單片機與MCGS組態軟件在全自動中央供暖系統中的應用

利用單片機與MCGS組態軟件組成監控平臺，實現對整個中央供暖系統的動態測試、檢測與報警，具有直觀、調控容易、技術先進和價格低等優點。

中央供暖熱水器一般使用于北方地區需要采暖系統和熱水供應的場所，是方便、安全、節能的時尚產品。除可對采暖系統進行供熱外，還可多點供應熱水，具有供熱量充足的特點。特別是其單片機控制系統配上全中文MCGS組態軟件，可迅速構成上位機監控系統，運行嵌入式實時操作系統，可以完成復雜邏輯控制，并可根據實際工況靈活組態，形成良好的人機界面，具有直觀、操作方便、控制靈活等優點，可有效地對系統進行監控和管理。

1 系統的性能與原理

系統工作示意圖如圖1所示。本系統是在中央熱水系統的基礎上增加恒溫供暖功能，既可作為提供生活用水的中央熱水系統，也可作為供熱水和采暖供熱的多功能系統。

1.1采暖熱水器

采暖熱水器配有循環泵，將熱水反復送到各個散熱器，達到熱水循環供暖的目的。

1.2 儲水內膽及恒溫供熱循環蓄水系統

該系統是配有專業設計的不銹鋼儲水內膽及恒溫供熱循環蓄水的系統，系統設定：當罐內水溫低于設定溫度時，恒溫水泵工作，將罐內的水送進熱水器加熱，循環加熱后，罐內的水溫將逐步升高，到設定溫度時，水泵停止工作，熱水器也同時停止工作，熱水器加溫至默認的溫度后進入自動恒溫狀態。

1.3 中央供熱/供暖系統

該系統主要采用快速熱水器為基本加熱源，配優質發熱管作輔助熱體，整機安全、可靠。

2 控制技術要求

本設備有供熱、供暖兩項控制要求，具有自動、手動兩種控制功能。

2.1自動控制功能

執行默認設置，熱水器進入加熱狀態，加溫至默認的75°C后，停止加熱。水溫溫度低至55°C時，快速熱水器自動加熱，溫度達到75°C時停止加熱。

2.2 手動功能

可按用戶的要求設置，可自行設定溫度。

· 供暖控制功能：當選擇供暖功能時，首先將內膽水溫加熱至默認的75°C，停止加熱，5分鐘后，再檢測回流水溫度，回流水溫降至50°C時，再加熱并啟動循環泵，將回流溫度控制在50°C~75°C的范圍內，周而復始，不斷對采暖系統進行供熱。

· 定時開關機控制功能：用戶可在24小時范圍內任意設置定時開機與關機功能。

· 時間顯示控制功能：4位數碼屏顯示，按△、▽鍵可設置小時數、分鐘數。

3 控制系統的設計方案與實現

3.1 總體方案

全自動中央供暖熱水器的控制與檢測系統包括上位機和下位機兩部分。下位機是一個以89S51單片機為核心的數據采集系統。溫度測量采用AD7416數字溫度傳感器、JWS溫度變送器，輸出信號為標準0~5V的直流電壓信號。89S51單片機的接口為標準I2C總線接口。通信采用75LBC180全雙工485芯片。上位機由一臺微機構成，采用VB6.0完成組態軟件設計。上位機和下位機直接通過485并行總線連接。

3.2 功能模塊的硬件實現

圖2為系統部分功能模塊的電路原理圖，其中，AD7416完成溫度采樣。AT24C01完成溫度門限值的存儲，系統掉電后數據不會丟失。MAX485是RS485通信的電平轉換器件。按鍵1~4完成溫度門限值的設定，12V繼電器及相關的外圍電路完成通道的控制。TLC1543 11通道A/D轉換器完成直流電壓、交流電壓以及房間恒溫的測量，與單片機89S51通過4線SPI總線接口，24小時時鐘顯示，依靠單片機中的定時器完成計時。