城市集中供热换热站嵌入式控制系统的研究

摘要

集中供热在国内北方等地区的供暖中广泛使用，是现代化城镇的重要基础设施之一。建立集中供热综合优化监控系统，不但能够保证按需供热质量，还可节约能源和保护环境，具有重要的经济和社会效益。
　　论文以秦皇岛东方房地产开发有限公司和东北大学秦皇岛分校“城市集中供热综合优化监控系统”合作项目为背景，重点研究监控系统中的具有远程传输功能的换热站嵌入式控制系统。换热站是热源和热用户之间的枢纽，其运行效果是保证供热质量的关键。
　　论文中详细分析了换热站的结构和工作原理，换热站二次热网如何进行温度调节方法;以ARM9微处理器为核心并结合GPRS通信模块设计了嵌入式控制系统，具有数据采集、控制和远程传输等功能。可实现换热站一次网、二次网温度、压力、流量等参数的精确检测并通过GPRS无线通信网络传送给监控中心，同时接收监控中心传送来的控制指令，通过一次网电动调节阀、二次网循环水泵变频调速调节管网热水流量，实现二次网供水温度的控制，保证热用户按需供热。论文中还对模糊自适应PID控制算法进行了深入研究，并将其应用于二次网供水的温度控制，仿真结果表明控制稳定性能好，调节精度高。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 背景与意义

1．2 集中供热国内外发展状况

1．2．1 国内外供热现状

1．2．2 国内外研究现状

1．3 论文研究的主要内容

第2章 换热站嵌入式控制系统设计方案

2．1 换热站的工作原理

2．1．1 换热站的组成

2．1．2 换热站的工作原理

2．2 换热站嵌入式控制系统的总体方案

2．2．1 嵌入式微处理器的选择

2．2．2 无线通信网络的选择

2．2．3 循环泵、补水泵变频控制

2．2．4 总体设计方案

2．3 供热系统的集中运行调节

第3章 换热站嵌入式控制系统硬件设计

3．1 嵌入式控制模块

3．1．1 系统复位电路设计

3．1．2 系统时钟电路设计

3．1．3．NOR Flash存储电路

3．1．4．SDRAM存储电路

3．1．5．NAND Flash存储电路

3．1．6．JTAG接口电路设计

3．1．7．RS232串口电路设计

3．1．8．RS485接口电路

3．1．9．PWM电路

3．2 A／D转换模块

3．4 V／I变换电路模块

3．5 GPRS通信模块

3．6 电源模块

第4章 换热站嵌入式控制系统的软件设计

4．1 μC／OS-Ⅱ实时操作系统

4．2 H-JTAG软件

4．3 程序设计

4．4 远程监控的实验

第5章 模糊自适应PID算法研究及应用

5．1 换热站参数控制模型设计

5．1．1 换热站温度控制模型

5．1．2 换热站恒压及流量控制模型

5．2 模糊自适应PID控制算法

5．2．1 PID控制算法

5．2．2 模糊控制算法

5．2．3．模糊自适应PID控制算法设计

5．3．模糊自适应PID控制算法的仿真

5．3．1 温度模型的建立

5．3．2 模糊自适应PID控制算法的仿真

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

附录