锅炉控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种锅炉控制器，该控制器将人机交互和控制核心集成为一体，具有标准的通信接口，具有外部点位扩展能力，实现了控制工艺标准化，控制内容全面化，控制方式简单化，同时具备一定的二次开发能力，可根据不同控制要求做规范的调整。该控制器具有控制仪表的稳定性，集成控制器的紧凑结构，同时具有可编程控制器的扩展能力，与之配套的外部线路简单，用户操作检修方便；通过规模化和自动化的生产大大降低成本，提高可靠性。
【专利说明】锅炉控制器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及锅炉控制【技术领域】，尤其涉及一种锅炉控制器。
【背景技术】
[0002] 与锅炉设备相配套，锅炉控制系统经历了长期的发展历程，目前已形成比较成熟 的体系。在保证系统安全的前提下，从自动化程度上区分，低端产品采用控制仪表作为控制 核心，中端产品采用集成控制器作为控制核心，高端产品采用可编程控制器作为控制核心。
[0003] 三类控制核心各有优缺点：控制仪表造价低，性能稳定，但是控制仪表相互独立， 无法实现全自动运行，外围电气线路复杂，检修麻烦，不具备整体通信能力；集成控制器结 构紧凑，通用性好，可全自动运行，支持通信功能，但是点位少，无扩展能力，固化的产品模 式无法满足个性化需求；可编程控制器具有前两种的优势，同时弥补了其不足，性能上优势 明显，但是可编程控制器需要外置人机显示界面，整体价格较高。
[0004] 锅炉房生产管理日益规范化和精细化，用户对控制系统的要求除了要做到安全运 行外，还要求经济运行，对设备供货商要求服务响应及时，而当前市场上的产品存在各自的 不足，所以设计开发一种标准化的锅炉控制器就显得尤为重要。 实用新型内容
[0005] 本实用新型为克服上述的不足之处，目的在于提供一种锅炉控制器，该控制器将 人机交互和控制核心集成为一体，具有标准的通信接口，具有外部点位扩展能力，实现了 控制工艺标准化，控制内容全面化，控制方式简单化，同时具备一定的二次开发能力，可根 据不同控制要求做规范的调整。该控制器具有控制仪表的稳定性，集成控制器的紧凑结构， 同时具有可编程控制器的扩展能力，与之配套的外部线路简单，用户操作检修方便。
[0006] 本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：一种锅炉控制器，包括控制核 心模块和人机界面模块，控制核心模块与人机界面模块相互独立，控制核心模块包括电源 电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通 信接口、存储器与实时时钟、CPU ;CPU分别与开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输 入电路、模拟量输出电路、下载接口、通信接口、存储器与实时时钟连接；电源电路分别与 CPU、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通信 接口、存储器与实时时钟连接供电；人机界面模块包括电源电路、存储器、实时时钟、下载接 口、通信接口、触摸显示与驱动、CPU ;CPU分别与存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触 摸显示与驱动连接；电源电路分别与CPU、存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触摸显 示与驱动连接供电；控制核心模块与人机界面模块基于各自的通信接口连接。
[0007] 作为优选，所述的控制核心模块存储器采用掉电保持存储器；所述的人机界面模 块存储器采用用户程序处理器。
[0008] 作为优选，所述开关量输入为源型输入方式、漏型输入方式中的任意一种；所述 的开关量输出为继电器输出类型。
[0009] 作为优选，所述的模拟量输入为DC0_20mA信号、PT100信号中的任意一类类型信 号；所述的模拟量输出为DC0-20mA类型信号。
[0010] 作为优选，所述的CPU采用32位ARM处理器。
[0011]作为优选，所述的通信接口为RS485通信接口，支持Modbus RTU协议和自由通信 协议中的任意一种。
[0012] 作为优选，所述的人机界面模块界面显示采用触摸屏，触摸屏采用中文显示。
[0013]作为优选，所述的控制核心模块和人机界面模块一体化，输入/输出端子采用可 插拔方式。
[0014]作为优选，所述的下载接口为USB接口。
[0015] 本实用新型的有益效果在于：（1)中文触摸屏人机界面，显示与控制一体化，输入 /输出端子均采用可插拔方式，控制核心模块化设计，人性化设计，操作方便，更换部件非常 方便；（2)新增符合锅炉控制国际标准的输出接口保护功能，可以防止输出接口硬件故障 导致系统失控；（3)适用于多种标准模拟量输入，高速数模转换；(4)采用标准Modbus通信 协议，支持自由协议；（5)全部采用高可靠的器件、配套了专用的自动检测设备，可实现全 自动化生产，大大方便了用户的生产和调试；(6)解决了用户提出的对锅炉控制各种需求 的开发工作，锅炉控制柜生产企业节省了对锅炉控制器嵌入式硬件和软件的开发成本，实 现了硬件标准化和软件设计标准化，提高了可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并 不仅限于此：
[0018] 实施例：如图1所示，一种锅炉控制器由控制核心模块和人机界面模块组成；控制 核心模块用于实现锅炉设备及其辅机的测控管理，人机界面模块用于实现人机交互，设置 运行参数；控制核心模块与人机界面模块相互独立，控制核心模块包括电源电路、开关量输 入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通信接口、存储器 与实时时钟、CPU ;人机界面模块包括电源电路、存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触 摸显示与驱动、CPU。控制器实现了控制核心模块和人机界面模块的集成，整体封装，功能单 元相互独立，支持对控制功能和人机交互的二次修正；控制器内置实时时钟，为界面显示及 历史记录提供时间信息。
[0019] 其中，控制核心模块与人机界面模块的电源电路都是用于将输入的DC24V电压进 行稳压净化处理，供电给内部其他功能单元；下载接口用于程序的下载，一般采用USB接 口，可根据实际控制要求对基础程序做适当微调后更新程序；两者的通信接口为RS485通 信口，支持Modbus RTU协议和自由通信协议，用于与其他控制单元或智能仪表通信，实现联 机功能功能；CPU用32位ARM处理器，用于执行检测程序、控制程序、故障处理、界面显示和 通信程序。
[0020] 存储器用于存储运行程序及控制参数，其中，控制核心模块存储器采用掉电保持 存储器；人机界面模块存储器采用用户程序处理器。
[0021] 控制核心模块内的开关量输入电路用于采集各种类型的触点信号，对信号进行电 平转换与整形，本例采用源型输入方式电路；开关量输出电路用于输出开关信号，控制锅炉 设备及其辅机的启停，本例中采用继电器输出类型电路；模拟量输入电路用于采集锅炉系 统运行时的各种温度、压力和流量等信号（支持DC0-20mA和PT100两种信号类型），为控 制器进行模数转换提供数据源；模拟量输出电路用于对锅炉配套的风机、水泵和阀的状态 (频率或开度）进行调节，本例中模拟量输出信号为DC0-20mA类型信号。
[0022] 人机界面模块上采用触摸屏，支持用动画、曲线和表格等多种方式展现锅炉及其 辅机运行状态，报警信息、测点信息和参数设置采用中文显示。
[0023] 本控制器最大的特点是显示与控制一体化，输入/输出端子均采用可插拔方式， 模块化设计使本发明的更换非常方便；本实用新型可以只用一套硬件，通过下载不同的标 准控制程序，实现对不同类型锅炉系统的测控管理；当控制器发生故障时，现场人员可通过 端子接插件的插拔轻松实现控制器更换，不需线路调整，降低现场操作难度。
[0024] 工业锅炉控制柜生产企业使用本发明作为控制核心，就可以省去复杂的嵌入式软 硬件开发工作，降低成本，提高响应速度。
[0025] 在实际生产中，本实用新型可根据燃料种类分为3个系列用途，分类如下表所示：
【权利要求】
1. 一种锅炉控制器，包括控制核心模块和人机界面模块，其特征在于：控制核心模块 与人机界面模块相互独立，控制核心模块包括电源电路、开关量输入电路、开关量输出电 路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通信接口、存储器与实时时钟、CPU ;CPU 分别与开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通 信接口、存储器与实时时钟连接；电源电路分别与CPU、开关量输入电路、开关量输出电路、 模拟量输入电路、模拟量输出电路、下载接口、通信接口、存储器与实时时钟连接供电；人 机界面模块包括电源电路、存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触摸显示与驱动、CPU ; CPU分别与存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触摸显示与驱动连接；电源电路分别与 CPU、存储器、实时时钟、下载接口、通信接口、触摸显示与驱动连接供电；控制核心模块与人 机界面模块基于各自的通信接口连接。
2. 根据权利要求1所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的控制核心模块存储器 采用掉电保持存储器；所述的人机界面模块存储器采用用户程序处理器。
3. 根据权利要求1所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述开关量输入为源型输入 方式、漏型输入方式中的任意一种；所述的开关量输出为继电器输出类型。
4. 根据权利要求1所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的模拟量输入为 DC0-20mA信号、PT100信号中的任意一类类型信号；所述的模拟量输出为DC0-20mA类型信 号。
5. 根据权利要求1或2所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的CPU采用32位ARM 处理器。
6. 根据权利要求1或2或3所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的通信接口为 RS485通信接口，支持Modbus RTU协议和自由通信协议中的任意一种。
7. 根据权利要求1或2所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的人机界面模块界 面显示采用触摸屏，触摸屏采用中文显示。
8. 根据权利要求1所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的控制核心模块和人机 界面模块一体化，输入/输出端子米用可插拔方式。
9. 根据权利要求1或2所述的一种锅炉控制器，其特征在于：所述的下载接口为USB接 □。
【文档编号】F24H9/20GK204165025SQ201420559341
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】方燕群, 袁鑫, 黄伟, 赵远 申请人:杭州环润智能科技有限公司