電熱水暖恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電熱水暖恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),電熱,水暖,恒溫,自動(dòng)控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述家庭采暖是一個(gè)日常生活中的實(shí)際問題。集中供熱方式的熱源固定，而且能夠 24h 供暖，也算是比較方便、實(shí)惠的。但也存在問題，如供熱不及時(shí)，能源浪費(fèi)，中途能量損耗大，污染嚴(yán)重，收費(fèi)一刀切，不便于分散居民使用等。近些年來，隨著人們的生活水平不斷提高，人們對(duì)生活品質(zhì)需求也越來越高，又由于電力資源的不斷豐富，電費(fèi)價(jià)格下降，許多用戶開始用起了獨(dú)立的家庭電熱采暖器，這也滿足了人們對(duì)家用產(chǎn)品的方便、靈活、衛(wèi)生、安全和經(jīng)濟(jì)的要求。所以近幾年來，電熱式采暖系統(tǒng)越來越受人們的青睞。然而與此同時(shí)，也存在一些問題，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：1.現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的家庭水暖系統(tǒng)所用的大多是用簡(jiǎn)單的開關(guān)控制，沒有做到恒溫控制；2.所用的交流接觸器所帶來的噪聲令用戶十分不滿意。針對(duì)以上問題，本設(shè)計(jì)將對(duì)其控制電路進(jìn)行改進(jìn)，來解決家庭電熱采暖器設(shè)計(jì)的不足，以滿足人們的需求。實(shí)現(xiàn)的功能是：要將系統(tǒng)原來的簡(jiǎn)單的開關(guān)控制方法做改進(jìn)，做到恒溫控制。電熱水暖恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng)是一種小型的家庭采暖系統(tǒng)，以 8031 單片機(jī)為核心，采用 PT100 溫度傳感器來檢測(cè)溫度。并通過固態(tài)繼電器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻來控制溫度。這也是該系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。再設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。完成單片機(jī)的最小系統(tǒng)主要參考科學(xué)出版社出版，朱月秀、濮陽檳、駱經(jīng)備編的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 。本書以 MCS-51 單片機(jī)為背景系統(tǒng)介紹單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，工作原理、擴(kuò)展、接口技術(shù)、中斷系統(tǒng)和各功能部件的組成及應(yīng)用。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的 A/D 轉(zhuǎn)換、鍵盤操作、LED 顯示、看門狗復(fù)位等通過 8031 單片機(jī)進(jìn)行信息交換來完成最小系統(tǒng)功能。各個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理、芯片引腳功能該書都有詳細(xì)介紹。另外單片機(jī) 5V 直流電源電路設(shè)計(jì)主要參考高等教育出版社出版，周晾權(quán)、傅恩錫、李世馨編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第二版。該書詳細(xì)介紹了由三端式固定輸出集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的電路。并通過分析計(jì)算來獲得 5V 直流電壓來供單片機(jī)正常工作。系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)與加熱電路主要參考北京航空航天大學(xué)出版社出版，楊寧、胡學(xué)軍編的《單片機(jī)與控制技術(shù)》 。全書分 11 章，分別為概述、51 系列單片機(jī) CPU 的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器與并行 I/O 接口的擴(kuò)展、過程輸入通道與接口、過程輸出通道與接口、人機(jī)接口、數(shù)字控制器、抗干擾技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及綜合實(shí)驗(yàn)。本書難、易程度適中，內(nèi)容以夠用為原則，避虛就實(shí)，在章節(jié)安排和文字組織上，由淺入深，難點(diǎn)分散，易讀實(shí)用。本書可作為高等院校自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)、儀器儀表、電氣工程、電子信息及機(jī)械電子工程等專業(yè)本科學(xué)生的教材，也可供單片機(jī)開發(fā)及自動(dòng)控制等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。此外報(bào)警電路是參考由電子工業(yè)出版社出版，黃智偉、王彥、陳文光、朱衛(wèi)華編的《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程》 。系統(tǒng)PID 控制的原理主要參考由機(jī)械工業(yè)出版社出版，鄒伯敏編的《自動(dòng)控制理論》第二版。該書詳細(xì)介紹了 PID 控制的調(diào)節(jié)與參數(shù)設(shè)定。系統(tǒng)的溫度控制軟件程序主要參考由清華大學(xué)出版社出版，胡漢才編著的《單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 。A/D 轉(zhuǎn)換程序主要參考由高等教育出版社出版，蔡沒琴、張為民、沈新群、張榮娟編的《MCS-51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用》 。報(bào)警程序主要參考由能源出版社出版，呂京建、韓長鳳編的《單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 。鍵盤掃描程序與顯示程序主要參考由化學(xué)工業(yè)出版社出版，付家才編的《單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)》 。近段時(shí)期國內(nèi)還發(fā)明了一種智能電熱水暖機(jī)。智能電熱水暖機(jī)最獨(dú)特的創(chuàng)新是：改變了世界傳統(tǒng)水暖“鍋爐加熱、管道傳熱、暖氣片散熱”的固有供暖模式，實(shí)現(xiàn)了熱水供暖，卻不用鍋爐、管道、暖氣片的目的。與傳統(tǒng)水暖產(chǎn)品比較，投資節(jié)省 2---3 倍，使用節(jié)能 30—60％，節(jié)約鋼、銅、鋁、鐵等金屬能源材料 30 多倍。電熱鍋爐就是將電能轉(zhuǎn)換成熱能的供熱設(shè)備，因其技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高，具有良好的環(huán)保效果和經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品深受廣大用戶和環(huán)保部門的歡迎。雖然我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力供應(yīng)十分充足。于供暖產(chǎn)品數(shù)來說，水暖系統(tǒng)以其溫馨的特性，最具有產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)里，因?yàn)樗故覂?nèi)空氣不干燥，比較舒適，有益于身心健康，倍受人們的青睞。所以，世界水暖產(chǎn)品（方式）市場(chǎng)占有率在 80％左右。相對(duì)與中外世代熱水供暖，都要在室內(nèi)外安裝鍋爐、管道、暖氣片。利用鍋爐將水加熱，通過進(jìn)水管道將高溫水送到房間的暖氣片里，由暖氣片以自然對(duì)流的方式向房間散熱，再通過回水管道將低溫水送回到鍋爐里加熱，從而達(dá)到取暖的目的的工作原理。從另一方面反應(yīng)出了傳統(tǒng)水暖模式投資大、耗能高、安裝麻煩、溫度和用熱量不能自主控制、使用不便、占用使用面積和空間、影響室內(nèi)美觀等的弊端。而智能電熱水暖機(jī)的供暖方式是：每個(gè)房間一臺(tái)由微電腦控制的容水式自動(dòng)加熱散熱裝置（規(guī)格為51*9*31CM，功率為 1350W，可滿足 25 平方米以內(nèi)的房間供暖） 。該裝置將加熱、散熱、水溫、室溫、時(shí)間、風(fēng)量、用熱量、安全等信息，采用微電腦數(shù)字信息技術(shù)由用戶自主設(shè)置并全程監(jiān)控，讓人們?cè)诓膳屑鹊玫搅耸″X、環(huán)保、節(jié)能的實(shí)惠，又最大限度地享受到自由、方便、舒適、健康的高品質(zhì)生活。該技術(shù)在國內(nèi)外供暖（水暖）產(chǎn)品中具有新穎性、獨(dú)創(chuàng)性。與市場(chǎng)上國內(nèi)外所有的水暖產(chǎn)品（方式）比較，具有非常明顯的高效、節(jié)能、環(huán)保、省錢、實(shí)用、方便的特點(diǎn)。產(chǎn)品的問世，為現(xiàn)代建筑和用戶提供了一種前所未有的全新供暖模式，必將引發(fā)一場(chǎng)采暖領(lǐng)域的革命，成為今后采暖的主流。