CN202033633U

CN202033633U - 换热站gprs远程节能监控装置

Info

Publication number: CN202033633U
Application number: CN2010206582361U
Authority: CN
Inventors: 刘凤连; 邵磊; 李超; 温显斌
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2020-12-14

Abstract

换热站GPRS远程节能监控装置。该装置包括第一中央处理器以及通过专门接口分别连接的温度、压力传感器、时钟芯片、LCD显示器、电压电流转换模块、按键控制器、LED状态指示灯、电动执行器、变频器，第一中央处理器还通过通讯转换模块与第二中央处理器连接，第二中央处理器通过其专用接口分别连接GPRS通信模块、EEPROM。本装置内部控制采用低功耗、稳定性强的双CPU控制技术，可以实时对供热管道的温度、压力进行数据采集和控制，通过GPRS通讯模块将采集值发至GPRS移动网络，并与INTERNET对接，将数据传递给控制管理中心，也可根据控制管理中心设置的运行曲线执行相应的操作，实现远程无线数据采集传递及控制，提高了能源管理部门的自动化管理水平及工作效率。

Description

换热站GPRS远程节能监控装置

技术领域

本实用新型属于节能控制领域，尤其是一种换热站GPRS远程节能监控装置。

背景技术

中科院一项调查显示，中国的能源使用效率仅为美国的26.9%，日本的11.5%。因此，推进节能减排，可谓迫在眉睫。伴随着我国市场经济的深入发展和人民生活水平的快速提高，集中供热事业也在不断发展。但是，在集中供热***的发展过程中也出现了一些不可忽视的问题，主要表现在部分地区因为观念落后、信息闭塞等因素制约，在科学发展和节能减排等方面，还有很多需要改进的地方，也就是说．节能工作还大有潜力可挖。目前换热站多采用有人值守的控制方式，全部设备统一采用手动方式，这样一方面浪费了人力、财力同时也不利于节能减排的实现。因此供热管理部门如何能控制这部分浪费，既能在保证供热质量的前提下，有效地实现人员的最大利用率，又达到节能的目的，已经成为目前迫切要求解决的问题，而现有技术对这些问题还没有有效的解决办法。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种换热站GPRS远程节能监控装置。该装置结构合理、安全可靠、能够根据换热站供热要求，对供热管道的温度、压力进行实时采集，根据采集的数据进行现场控制，同时通过GPRS进行远程数据传输。

本实用新型提供的换热站GPRS远程节能监控装置包括：

第一中央处理器CPU1，用于接受按键和液晶显示器的信息，同时通过电压转电流模块控制电动执行器和变频器从而控制整个***；

温度传感器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于测量供热管道的多个温度信号。

压力传感器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于测量供热管道的多个压力信号。

时钟芯片，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于同步实时时间，同时给数据加入时钟标签。

按键控制器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于手动设置***参数、操纵***工作及查看液晶显示器显示数据。

LCD显示器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于提供人机交互界面，显示采集温度、压力数据，***工作状态。

LED状态指示灯，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于指示***停机及启动的工作状态。

电压电流转换模块，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于将第一中央处理器输出的电压信号转换为电流信号，进而通过此电流信号控制电动执行器的位置及变频器的频率。

电动执行器，通过电压电流转换模块连接第一中央处理器，用于驱动机械阀门运动，接受给定的电流信号控制阀门开度。

变频器，通过电压电流转换模块连接第一中央处理器，用于驱动循环泵工作，接受给定的电流信号控制循环泵转速。

第二中央处理器CPU2：通过通讯转换模块与第一中央处理器CPU1连接，用于处理第一中央处理器CPU1采集到的温度、压力信号，同时控制GPRS通信模块将上传的数据传送给控制管理中心。

GPRS通信模块，通过第二中央处理器的专门接口连接第二中央处理器，用于将上传的温度、压力等数据发送到GPRS移动网络上。

EEPROM，通过第二中央处理器的专门接口连接第二中央处理器，用于存储需要上传的温度、压力数据。

电源装置，为第一中央处理器和第二中央处理器提供电源。

所述的温度传感器是热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)或IC温度传感器中的一种。

所述的压力传感器是绝对型、差分型、表压型或封压型压力传感器中的一种；压力转换为电信号的器件是应变仪、可变电容或压电器件中的一种。

所述的第一中央处理器及第二中央处理器CPU2采用的芯片为PIC18F8722和PIC18F66J10；EEPROM为AT45DB161D；时钟芯片为DS1302；LCD控制器的型号为LCM12864QZK；电压电流转换模块为AM462；GPRS通信模块的型号是华为公司的GTM900-C。

本实用新型的优点和有益效果是：

1.该装置内部控制采用低成本、低功耗、稳定性强的双CPU控制技术，可以实时对供热管道的温度和压力进行数据采集和控制，通过GPRS通讯模块将采集的数据上传给控制中心，也可根据控制管理中心设置的运行曲线执行相应的操作，实现远程无线数据采集传递及控制，提高了能源管理部门的自动化管理水平及工作效率。

2. 该装置可以根据采集的多个温度和压力信号，同时接收控制管理中心的命令，控制阀门的开度以及变频器的频率，实时调节，既能在保证供热质量的前提下，有效地实现人员的最大利用率，又达到节能的目的。

3．该装置采用交直流双电源工作方式，确保该装置在停电的情况下也可以正常运行；该装置的控制曲线通过管理控制中心传递到现场，存于存储器EEPROM中，即使断电或出现故障时，数据不会丢失；

4．该装置工作状态改变或断线后会自动报警并同时向控制管理中心上传信息。如果出现通讯断线的情况，采集的数据存储于存储器EEPROM中，一旦通讯恢复，可以补发断线过程中的数据。

5．该装置的控制电路及其控制接口全封闭装置，防尘防水，提高该装置的安全性、可靠性及稳定性。

6. 该装置带有自检功能，能够有效地发现该装置的运转情况，便于及时发现问题并及时解决，以充分保证安全、可靠、有效的运行。

附图说明

图1是本实用新型的电路连接方框图。

图中8控制管理中心、9传感器、10监控装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步详述：

如图1所示，本实用新型提供的换热站GPRS远程节能监控装置包括：

时钟芯片，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，同于同步实时时间，同时给数据加入时钟标签。

第二中央处理器CPU2：通过通讯转换模块第一中央处理器CPU1连接，用于处理第一中央处理器CPU1采集到的温度、压力信号，同时控制GPRS通信模块将上传的数据传送给控制管理中心。

电源装置，为第一中央处理器和第二中央处理器提供电源。

该装置采用第一中央处理器CPU1及第二中央处理器CPU2的双处理器结构，两个中央处理器之间通过通讯端口转换相连接，其电源由共同连接的电源装置来提供。第一中央处理器CPU1及第二中央处理器CPU2采用的芯片为PIC18F8722和PIC18F66J10，也可以采用具有类似功能的处理芯片。

第一中央处理器CPU1通过专门接口分别连接多个温度和压力传感器、时钟芯片、IC卡座、LCD显示器、电压电流转换模块和西门子电动执行器以及艾默生变频器，本实施例的传感器为带有信号调理的PT100热电阻式温度传感器和电容式压力传感器，在LCD显示器上可以显示管道各处的温度和压力信息及运行状态，时钟芯片采用的是DS1302芯片，LCD显示器的型号为LCM12864QZK，西门子电动执行器型号为SKB62，艾默生变频器为EV2000。通过按键控制器可以查询实时采集的管道各处的温度和压力以及运行曲线，控制PID参数等信息；而且该装置的工作状态通过面板上的LED状态指示灯显示出来。

第二中央处理器CPU2通过其专用接口分别连接GPRS通信模块、EEPROM，其中GPRS通信模块与第二中央处理器CPU2的通信接口相连接，该GPRS通信模块的型号为华为公司的GTM900-C；EEPROM为电擦写可编程只读存储器，采用的是AT45DB161D芯片。

本实用新型的工作原理为：

该换热站GPRS远程节能监控装置10、控制管理中心8、带信号调理的温度、压力传感器、电动执行器及变频器一起构成了换热站远程节能监控***，其中，控制管理心设置在供热管理部门内，该控制管理中心是一台安装了***软件的计算机，该计算机通过Internet连接GPRS, 换热站GPRS远程节能监控装置安装在换热站内，控制管理中心可以管理分布在不同位置的换热站远程节能监控装置，它们之间的通讯是基于GPRS移动通信网内进行，该装置充分利用了GPRS移动网络通讯覆盖面广、通讯信息安全的优势。

控制管理中心通过Internet连接GPRS将控制命令传递给换热站远程节能监控装置，该装置内的第二中央处理器CPU2通过GPRS通讯模块接受控制命令并将接收到的控制命令存储到EEPROM中，同时通过通讯端口传递给第一中央处理器CPU1，由第一中央处理器CPU1根据控制命令进行相应的控制。第一中央处理器CPU1能够采集计量传感器的数据，将采集到的数据传送给第二中央处理器CPU2，存储到EEPROM中，由CPU2控制GPRS模块将采集到的数据通过无线通信的方式传给控制管理中心，由控制管理中心对数据进行分析及控制。

另外，如果出现现场断电或者GPRS网络断线问题，换热站GPRS远程节能监控装置也可根据存于EEPROM中的运行参数和曲线进行自动控制，现场电力恢复正常或者GPRS网路回复后，CPU2读取EEPROM中存储的断线期间的数据，补发至控制管理中心。

本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种换热站GPRS远程节能监控装置，其特征在于该装置包括：

温度传感器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于测量供热管道的多个温度信号；

压力传感器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于测量供热管道的多个压力信号；

时钟芯片，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于同步实时时间，同时给数据加入时钟标签；

按键控制器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于手动设置***参数、操纵***工作及查看液晶显示器显示数据；

LCD显示器，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于提供人机交互界面，显示采集温度、压力数据，***工作状态；

LED状态指示灯，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于指示***停机及启动的工作状态；

电压电流转换模块，通过第一中央处理器的专门接口连接第一中央处理器，用于将第一中央处理器输出的电压信号转换为电流信号，进而通过此电流信号控制电动执行器的位置及变频器的频率；

电动执行器，通过电压电流转换模块连接第一中央处理器，用于驱动机械阀门运动，接受给定的电流信号控制阀门开度；

变频器，通过电压电流转换模块连接第一中央处理器，用于驱动循环泵工作，接受给定的电流信号控制循环泵转速；

第二中央处理器CPU2：通过通讯转换模块与第一中央处理器CPU1连接，用于处理第一中央处理器CPU1采集到的温度、压力信号，同时控制GPRS通信模块将上传的数据传送给控制管理中心；

GPRS通信模块，通过第二中央处理器的专门接口连接第二中央处理器，用于将上传的温度、压力数据发送到GPRS移动网络上；

EEPROM，通过第二中央处理器的专门接口连接第二中央处理器，用于存储需要上传的温度、压力数据；

电源装置，为第一中央处理器和第二中央处理器提供电源。

2.根据权利要求1所述的换热站GPRS远程节能监控装置，其特征在于所述的温度传感器是热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)或IC温度传感器中的一种。

3.根据权利要求1所述的换热站GPRS远程节能监控装置，其特征在于所述的压力传感器是绝对型、差分型、表压型或封压型压力传感器中的一种；压力转换为电信号的器件是应变仪、可变电容或压电器件中的一种。

4.根据权利要求1所述的换热站GPRS远程节能监控装置，其特征在于所述的第一中央处理器及第二中央处理器CPU2采用的芯片为PIC18F8722和PIC18F66J10；EEPROM为AT45DB161D；时钟芯片为DS1302；LCD控制器的型号为LCM12864QZK；电压电流转换模块为AM462；GPRS通信模块的型号是华为公司的GTM900-C。