鍋爐控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鍋爐控制器，該控制器將人機(jī)交互和控制核心集成為一體，具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，具有外部點(diǎn)位擴(kuò)展能力，實(shí)現(xiàn)了控制工藝標(biāo)準(zhǔn)化，控制內(nèi)容全面化，控制方式簡(jiǎn)單化，同時(shí)具備一定的二次開發(fā)能力，可根據(jù)不同控制要求做規(guī)范的調(diào)整。該控制器具有控制儀表的穩(wěn)定性，集成控制器的緊湊結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有可編程控制器的擴(kuò)展能力，與之配套的外部線路簡(jiǎn)單，用戶操作檢修方便；通過規(guī)?；妥詣?dòng)化的生產(chǎn)大大降低成本，提高可靠性。
【專利說明】鍋爐控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鍋爐控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鍋爐控制器。

【背景技術(shù)】
[0002] 與鍋爐設(shè)備相配套，鍋爐控制系統(tǒng)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展歷程，目前已形成比較成熟 的體系。在保證系統(tǒng)安全的前提下，從自動(dòng)化程度上區(qū)分，低端產(chǎn)品采用控制儀表作為控制 核心，中端產(chǎn)品采用集成控制器作為控制核心，高端產(chǎn)品采用可編程控制器作為控制核心。
[0003] 三類控制核心各有優(yōu)缺點(diǎn)：控制儀表造價(jià)低，性能穩(wěn)定，但是控制儀表相互獨(dú)立， 無法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，外圍電氣線路復(fù)雜，檢修麻煩，不具備整體通信能力；集成控制器結(jié) 構(gòu)緊湊，通用性好，可全自動(dòng)運(yùn)行，支持通信功能，但是點(diǎn)位少，無擴(kuò)展能力，固化的產(chǎn)品模 式無法滿足個(gè)性化需求；可編程控制器具有前兩種的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)彌補(bǔ)了其不足，性能上優(yōu)勢(shì) 明顯，但是可編程控制器需要外置人機(jī)顯示界面，整體價(jià)格較高。
[0004] 鍋爐房生產(chǎn)管理日益規(guī)范化和精細(xì)化，用戶對(duì)控制系統(tǒng)的要求除了要做到安全運(yùn) 行外，還要求經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)設(shè)備供貨商要求服務(wù)響應(yīng)及時(shí)，而當(dāng)前市場(chǎng)上的產(chǎn)品存在各自的 不足，所以設(shè)計(jì)開發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)化的鍋爐控制器就顯得尤為重要。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供一種鍋爐控制器，該控制器將 人機(jī)交互和控制核心集成為一體，具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，具有外部點(diǎn)位擴(kuò)展能力，實(shí)現(xiàn)了 控制工藝標(biāo)準(zhǔn)化，控制內(nèi)容全面化，控制方式簡(jiǎn)單化，同時(shí)具備一定的二次開發(fā)能力，可根 據(jù)不同控制要求做規(guī)范的調(diào)整。該控制器具有控制儀表的穩(wěn)定性，集成控制器的緊湊結(jié)構(gòu)， 同時(shí)具有可編程控制器的擴(kuò)展能力，與之配套的外部線路簡(jiǎn)單，用戶操作檢修方便。
[0006] 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種鍋爐控制器，包括控制核 心模塊和人機(jī)界面模塊，控制核心模塊與人機(jī)界面模塊相互獨(dú)立，控制核心模塊包括電源 電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通 信接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘、CPU ;CPU分別與開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸 入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘連接；電源電路分別與 CPU、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信 接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘連接供電；人機(jī)界面模塊包括電源電路、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接 口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動(dòng)、CPU ;CPU分別與存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸 摸顯示與驅(qū)動(dòng)連接；電源電路分別與CPU、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯 示與驅(qū)動(dòng)連接供電；控制核心模塊與人機(jī)界面模塊基于各自的通信接口連接。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的控制核心模塊存儲(chǔ)器采用掉電保持存儲(chǔ)器；所述的人機(jī)界面模 塊存儲(chǔ)器采用用戶程序處理器。
[0008] 作為優(yōu)選，所述開關(guān)量輸入為源型輸入方式、漏型輸入方式中的任意一種；所述 的開關(guān)量輸出為繼電器輸出類型。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的模擬量輸入為DC0_20mA信號(hào)、PT100信號(hào)中的任意一類類型信 號(hào)；所述的模擬量輸出為DC0-20mA類型信號(hào)。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的CPU采用32位ARM處理器。
[0011]作為優(yōu)選，所述的通信接口為RS485通信接口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信 協(xié)議中的任意一種。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的人機(jī)界面模塊界面顯示采用觸摸屏，觸摸屏采用中文顯示。
[0013]作為優(yōu)選，所述的控制核心模塊和人機(jī)界面模塊一體化，輸入/輸出端子采用可 插拔方式。
[0014]作為優(yōu)選，所述的下載接口為USB接口。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果在于：（1)中文觸摸屏人機(jī)界面，顯示與控制一體化，輸入 /輸出端子均采用可插拔方式，控制核心模塊化設(shè)計(jì)，人性化設(shè)計(jì)，操作方便，更換部件非常 方便；（2)新增符合鍋爐控制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口保護(hù)功能，可以防止輸出接口硬件故障 導(dǎo)致系統(tǒng)失控；（3)適用于多種標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入，高速數(shù)模轉(zhuǎn)換；(4)采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信 協(xié)議，支持自由協(xié)議；（5)全部采用高可靠的器件、配套了專用的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全 自動(dòng)化生產(chǎn)，大大方便了用戶的生產(chǎn)和調(diào)試；(6)解決了用戶提出的對(duì)鍋爐控制各種需求 的開發(fā)工作，鍋爐控制柜生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了對(duì)鍋爐控制器嵌入式硬件和軟件的開發(fā)成本，實(shí) 現(xiàn)了硬件標(biāo)準(zhǔn)化和軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，提高了可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的電路原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并 不僅限于此：
[0018] 實(shí)施例：如圖1所示，一種鍋爐控制器由控制核心模塊和人機(jī)界面模塊組成；控制 核心模塊用于實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)備及其輔機(jī)的測(cè)控管理，人機(jī)界面模塊用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，設(shè)置 運(yùn)行參數(shù)；控制核心模塊與人機(jī)界面模塊相互獨(dú)立，控制核心模塊包括電源電路、開關(guān)量輸 入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲(chǔ)器 與實(shí)時(shí)時(shí)鐘、CPU ;人機(jī)界面模塊包括電源電路、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸 摸顯示與驅(qū)動(dòng)、CPU。控制器實(shí)現(xiàn)了控制核心模塊和人機(jī)界面模塊的集成，整體封裝，功能單 元相互獨(dú)立，支持對(duì)控制功能和人機(jī)交互的二次修正；控制器內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘，為界面顯示及 歷史記錄提供時(shí)間信息。
[0019] 其中，控制核心模塊與人機(jī)界面模塊的電源電路都是用于將輸入的DC24V電壓進(jìn) 行穩(wěn)壓凈化處理，供電給內(nèi)部其他功能單元；下載接口用于程序的下載，一般采用USB接 口，可根據(jù)實(shí)際控制要求對(duì)基礎(chǔ)程序做適當(dāng)微調(diào)后更新程序；兩者的通信接口為RS485通 信口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信協(xié)議，用于與其他控制單元或智能儀表通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián) 機(jī)功能功能；CPU用32位ARM處理器，用于執(zhí)行檢測(cè)程序、控制程序、故障處理、界面顯示和 通信程序。
[0020] 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)運(yùn)行程序及控制參數(shù)，其中，控制核心模塊存儲(chǔ)器采用掉電保持 存儲(chǔ)器；人機(jī)界面模塊存儲(chǔ)器采用用戶程序處理器。
[0021] 控制核心模塊內(nèi)的開關(guān)量輸入電路用于采集各種類型的觸點(diǎn)信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行電 平轉(zhuǎn)換與整形，本例采用源型輸入方式電路；開關(guān)量輸出電路用于輸出開關(guān)信號(hào)，控制鍋爐 設(shè)備及其輔機(jī)的啟停，本例中采用繼電器輸出類型電路；模擬量輸入電路用于采集鍋爐系 統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的各種溫度、壓力和流量等信號(hào)（支持DC0-20mA和PT100兩種信號(hào)類型），為控 制器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換提供數(shù)據(jù)源；模擬量輸出電路用于對(duì)鍋爐配套的風(fēng)機(jī)、水泵和閥的狀態(tài) (頻率或開度）進(jìn)行調(diào)節(jié)，本例中模擬量輸出信號(hào)為DC0-20mA類型信號(hào)。
[0022] 人機(jī)界面模塊上采用觸摸屏，支持用動(dòng)畫、曲線和表格等多種方式展現(xiàn)鍋爐及其 輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，報(bào)警信息、測(cè)點(diǎn)信息和參數(shù)設(shè)置采用中文顯示。
[0023] 本控制器最大的特點(diǎn)是顯示與控制一體化，輸入/輸出端子均采用可插拔方式， 模塊化設(shè)計(jì)使本發(fā)明的更換非常方便；本實(shí)用新型可以只用一套硬件，通過下載不同的標(biāo) 準(zhǔn)控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型鍋爐系統(tǒng)的測(cè)控管理；當(dāng)控制器發(fā)生故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員可通過 端子接插件的插拔輕松實(shí)現(xiàn)控制器更換，不需線路調(diào)整，降低現(xiàn)場(chǎng)操作難度。
[0024] 工業(yè)鍋爐控制柜生產(chǎn)企業(yè)使用本發(fā)明作為控制核心，就可以省去復(fù)雜的嵌入式軟 硬件開發(fā)工作，降低成本，提高響應(yīng)速度。
[0025] 在實(shí)際生產(chǎn)中，本實(shí)用新型可根據(jù)燃料種類分為3個(gè)系列用途，分類如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種鍋爐控制器，包括控制核心模塊和人機(jī)界面模塊，其特征在于：控制核心模塊 與人機(jī)界面模塊相互獨(dú)立，控制核心模塊包括電源電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電 路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘、CPU ;CPU 分別與開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通 信接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘連接；電源電路分別與CPU、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、 模擬量輸入電路、模擬量輸出電路、下載接口、通信接口、存儲(chǔ)器與實(shí)時(shí)時(shí)鐘連接供電；人 機(jī)界面模塊包括電源電路、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動(dòng)、CPU ; CPU分別與存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動(dòng)連接；電源電路分別與 CPU、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、下載接口、通信接口、觸摸顯示與驅(qū)動(dòng)連接供電；控制核心模塊與人 機(jī)界面模塊基于各自的通信接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的控制核心模塊存儲(chǔ)器 采用掉電保持存儲(chǔ)器；所述的人機(jī)界面模塊存儲(chǔ)器采用用戶程序處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述開關(guān)量輸入為源型輸入 方式、漏型輸入方式中的任意一種；所述的開關(guān)量輸出為繼電器輸出類型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的模擬量輸入為 DC0-20mA信號(hào)、PT100信號(hào)中的任意一類類型信號(hào)；所述的模擬量輸出為DC0-20mA類型信 號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的CPU采用32位ARM 處理器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的通信接口為 RS485通信接口，支持Modbus RTU協(xié)議和自由通信協(xié)議中的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的人機(jī)界面模塊界 面顯示采用觸摸屏，觸摸屏采用中文顯示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的控制核心模塊和人機(jī) 界面模塊一體化，輸入/輸出端子米用可插拔方式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍋爐控制器，其特征在于：所述的下載接口為USB接 □。
【文檔編號(hào)】F24H9/20GK204165025SQ201420559341
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】方燕群, 袁鑫, 黃偉, 趙遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:杭州環(huán)潤(rùn)智能科技有限公司