一种燃气供暖锅炉的智能控制系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气供暖锅炉的智能控制系统及其实现方法，所述智能控制系统包括：主控制器模块、上位机监控模块、智能压力变送器模块、智能温度变送器模块、无线温度传感器模块和应用网关模块。所述实现方法通过采集出水温度、回水温度、环境温度、室内供暖温度等多个参数，通过自适应调节的方式对燃气供暖锅炉的参数进行采集和控制，解决系统不智能、调节精度不高导致能源浪费严重的问题，能够达到节能增效的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能控制领域，具体涉及一种燃气供暖锅炉的智能控制系统及其实现方法。
技术介绍
天然气作为一种优质、高效、清洁的气体燃料已经被世界广泛采用，采用天然气取代燃煤作为锅炉的燃料可以大大减轻对环境的污染。天然气燃烧产生的烟气主要成分为CO2和H20，并且无灰尘。根据有关资料显示，天然气污染程度仅是燃煤的1/600，是所有燃料中对环境污染最小的一种。因此从环保角度来讲，天然气作为锅炉燃料的优越性是其它任何燃料所无法比拟的，现有的供暖系统很多都已经实现了煤改燃。通过对现有的供暖系统运行情况和对比数据分析，发现现有系统存在如下问题：在环境温度和室内温度发生变化时，系统不能自动调节工作状态；日耗气量与气温变化不相关，无形中增加耗气量，能耗增加；调节手段缺乏，只能靠人工经验进行控制，智能化程度低，系统调节精度不高导致能源浪费严重。
技术实现思路
本专利技术提供了一种燃气供暖锅炉的智能控制系统及其实现方法，基于多参数自适应的方式实现燃气供暖锅炉的智能控制，解决了系统不智能、调节精度不高导致能源浪费严重的问题。详见下文描述：一种燃气供暖锅炉的智能控制系统，所述智能控制系统包括：主控制器模块、上位机监控模块、智能压力变送器模块、智能温度变送器模块、无线温度传感器模块和应用网关模块，所述主控制器模块通过网络接口与所述上位机监控模块相连；所述主控制器模块通过RS485接口分别与所述智能压力变送器模块、所述智能温度变送器模块、所述应用网关模块相连；所述主控制器模块通过网络接口与所述无线温度传感器模块相连。所述主控制器模块包括：主控制芯片、锅炉网关通信模块、网络通信电路模块、锅炉状态监测模块、锅炉启停控制模块、参数采集电路模块和电源电路模块；所述主控制芯片通过RS485接口、串行外设接口或集成电路总线连接所述锅炉网关通信模块，所述主控制芯片与所述网络通信电路模相连，所述主控制芯片通过输入输出通信接口接口连接所述锅炉状态监测模块，所述主控制芯片通过输入输出通信接口连接所述锅炉启停控制模块，所述主控制芯片通过RS485接口连接所述参数采集电路模块，所述主控制芯片与所述电源电路模块相连。所述实现方法包括以下步骤：(1)所述主控制芯片通过所述锅炉网关通信模块与所述应用网关模块获取锅炉系统的当前出水温度和回水温度信息；(2)所述主控制芯片通过所述智能压力变送器模块获取管道系统的当前压力信息；(3)所述主控制芯片通过所述智能温度变送器模块获取管道系统的当前温度信息；(4)所述主控制芯片通过所述无线温度传感器模块获取应用系统的当前环境温度和室内供暖温度信息；(5)所述主控制芯片通过所述锅炉状态监测模块获取锅炉系统的当前状态信息；(6)所述主控制芯片通过所述网络通信电路模块将锅炉系统的当前出水温度和回水温度信息、管道系统的压力和温度信息、应用系统的环境温度和室内温度信息传送给所述上位机监控模块；(7)所述上位机监控模块分析管道系统的压力和温度信息并通知所述主控制芯片是否进行停机处理；(8)所述主控制芯片接收到停机处理消息关闭所有锅炉，等待重新启动；(9)所述上位机监控模块分析锅炉系统的当前状态信息并通知所述主控制芯片是否进行相应锅炉停机处理；(10)所述主控制芯片接收到停机处理消息关闭故障锅炉；(11)所述上位机监控模块根据统计数据和控制对应方法对出水温度、回水温度、环境温度和室内供暖温度信息进行计算，得出智能控制策略发送给所述主控制芯片；(12)所述主控制芯片接收到智能控制策略完成锅炉的启停控制；其中，所述上位机监控模块根据统计数据和控制对应方法对出水温度、回水温度、环境温度和室内供暖温度信息进行计算，得出智能控制策略发送给所述主控制芯片的步骤具体为：通过采集数据进行拟合可知某一时刻的出水温度T出与回水温度T回只差与当前室内平均温度变化ΔT内呈某一线性关系：ΔT内＝a(T出-T回)系统数据库内，由管理员事先设定了不同室外温度区间下需要保持的室内温度阈值Tth，根据当前室外温度T外，即可得到当前需要保持的室内平均温度值：Tth＝f(T外)根据燃气锅炉厂商提供的设备参数，可知单台锅炉开启后所能带来的出水温度变化ΔT出，当当前室内温度低于预设值时，需要加开的锅炉数为：当T内＞Tth，并且二者差值超过某一范围时，逐台关闭锅炉，使室内平均温度在保证体感舒适的前提下趋近于Tth。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术提供了一种燃气供暖锅炉的智能控制系统及其实现方法，采集出水温度、回水温度、环境温度、室内供暖温度等多个参数，通过自适应调节的方式对燃气供暖锅炉的参数进行采集和控制，解决了系统不智能、调节精度不高导致能源浪费严重的问题，能够达到节能增效的作用。本专利技术在保障供暖效果的前提下，能够节约燃气消耗量，通过对比历史数据分析，智能控制装置通过检测环境温度和室内温度改变运行参数，能有效降低燃气消耗量，保护环境卫生，节约运营成本。附图说明图1是本专利技术提供的一种燃气供暖锅炉的智能控制系统的组成框图；图2是本专利技术提供的主控制器模块的组成框图；图3是本专利技术提供的一种燃气供暖锅炉的智能控制系统的实现方法流程图；图4为本专利技术提供的控制系统的输入输出示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1：主控制器模块；2：上位机监控模块；3：智能压力变送器模块；4：智能温度变送器模块；5：无线温度传感器模块；6：应用网关模块；11：主控制芯片；12：锅炉网关通信模块；13：网络通信电路模块；14：锅炉状态监测模块；15：锅炉启停控制模块；16：参数采集电路模块；17：电源电路模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1为了保证锅炉系统运转正常且能达到节能减排的效果，本专利技术实施例提供了一种燃气供暖锅炉的智能控制系统，参见图1，该智能控制系统包括：主控制器模块1、上位机监控模块2、智能压力变送器模块3、智能温度变送器模块4、无线温度传感器模块5和应用网关模块6。主控制器模块1包括：主控制芯片11、锅炉网关通信模块12、网络通信电路模块13、锅炉状态监测模块14、锅炉启停控制模块15、参数采集电路模块16和电源电路模块17。主控制器模块1通过网络接口与上位机监控模块2相连；主控制器模块1通过RS485接口分别与智能压力变送器模块3、智能温度变送器模块4、应用网关模块6相连；主控制器模块1通过网络接口与无线温度传感器模块5相连。上位机监控模块2用于实现采集参数的存储、分析，以形成相应的控制策略。智能压力变送器模块3用于实现管道压力参数的采集和传输。智能温度变送器模块4用于实现管道温度参数的采集和传输。无线温度传感器模块5用于实现各个监测点温度参数的采集和传输。应用网关模块6用于实现各个监测点温度参数的采集和传输。主控制芯片11通过RS485接口、串行外设接口(采用通用的SPI接口)或集成电路总线(采用通用的I2C接口)连接锅炉网关通信模块12，主控制芯片11与网络通信电路模块13相连，主控制芯片11通过输入输出通信接口(采用通用的I/O通信接口)接口连接锅炉状态监测模块14，主控制芯片11通过输入输出通信接口(采用通用的I/O通信接口)接口连接锅炉启停控制模块15，主控制芯片11通过RS485接口连接参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气供暖锅炉的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统包括：主控制器模块、上位机监控模块、智能压力变送器模块、智能温度变送器模块、无线温度传感器模块和应用网关模块，所述主控制器模块通过网络接口与所述上位机监控模块相连；所述主控制器模块通过RS485接口分别与所述智能压力变送器模块、所述智能温度变送器模块、所述应用网关模块相连；所述主控制器模块通过网络接口与所述无线温度传感器模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种燃气供暖锅炉的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统包括：主控制器模块、上位机监控模块、智能压力变送器模块、智能温度变送器模块、无线温度传感器模块和应用网关模块，所述主控制器模块通过网络接口与所述上位机监控模块相连；所述主控制器模块通过RS485接口分别与所述智能压力变送器模块、所述智能温度变送器模块、所述应用网关模块相连；所述主控制器模块通过网络接口与所述无线温度传感器模块相连。2.根据权利要求1所述的一种燃气供暖锅炉的智能控制系统，其特征在于，所述主控制器模块包括：主控制芯片、锅炉网关通信模块、网络通信电路模块、锅炉状态监测模块、锅炉启停控制模块、参数采集电路模块和电源电路模块；所述主控制芯片通过RS485接口、串行外设接口或集成电路总线连接所述锅炉网关通信模块，所述主控制芯片与所述网络通信电路模相连，所述主控制芯片通过输入输出通信接口连接所述锅炉状态监测模块，所述主控制芯片通过输入输出通信接口接口连接所述锅炉启停控制模块，所述主控制芯片通过RS485接口连接所述参数采集电路模块，所述主控制芯片与所述电源电路模块相连。3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的一种燃气供暖锅炉的智能控制系统的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：(1)所述主控制芯片通过所述锅炉网关通信模块与所述应用网关模块获取锅炉系统的当前出水温度和回水温度信息；(2)所述主控制芯片通过所述智能压力变送器模块获取管道系统的当前压力信息；(3)所述主控制芯片通过所述智能温度变送器模块获取管道系统的当前温度信息；(4)所述主控制芯片通过所述无线温度传感器模块获取应用系统的当前环境温度和室内供暖温度信息；(5)所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔兆亮，盖琦，王振刚，席慧颖，胡双喜，冯杰，李一良，孙琦，
申请(专利权)人：天津光电安辰信息技术股份有限公司，天津理工大学中环信息学院，
类型：发明
国别省市：天津;12