用PIC单片机的燃油热水炉电脑控制器

  燃油热水炉与燃煤锅炉相比具有热效率高、污染小、自动化程度高等优点,正在逐步取代城市中的燃煤生活锅炉。本文介绍的控制器以PIC16C57单片机为核心构成,采用EEPROM,不怕掉电,永久保存用户程序,并可随时更改。系统时钟采用专用时钟芯片,因此抗干扰能力强,功能完善。本控制器已经过数年的实用检验,具有很高的可靠性。
  本控制器由两块印板组成,图1为CPU板,图2为输入输出板。图1以PIC16C57单片机为核心,用IC1~IC8对CPU串行输出的显示码进行串-并转换,并带动LED1~LED8显示数字。LED1在走时状态下显示星期,在编程状态下显示定时编号,LED2~LED5显示时钟,LED6~LED8显示温度,IC9~IC10用来并-串转换扩展输入口,IC13为EEPROM用来储存用户程序,IC12是时钟日历芯片,在这里仅用了星期、时和分。图2为输入输出板,MK1是专为热水、开水水位检测设计的模块,与冷水不同的是热水的水蒸气会在水位探极固定板上凝水,而产生误动作,MK1既能保证有足够的灵敏度又不受水蒸气凝水的影响,水位信号经IC15~IC21光隔离后送入CPU。MK2为测温模块,将温度进行A/D转换后串行送入CPU。接线端子X1~X4和X7接两个电接点压力表,用来根据用户设的压力范围自动控制两个增压泵的开停,增压泵是炉子位于低处而要往楼上送水时才用。X5~X6接到燃烧机故障输出端,点火失败后,控制器停机并报警。
  控制器的工作过程如下:系统上电复位后,如时钟还未运行,应首先校时,同时按下AN1和AN3即可进入校时状态,此时LED11灭,LED13亮,按动AN1和AN2可设定星期、时和分。接着输入用户程序,同时按下AN1和AN2即可进入编程状态,此时LED11灭,LED12亮。控制器工作程序按周循环,可设定一周内每一天的开停,每天可设5个不同的工作程序。首先设定一周内哪天工作哪天停机,然后设定每一天的工作程序,每一个工作程序包括开机时间、烧水的温度、关机时间。规定温度设定在90℃以下,执行烧热水程序;设定在90℃以上,100℃以下,执行烧开水程序;设定在100℃以上执行烧蒸汽程序。按动AN1和AN2,即可设定开机时间和温度,设定关机时间时,把温度值设定为“OFF”即可。按此一直设定完5个工作程序,如用不完5个工作程序,其余的应把温度值全部设为“OFF”。最后按一下AN3,LED12灭,LED11亮,回到正常工作状态。只要定时时间一到,即自动开机工作,并执行相应的工作程序。K1为手动/自动转换开关,手动操作是为了方便在所设定的工作程序以外,临时要开机烧水而设置的。合上K1,LED9亮,进入手动操作状态。这时按AN4可设定烧水的温度,然后按一下AN5,炉子即按照所设定的温度自动工作。如要关机,把K1拨到自动位置即可。手动/自动状态可随时切换,两种状态的工作程序互不影响。
  热水炉主要由炉主体和贮水池构成,两者通过循环泵和管道连接,贮水池和循环泵只在烧热水时使用,因此工作程序分为三种。烧热水时,只要贮水池的水位高于水池缺水位置,循环泵即工作,炉体水位高于炉体缺水位燃烧机即工作,只要水池水位不到高水位位置,进水阀就一直打开。当炉体水位低于缺水水位时,燃烧机停机,水池水位低于缺水时,循环泵停止。当水温到达设定值时,燃烧机停机,热水阀打开,延时数秒后,热水增压泵起动,水位随着用水而降低至低水位时进水阀打开,因冷水的加入,水温降低到温度下限时,燃烧机又重新起动,如此循环到该工作程序结束。烧开水工作程序与烧热水不同,循环泵贮水池不参与工作,只用炉主体烧开水。当水位超过炉体缺水探极时,燃烧机即起动。水烧开后燃烧机停机,开水阀打开,稍后开水增压泵起动。在该工程程序结束前,只要炉体水位高于缺水位置,燃烧机会根据水温变化而开停,保持开水温度不低于85℃,当开水放至低于开水放完水位时,不管工作程序结束与否,都将自动关机。烧蒸汽工作程序与烧开水类似,只是水开后,开水不打开,只要水位不低于炉体缺水位置,燃烧机就不停机。当水低于缺水位置时,进水阀又打开,如此循环至工作程序结束。
  燃油热水炉在大多数情况下都是安装在楼顶上,这样可以免去增压送水部分,这时为了在楼下方便操作和准确了解楼顶上炉子的工作状况,可在图1、图2电路的基础上稍作改动,用两片单片机加上两片MAX487,如图3所示,组成主从结构。主机装在楼下,从机装在楼顶,通过由两片MAX487组成的RS-485接口,用一根双绞线即可双向传输控制指令和数据,很方便地实现遥控操作。MAX487为差分平衡型RS-485标准通讯接口电路,具有很强的抗共模干扰能力,通讯距离可达1200米。 

 

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