基于CAN總線(xiàn)技術(shù)的供暖計量系統設計
住宅的設備層設有橫向的回水管線(xiàn),例如一個(gè)兩室兩廳一衛一廚的單元中至少有 6趟供暖管線(xiàn)通過(guò),在不改變現有供暖管線(xiàn)的條件下,必須對每一住戶(hù)的每一趟管線(xiàn)所消耗的熱量分別進(jìn)行計量,即圖 2中 A點(diǎn)到 B點(diǎn)所消耗的熱量值,累加后得出該住戶(hù)所消費的總熱量。由于空間上的分布性,要求供暖計量系統必須采用全分布式系統,CAN總線(xiàn)技術(shù)符合這一要求,而且 CAN總線(xiàn)產(chǎn)品與其它現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品相比其成本低,適合于現有系統的改造,所以設計中采用了 CAN總線(xiàn)技術(shù)。在民用住宅中要計量熱量的消耗量,一般要求系統應對相應熱傳導介質(zhì)的流量和溫度進(jìn)行計量,所以,每一住戶(hù)的單趟供暖線(xiàn)路的兩端,即圖 2中 A、 B點(diǎn)處應設有流量和溫度的測量點(diǎn),根據該兩處的流量差值和溫度差值可以計算出該住戶(hù)這一散熱器所消耗的熱量。為簡(jiǎn)化現場(chǎng)設備,熱量值的計算在主機中完成。單元住宅具有層層相疊的特點(diǎn),在這樣的住宅中每一住戶(hù)的單趟供暖線(xiàn)路上設置一個(gè)測量點(diǎn)即可滿(mǎn)足計量的要求,如層高為 21層的住宅樓,每一單趟供暖線(xiàn)路上的測量點(diǎn)個(gè)數是 22個(gè),若每層按 10戶(hù)計算,每戶(hù) 6趟供暖管線(xiàn),則該棟住宅樓共有 1320個(gè)測量點(diǎn)。
3.2總體方案設計
系統設計中采用主/從結構,系統結構框圖如圖 3所示。其中主機通過(guò) CAN總線(xiàn)適配器與 CAN總線(xiàn)相連,節點(diǎn)采用統一供電方式,端接器是 CAN總線(xiàn)所要求的它安裝在總線(xiàn)的兩端。節點(diǎn) 1至節點(diǎn) n是 CAN總線(xiàn)節點(diǎn),主要完成流量值和溫度值的采集以及與主機的通信,系統具有自動(dòng)數據采集的功能,避免了人工查表的過(guò)程。

主機采用巡檢的方式訪(fǎng)問(wèn)節點(diǎn)。流量的累加在節點(diǎn)中完成,溫度值由節點(diǎn)采集后供主機讀取??偩€(xiàn)的最大長(cháng)度可以達到 10千米,這一長(cháng)度完全可以滿(mǎn)足目前高層住宅的要求。
在正常供暖狀態(tài)下,如果沒(méi)有泄漏,單趟供暖線(xiàn)路上的流量應該是相等的,由于橫向回水管線(xiàn)在設備層中,所以,流量傳感器只安裝在設備層,這些點(diǎn)的流量值與住戶(hù)室內的流量值是相等的,這樣可以減少改造的工程量,其缺點(diǎn)是不能檢測到住戶(hù)供暖設施的泄漏故障。溫度傳感器安裝在每個(gè)測量點(diǎn)處。以層高為 21層的住宅樓為例其設備層在頂層和中間的一層中,所以在頂層、底層和中間的設備層安裝節點(diǎn)。
溫度傳感器安裝在每個(gè)測量點(diǎn)處,溫度傳感器電纜和 CAN總線(xiàn)(采用非屏蔽雙絞線(xiàn))必須沿供暖管線(xiàn)穿過(guò)住戶(hù)的上下層樓板,如果采用無(wú)線(xiàn)系統可以避免布線(xiàn)從而可以降低對住戶(hù)的影響,但從系統的可靠性及穩定性方面考慮最終選擇了有線(xiàn)系統。 4 節點(diǎn)軟硬件設計
4.1節點(diǎn)硬件設計
在 CAN節點(diǎn)硬件設計中采用 89C51單片機為處理器,CAN控制器和 CAN收發(fā)器選擇目前應用比較廣泛的 Philips公司的 SJA1000和 82C250。節點(diǎn)硬件結構框圖如圖 4所示。節點(diǎn)具有流量值累加、溫度采集、電源顯示和掉電保護、光報警及總線(xiàn)通信的功能。
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