中供热一般规模较大，设备质量要求较高，设备故障率低，运行安全可靠。2.节约能源集中供热热源的热效率可达80%一90%，而分散小联片锅炉房热效率只有而分散小联片锅炉房热

3、效率只有50%一60%，所以集中供热提高了能源的利用率，节约能源，同时减少了人力消耗。(5)自动化程度高3.自动化程度高集中供热的供热温度调节采用自动控制，能够适时地随室外温度的变化而自动调节供热参数，以满足用户的需要，同时亦可以减轻工人操作上的劳动强度。4.改善环境质量（1）大气污染小集中供热供热效率高，节约能源，除尘效果好，用一个热源代替多个分散小联片锅炉房，用一个烟囱代替多个分散的烟囱，变多点分散排放为一点集中排放，有利于集中治理大气污染。（2）环境影响小集中供热热源一般都建在远离城市的郊外

4、，可有效防止噪音对居住的城市环境的影响，而分散小联片锅炉房一般都靠近居住生活区，产生的噪音直接影响周围居住的生活和城市环境。综上所述，发展城市集中供热是节能、环保的重要途径，是改善人居环境的有效途径；是提高人民生活水平，向小康社会迈进的重要标志；是现代城市的主要基础设施之一。二、自控智能流量仪表的设计（一）设计依据1.国家有关部(委)颁布的电气自控设计规范及规定；2.动力及工艺设备专业提供的用电资料及控制要求；3.DCS/PLC系统设计要求。（二）系统的总体设计本设计采用基于ARM7TDMI—S内

5、核的低功耗高性能的ARM7微控制器LPC2210。LPC2210同时具有丰富的片上资源，非常适合嵌入式产品的开发。文中设计主要用到了LCD控制器、定时器、UART、GPIO等模块。温度检测部分采用的是单片集成数字温度传感器DS18B20，两个DS18B20共用一条数据线与CPU相连，测温方便且精度高。在计算出消费热值后，通过UART控制器接口，经MAX232电平转换后，将用户所消耗的热量信息通过RS232总线送入远端PC。为实现小区或更大区域的集中收费管理，在一根总线上同时挂接多个用户终端，可以将

6、用户耗热值通过网络送入热力控制中心，并将热供应区所有用户的热消费情况作出统计，使工作人员随时了解监控区的热负荷状况，这样做到了准确的热供消平衡。整个系统的原理框图如图1所示。图1系统硬件组成框图（三）单片机外围电路设计微控制器作为系统的核心，协调并控制各模块的工作，对于系统的性能起着决定性作用。综合考虑性价比、工作稳定性、片上外设资源等因素，并基于低成本、低功耗、高性能的设计要求，美国DALLAS公司推出的数字温度传感器DS18B20，采用在板专利技术，全部传感器和各种数字转换电路都被集成在一起，

7、其外形如一只三极管，3个引脚分别是数据、电源和地。测温范围为－55～+125℃，增量为0.5℃，输出温度直接用9～12位二进制数表示，不需要A/D转换、放大等电路。温度转换时间典型值为200ms。一条数据线可与主机通信，不需外接元件，而且可用数据线供电(寄生电源)。每一个DS18B20有唯一的64位序列号，因此，总线上可挂接多个DS18B20非常方便地构成单线多点温度测量系统。DS18B20内部主要有三个部分组成，即64位激光ROM、温度传感器和温度警报开关TH、TL。温度值是通过对温敏震荡的计数

8、产生的。存储和控制逻辑负责对命令的解释和执行，产生的温度数字值存储在记事薄的前两个字节中。三、自控智能流量仪表的应用为提高供暖系统中热量计量的准确性，设计了以热计量为主要功能的嵌入式自控智能流量仪表。其在结构上采用高密度、高集成设计，在抗干扰上采用多种措施，使之工作稳定可靠。在该热量表中嵌入了ARM高速微处理器LPC2210及单片机外围电路作为主控制器，采用μC/OS—Ⅱ操作系统管理各项任务，提高了系统的实时性。在温度采集中采用两个具有高精度的数字温度传感器DS18B20，分别承担