分布式管理控制热量表多温度控制系统毕业设计

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摘要

随着城市建设的快速发展和供热网络的不断扩大，集中供热系统已成为我国现代化发展的关键因素。如何提高热网的经济效益和社会效益，已成为供热企业迫切需要解决的问题，也是我国供热与控制的重要课题。针对住宅小区供暖收费的现状，针对目前广泛使用的单管串联供暖系统，提出了一种经济、可靠、智能化的方案。

本文设计了一种基于单片机控制的应用系统，用于测量供热系统的温度、流量等参数，采集热耗和计费数据，监测和控制供热系统的状态。智能热量表实现了对供热系统中流量、温度和热量的测量。主要包括模拟量采集模块、控制模块、通信接口模块和显示模块。本文详细阐述了整个系统的硬件和软件设计。

关键词:单片机；热量表；IC卡；供热

一.前言

长期以来，我国在热水供暖方面实行的是分区式集体供暖，以供暖面积为结算依据，不考虑用户是否用热。这种结算方式属于“套餐费制”，一方面严重影响供热方的积极性，另一方面部分用户缺乏节能意识，造成资源浪费。热量表作为供热公司向每个用户收费的依据和手段，不仅被用户广泛接受，而且由于耗热量直接关系到成本，强化了用户的节能意识。

二、系统设计方案及其控制原理

1.工作流程和设计方案

(1)工作流程概述

系统主程序检测IC卡是否插入，如果是，将IC卡中的数据存入单片机。当余热为零时，系统自动关闭所有房间阀门，直到用户再次购买热量，并将热量计入单片机。正常工作状态下，依次显示五个房间的温度值，每个房间显示五秒钟。系统每10秒收集一次现场数据，以计算用热量、调整阀门尺寸和控制室温。

这款热量表提供了人机交互功能，用户可以通过按键独立查询各个房间的温度，并可以设置各个房间的温度值。

(2)系统设计方案

分布式管理控制热量表的硬件部分主要分为:信号传输、AD转换、IC卡读写、LED显示、键盘、掉电保护电路、复位电路。如图1所示。

温度和流量变送器将温度和流量值转换成4-20mA的模拟信号，传送到AD转换器，转换成单片机能识别的数字信号，从而计算出热值。调节阀接收DA转换的4-20mA模拟信号，改变开度来控制室温。数码管可以显示房间号、温度等信息。

图1系统框图

2.编程；编排

图2程序流程图

主程序检测IC卡是否插入。如果是，它将IC热量读入单片机，判断余热是否为零。如果是，它关闭所有调节阀并停止加热。数码管周期性切换，显示各个房间的房间号和温度。系统每隔10秒采集一次现场模拟量，计算这10秒的用热量。采集室温后，阀门调节子程序将实际温度与设定温度进行比较，并适当调节阀门开度。按键中断子程序为用户提供温度查询、温度设定、剩余和已用热量查询等功能。

三、本课题的研究结论

根据实际小区集中供热的特点，本设计设计了一套基于单片机的实用热量表，实现了实时温度和流量的采集，室温可设定，并提供人机交互功能，使用简单方便。

该系统具有以下优点:

(1)白天没人在家时可以关暖气或关小暖气，节约能源，防止浪费。

(2)可提供选择性供暖，多个房间分开设置，闲置房间不浪费供暖。

(3)实行IC卡收费方式，用多少，买多少，不同家庭区别对待。

(4)系统成本低，操作简单。