專利名稱：多功能燃氣鍋爐控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動化控制裝置，特別是一種多功能燃氣鍋爐控 制器。
背景技術(shù)：
鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機械 設(shè)備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分。其中，吸熱的部分稱為鍋，產(chǎn)生熱量的 部分稱為爐。
鍋爐參數(shù)是表示鍋爐性能的主要指標，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸 汽溫度、給水溫度等。鍋爐容量可用額定蒸發(fā)量或最大連續(xù)蒸發(fā)量來表示。 額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度和效率下，單位時間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的 蒸汽量。最大連續(xù)蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下，單位時間內(nèi)能最 大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。蒸汽參數(shù)包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過 熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器，即指 鍋爐出口處的飽和蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進水溫度，無 省煤器時即指鍋筒進水溫度。
鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業(yè)鍋爐、電站
鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、 超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐；鍋爐-接水和煙氣的流動路徑可 分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為 鍋殼鍋爐；按循環(huán)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、輔助循環(huán)鍋爐(即強制循環(huán)鍋 爐)、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐；按燃燒方式，鍋爐分為室燃爐、層燃爐和 沸騰爐等。
3燃氣鍋爐是目前廣泛使用的 一種鍋爐設(shè)備。為了保證燃氣鍋爐的正常 高效運行，需要燃氣鍋爐控制器對其進行控制，以保證燃氣鍋爐的燃燒機， 水泵、循環(huán)機及油泵的自動運行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)溫度控制、自動報警、停 才幾防凍和自動恢復(fù)功 育b 。
現(xiàn)有技術(shù)的燃氣控制器都是獨立工作，各個設(shè)備之間缺乏數(shù)據(jù)通信能
力；同時，采用簡單的等級密碼來規(guī)定操作人員的權(quán)限，而鍋爐控制器是 對鍋爐控制的關(guān)鍵設(shè)備，操作人員對鍋爐控制器的誤操作將對整個鍋爐產(chǎn) 生嚴重的后果。因此，有必要對現(xiàn)有的鍋爐控制器進行改進，提高設(shè)備的 安全性。
由此可見，現(xiàn)有的燃煤鍋爐控制器存在如下缺點 1各個燃氣鍋爐控制器獨立工作，網(wǎng)絡(luò)化程度低；各個燃氣鍋爐控制 器的數(shù)據(jù)信息無法互相通信；
2安全性能差，操作人員的誤操作對系統(tǒng)將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。

實用新型內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型實施例提供 一 種多功能燃氣 鍋爐控制器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的鍋爐控制器網(wǎng)絡(luò)化程度低的缺點，使得 各個鍋爐控制器之間能夠組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，以便操作人員在服務(wù)器終端上 能夠獲取其它燃氣鍋爐控制器采集的信息，提高設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)性能；。
本實用新型的另 一個目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備操作安全性低的缺 點，當(dāng)操作人員在進行溫度，壓力設(shè)置等關(guān)鍵操作時，需要操作人員輸入 指紋信息以確定操作行為，從而提高設(shè)備的操作安全性能，防止誤操作帶 來的災(zāi)難性后果。
本實用新型在現(xiàn)有的燃氣鍋爐控制器中集成指紋讀取器和無線傳感 器，具體地，將指紋讀取器通過USB總線與燃氣鍋爐控制器連接，將無線 傳感器通過PCI總線插槽的方式連接至燃氣鍋爐控制器，并且更新鍋爐控
4制器的運行程序，使該多功能燃氣鍋爐控制器具備無線通信功能和身份識 別功能。解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃氣鍋爐控制器的網(wǎng)絡(luò)化程度低和操作安全性 能差的缺點。
該實用新型包括 一種燃氣鍋爐控制器，包括
中央處理器，信息采集單元，控制單元，存儲器，觸摸屏和報警器；
其中，所述中央處理器采用嵌入式ARM處理器，與邏輯控制電路、I/O 接口電路、存儲器分別連接；控制單元和信息采集單元通過數(shù)據(jù)總線與邏 輯控制電路連接；觸摸屏和報警器通過I/0接口與中央處理器連接；所述信 息釆集單元包括溫度傳感器、壓力采集器、流量計和設(shè)備狀態(tài)檢測器； 所述控制單元包括油位控制器、風(fēng)機控制器和水泵控制器；
其特征在于所述燃氣鍋爐控制器進一步包括
使該燃氣鍋爐控制器與其它燃氣鍋爐控制器組成自組織網(wǎng)絡(luò)的無線傳 感器；以及，獲取操作人員身份信息的指紋讀取器； 所述指紋讀取器通過USB總線與中央處理器連接； 所述無線傳感器通過PCI總線與中央處理器連接。 所述存儲器為RAM或EEPROM。


圖1是本實用新型的多功能燃氣鍋爐控制器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的信息釆集單元結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本實用新型的控制單元結(jié)構(gòu)圖4是本實用新型實施例中多功能燃氣鍋爐控制器的工作流程圖； 圖5是本實用新型無線傳感器工作流程圖； 圖6是本實用新型指紋讀取器工作流程具體實施方式
5以下結(jié)合說明書附圖，通過具體的實施例對本發(fā)明實施例提供的多功 能燃氣鍋爐控制器進行詳細的說明。
圖1說明了本實用新型多功能燃煤鍋爐控制器的結(jié)構(gòu)圖。該鍋爐控制 器由中央處理器，存儲器，報警器，邏輯控制電路，1/0接口電路，信息采
集單元，控制單元，觸摸屏，指紋讀取器，無線傳感器組成。其中信息 采集單元和控制單元通過邏輯控制電路與中央處理器相連接，信息采集單 元負責(zé)溫度，壓力，流量和設(shè)備運行狀態(tài)的參數(shù)收集工作；控制單元負責(zé) 將中央處理器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為控制信號，以控制油位控制器，風(fēng)機 控制器和水泵控制器的工作。中央處理器還通過i/o接口與觸摸屏、指紋讀 取器、存儲器連接，通過PCI數(shù)據(jù)總線與無線傳感器連接。
其中，中央處理器是整個控制器的核心部分，這里采用嵌入式芯片， 如ARM處理器來完成，信息采集單元如圖2所述包括溫度傳感器器用于 對環(huán)境溫度信息進行實時收集，這里采用4路溫度傳感器；壓力采集器 用于對鍋爐內(nèi)部的壓力信息進行收集；流量計用于對管內(nèi)水流量信息進 行測算；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測器用于對設(shè)備的運行狀態(tài)進行信息收集?？刂茊?元如圖3所述將中央處理器分析計算后的參數(shù)傳送給油位控制器、風(fēng)機控 制器和水泵控制器以用于對油機，風(fēng)機和水泵的控制。觸摸屏負責(zé)顯示 溫度，壓力，水流量信息，以及獲取操作人員輸入的控制命令。報警器負 責(zé)對異常情況進行報警。存儲器一般由RAM和ROM組成，RAM負責(zé)存 儲鍋爐運行中的各個設(shè)備信息，ROM存儲配置參數(shù)。
無線傳感器采用美國Crossbow公司的IRIS模組提供無線傳輸功能，其 具有如下接口 4 ~ 20mA電流接口 ； 2線制RTD接口 ；繼電器控制接口 ； 輸出4 ~ 20mA控制接口 ； RS232標準串行通信接口 ； RS485標準串行通信 接口。工業(yè)4^口;tl內(nèi)置PCB印刷天線，可以實現(xiàn)短距通信能力(30m)。 在需要長距離通信能力時可以通過SMA插頭外擴天線，達到300 ~ 500m的 建筑間通信距離。IRIS無線通信模組可以通過與中央處理器的數(shù)據(jù)總線相
6連從而集成在鍋爐控制器中，也可以設(shè)計成一個獨立模塊，插入鍋爐控制 器的總線插槽內(nèi)。
指紋讀取器可以采用惠普USB指紋讀取器，所述指紋讀取器通過匹配
操作人員的指紋和先前輸入在數(shù)據(jù)庫中的指紋信息以確認操作人員的身
份。該指紋讀取器可以通過USB總線方式與中央處理器相連接，也可以將 讀取器集成在鍋爐控制器內(nèi)部，形成一體化的設(shè)備。
圖4說明了該多功能燃氣鍋爐控制器的工作流程。
步驟一多功能燃氣鍋爐控制器開機啟動后，進入自動配置狀態(tài)，CPU 讀取ROM中的系統(tǒng)參數(shù)對設(shè)備的各個硬件進行初始化，配置燃氣鍋爐控制 器的工作參數(shù)；
步驟二設(shè)備進入自檢狀態(tài)，檢測各個端口是否正常，當(dāng)檢測到端口 出現(xiàn)異常情況，設(shè)備開始報警，通知操作人員及時檢查設(shè)備，排除故障；
步驟三如果沒有發(fā)現(xiàn)異常情況，鍋爐控制器中的無線傳感器開始工 作，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搜索信號，并接收其它設(shè)備返回的確認信號，以獲取該 設(shè)備之外的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并將搜索到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備顯示在觸摸屏上；
步驟四鍋爐控制器中的溫度傳感器、壓力采集器、流量計和設(shè)備狀 態(tài)檢測器開始工作，將溫度信息，壓力信息，流量信息和設(shè)備狀態(tài)信息傳 送給CPU，經(jīng)過處理后存儲上述信息，同時在觸摸屏上顯示上述信息；
步驟五鍋爐控制器等待操作人員的指令；
步驟六當(dāng)操作人員對鍋爐控制器進行操作時，鍋爐控制器判斷是否 對溫度，壓力進行設(shè)置，若是，則鍋爐控制器要求操作人員輸入指紋信息； 若否，則執(zhí)行操作人員的指令；
步驟七當(dāng)操作人員輸入的指紋信息與鍋爐控制器中已存儲的指紋信 息相匹配時，鍋爐控制器執(zhí)行操作人員的指令，若不匹配，則報警。
圖5說明了無線傳感器工作流程。
步驟一傳感裝置啟動；
7步驟二發(fā)送網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搜尋信號；可選地，包括Hello探測信號；
步驟三接收網(wǎng)絡(luò)設(shè)備響應(yīng)信號；網(wǎng)絡(luò)其它設(shè)備在收到Hello探測信號 號返回含有自身ID的響應(yīng)信號；
步驟四從響應(yīng)信號中提取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息；該設(shè)備從含有其它網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備ID號的響應(yīng)信息中提取該設(shè)備的臨近設(shè)備信息；
步驟五與該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行定時消息確認；本設(shè)備發(fā)送confirm信號至 所有搜到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以確定設(shè)備之間的連接；
步驟六當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓樸發(fā)生變化時，重復(fù)執(zhí)行步驟二至步驟五；
步驟七顯示搜索出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，本設(shè)備在屏幕上顯示所有可連接的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
圖6說明了指紋讀取器的工作流程。
步驟一獲取操作人員的指紋信息；
步驟二將操作人員的指紋信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息；
步驟三提取數(shù)字信息中的特征信息；其中特征信息包括指紋的點、
波峰終點和分支以及3瓜立區(qū)域；
步驟四將特征信息與已保存的操作人員指紋信息進行比對； 步驟五若匹配成功，則通過該操作人員認證，若匹配不成功，則拒 絕該操作人員的登陸請求。
以上所述僅為本發(fā)明的幾種具體實施例，以上實施例僅用于對本發(fā)明 的技術(shù)方案和發(fā)明構(gòu)思做說明而非限制本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。凡本技術(shù) 領(lǐng)域中技術(shù)人員在本專利的發(fā)明構(gòu)思基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，通過邏輯分析、 推理或有限實-驗可以得到的其他技術(shù)方案，也應(yīng)該#皮認為落在本發(fā)明的權(quán) 利要求保護范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求1、一種燃氣鍋爐控制器，包括中央處理器，信息采集單元，控制單元，存儲器，觸摸屏和報警器；其中，所述中央處理器采用嵌入式ARM處理器，與邏輯控制電路、I/O接口電路、存儲器分別連接；控制單元和信息采集單元通過數(shù)據(jù)總線與邏輯控制電路連接；觸摸屏和報警器通過I/O接口與中央處理器連接；所述信息采集單元包括溫度傳感器、壓力采集器、流量計和設(shè)備狀態(tài)檢測器；所述控制單元包括油位控制器、風(fēng)機控制器和水泵控制器；其特征在于所述燃氣鍋爐控制器進一步包括使該燃氣鍋爐控制器與其它燃氣鍋爐控制器組成自組織網(wǎng)絡(luò)的無線傳感器；以及，獲取操作人員身份信息的指紋讀取器；所述指紋讀取器通過USB總線與中央處理器連接；所述無線傳感器通過PCI總線與中央處理器連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐控制器，其特征在于，所述存儲器 為RAM或EEPROM。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能燃氣鍋爐控制器，包括中央處理器，信息采集單元，控制單元，存儲器，觸摸屏和報警器；用以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃氣鍋爐控制器的網(wǎng)絡(luò)化程度低和操作安全性能差等問題。該多功能燃氣鍋爐控制器集成無線傳感器和指紋讀取器，并修改控制器的網(wǎng)絡(luò)運行程序，使得該多功能燃氣鍋爐控制器具備組網(wǎng)和身份識別等功能。根據(jù)本實用新型提出的方案可克服現(xiàn)有技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)化程度低及操作安全性能差等問題，提高了設(shè)備的性能。
文檔編號F24H9/20GK201273719SQ20082010912
公開日2009年7月15日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者劉國強 申請人:劉國強