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智能供暖系统研究

张文彬

  通过对国内外供暖发展状况及相关政策进行对比,我国供暖存在的问题主要有三个方面:第一计费方式不合理;第二住户的调节手段落后;第三资源利用率低,浪费严重。根据以上三点问题,本文设计了计量热表,恒压供暖以及基于以太网的数据采集系统。 根据热量计量原理设计了基于MCS-8051的智能热量计量及温度调节统。温度检测采用数字式DS18B20传感器实现单芯片温度测量,流量检测设计了基于频差法超声波式流量检测仪,通过和单片机连接实现热量测量及热费计算,从而实现按热量收费。温度调节部分,通过对室温和设定值进行比较,调节调节阀的开度,满足用户供暖需求。由于室内外热负荷变化以及用户自主调节等因素所以会产生水里失衡,本文设计一拖三的变频供水,由于变频/工频电源切换存在诸多问题,本文设计了基于CD4046的差频同相同步切换电路。同时要实现主控芯片对工频/变频的切换,设计了光电耦合开关,根据供水压自动调节泵的开启或者关闭。恒压供水是一个非线性、高阶次、大滞后系统,因此采用了模糊自适应PID控制算法,把古典的PID控制与先进的专家系统相结合,实现系统的最佳控制。 考虑到运行安全可靠性及经济性,本文设计了两级控制芯片即主控芯片MC9S12NE64和从控芯片MCS-8051,两者之间采用异步串行通讯方式,通过接口转换采用RS-485满足通讯要求。MC9S12NE64采用以太网方式和管理中心进行连接,实现计热收费。同时为了满足芯片运行和监控设计了能够支撑该芯片的外围电路,包括电源电路设计、外部时钟电路、看门狗电路、网络接口电路、管网水力检测电路以及能够实现实时显示的LCD显示电路。……   
[关键词]:MC9S12NE64;计量供热;CD4046锁相环;差频同相;模糊自适应PID
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:兰州理工大学2011年