一种基于热电阻和热电偶的时段蓄热锅炉控制方法，所述方法包括对温度按时段进行控制，依据电价从高到低将全天分为峰、平、谷三个时段；利用电加热的方式给锅炉内部的蓄热体加热，将电能量转换成热量存储到蓄热体中；传感器检测到蓄热体达到设定的温度时，控制器停止加热；需要供暖时，打开热交换风机，把蓄热体中的热能传递到供暖系统中；峰、平、谷各时段的加热温度及加热时间通过Modbus协议设置；该方法针对不同环境差异化设计，采用按时段和费率电价控制的方法，在谷时段提高用电量，升高锅炉加热温度，并将多余热量存储在蓄热体中，不但降低了锅炉的运行成本，而且有效的调节电网用电负荷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锅炉控制方法，特别是涉及。
技术介绍
随着环境污染的日益严重，使用清洁能源的取暖锅炉已经越来越普及，目前我国北方大多数城市使用电加热锅炉供暖逐年增多。采用电加热锅炉供暖后用电量急剧上长的问题也越来越突出。而且我国电力资源紧缺，目前白天和夜晚用电严重不平衡，用电高峰时电力供应不足，用电低谷时电力供应过剩，对我国电力调度带来极大的困难。为了缓解用电不平衡的问题，国家 推出新一代智能电能表，并出台多费率的电价策略，使用经济杠杆使企业用电更加合理，全天划分为峰、平、谷时段，每一时段执行不同费率电价，而且在节假日执行节假日电价。我国北方地区供暖期一般是10月至次年3月，由于时间跨度大，每一个月份的温度差距都较大，晴天和阴天的温差也很大，而且每一天中午和午夜的温度差距也非常大，如果全天按同样温度供暖，会造成中午温度过高，午夜温度又不达标，晴天供暖效果好，阴天供暖差的问题。而且北方一些城市节假日要求延长供暖时间，并提高供暖温度，以提高居民住户的幸福指数。现在国内的电加热锅炉并不能很好的满足当前的供暖新需求，不具备按用电时段和电价费率供暖对锅炉加热的功能。而且锅炉运行时只能记录锅炉加热曲线，并不能反应锅炉的能耗情况和运行成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法针对不同环境差异化设计，采用按时段和费率电价控制的方法，在谷时段提高用电量，升高锅炉加热温度，并将多余热量存储在蓄热体中，不但降低了锅炉的运行成本，而且有效的调节电网用电负荷。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: ，所述方法包括对温度按时段进行控制，依据电价从高到低将全天分为峰、平、谷三个时段；利用电加热的方式给锅炉内部的蓄热体加热，将电能量转换成热量存储到蓄热体中；传感器检测到蓄热体达到设定的温度时，控制器停止加热；需要供暖时，打开热交换风机，把蓄热体中的热能传递到供暖系统中；峰、平、谷各时段的加热温度及加热时间通过Modbus协议设置；锅炉在运行过程中，加热程序按以下方法控制: a.谷时段，当锅炉内温度低于设定的炉内温度Tl时，锅炉开始加热，锅炉内温度加热到设定的停止加热温度T2，锅炉停止加热；b.当出水温度低于设定的最低出水温度T3或者回水温度低于设定的最低回水温度T4时，打开热交换风机，给供暖循环水加热，提高出水和回水温度；当出水温度超过设定的最高出水温度T5时或者回水高于设定的回水最高温度T6时，关闭热交换风机； c.通过热电阻测量锅炉的炉体温度，并实时与设定的锅炉炉体超温限值Tmaxl比较，如炉体温度大于Tmaxl，则锅炉停止加热，并输出锅炉炉体超温报警信号，同时存储记录； d.通过热电偶测量锅炉的炉内温度，并实时与设定的锅炉炉内超温限值Tmax2比较，如炉内温度大于Tmax2，则锅炉停止加，并输出锅炉炉内超温报警信号，同时存储记录； e.如果锅炉采用按时段加热方式，在不加热时段，关闭热交换风机；在供暖时段，根据方法b进行开关交换风机操作； f.如果是节假日，则按照节假日时段表执行锅炉控制操作，并按照方法上述方法控制锅炉加热和控制供暖。所述的，所述方法控制组件的结构组成包括有CPU主控芯片，电源管理模块，液晶显示模块，按键输入模块，热电阻温度采集模块，热电偶温度采集模块，温度控制模块，声光报警模块，实时时钟，存储模块，通信模块。所述的，所述CPU主控芯片，采用32位ARM处理器；液晶显示模块，由液晶显示屏组成；按键输入模块，通过按键设定锅炉运行曲线及其它功能的设定；热电阻温度采集模块，由热电阻、基准电压源、运算放大器组成；热电偶温度采集模块，由热电偶、模拟切换开关和信号调整器组成；温度控制模块，由继电器、驱动电路、及保护电路构成；声光报警模块，由发光二极管和蜂鸣器电路组成；实时时钟，由专用实时时钟芯片及备用电池组成；存储模块，由E2PR0M、Flash存储器组成；通信模块，有Modbus、红外、RS485、RS232通信方式，负责与计算机交互，控制和监测锅炉的运行状况。所述的，所述RS485总线与智能电能表连接，通过DL/T-2007规约，分`别自动抄读电能表中的峰、平、谷费率电价和用电量，根据电能表的数据计算生成用电曲线，并根据用电量和费率电价自动计算生成锅炉运行成本曲线。所述的，所述依据测温区温度不同将测温区域分为中低温区和高温区，温度小于500°C的区域定义为中低温区，温度在5000C 1300°C范围内定义为高温区。所述的，所述金属热电阻测量中低温区的温度，测量范围-200°C飞00°C，测量供暖出水管和回水管内水温度、锅炉体表温度。所述的，所述K型热电偶测量高温区温度，测量范围0°c 1300°C，测量锅炉内部温度。所述的，所述热电偶温度采集模块采用信号调理式测温电路，热电阻温度采集模块采用三线制桥式测温电路。本专利技术的优点与效果是: 1.本专利技术使用热电阻和热电偶测量温度，测温精确，测量时间短； 2.本专利技术热电阻测量出水、回水和炉表温度等中低温区，热电偶测量炉内温度高温区，针对不同环境差异化设计，不但提高测温精度，而且降低锅炉整体成本； 3.本专利技术温度控制采用按时段和费率电价控制的方法，在谷时段提高用电量，升高锅炉加热温度，并将多余热量存储在蓄热体中，不但降低了锅炉的运行成本，而且有效的调节电网用电负荷，对于建设坚强电网绿色用电具有非常大的实际意义； 4.本专利技术通过RS485总线与智能电表连接，直接读取费率电价，自动生成加热时段表； 5.本专利技术通过读取智能电能表电量，可生锅炉用电负荷曲线，方便统计和观察。附图说明图1是本专利技术控制锅炉系统运行示意 图2是本专利技术的结构框 图3是本专利技术的热电偶采样电路 图4是本专利技术的热电阻采样电路 图5是本专利技术的软件总体架构 图6是本专利技术使用热电阻读取锅炉温度的流程 图7是本专利技术的温度控制流程 图8是本专利技术的异常监控流程图。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术控制锅炉整体系统运行如图1所示。图中101为蓄热体，用于在谷时段通过电加热方式给蓄热体内的蓄热材料加热，储存热量；102为电热泵，用于使供暖水或气体在供暖管道内按固定方向流动。103为回水管，104为出水管，出水管和回水管用于给用户供暖；105为热交换风机，106为加热腔，通过风机的转动，将蓄热体内的热量通过空气流动传递到加热腔，给供暖水或气体进行加热。本专利技术对温度按时段进行控制，依据电价从高到低将全天分为峰、平、谷三个时段，每个时段可由用户自定义五个加热时间和加热温度，用户还可以根据国家法定假日，设定节假日和非节假日模式。时段谷属于用电低谷，电价最低，电网负荷最小，利用电加热的方式给锅炉内部的蓄热体加热，这样电能量转换成热量存储到蓄热体中；当传感器检测到蓄热体达到设定的温度时，控制器停止加热。需要供暖时，打开热交换风机，把蓄热体中的热能传递到供暖系统中。中国北方地区节假日通常需要延长供暖时间，可以根据各地区不同要求设置节假日专用时段表，可实现节假日延长供暖时间。峰、平、谷各时段的加热温度及加热时间通过Modbus协议设置。本专利技术的结构框图如图2所示，具体由以下部分组成:CPU主控芯片，采用32位ARM处理器，本专利技术的所有控制算法都由此部分完成；电源管理模块，负责管理本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于热电阻和热电偶的时段蓄热锅炉控制方法，其特征在于，所述方法包括对温度按时段进行控制，依据电价从高到低将全天分为峰、平、谷三个时段；利用电加热的方式给锅炉内部的蓄热体加热，将电能量转换成热量存储到蓄热体中；传感器检测到蓄热体达到设定的温度时，控制器停止加热；需要供暖时，打开热交换风机，把蓄热体中的热能传递到供暖系统中；峰、平、谷各时段的加热温度及加热时间通过Modbus协议设置；锅炉在运行过程中，加热程序按以下方法控制：a.谷时段，当锅炉内温度低于设定的炉内温度T1时，锅炉开始加热,锅炉内温度加热到设定的停止加热温度T2，锅炉停止加热；b.当出水温度低于设定的最低出水温度T3或者回水温度低于设定的最低回水温度T4时，打开热交换风机，给供暖循环水加热，提高出水和回水温度；当出水温度超过设定的最高出水温度T5时或者回水高于设定的回水最高温度T6时，关闭热交换风机；c.通过热电阻测量锅炉的炉体温度，并实时与设定的锅炉炉体超温限值Tmax1比较，如炉体温度大于Tmax1，则锅炉停止加热，并输出锅炉炉体超温报警信号，同时存储记录；d.通过热电偶测量锅炉的炉内温度，并实时与设定的锅炉炉内超温限值Tmax2比较，如炉内温度大于Tmax2，则锅炉停止加，并输出锅炉炉内超温报警信号，同时存储记录；e.如果锅炉采用按时段加热方式，在不加热时段，关闭热交换风机；在供暖时段，根据方法b进行开关交换风机操作；f.如果是节假日，则按照节假日时段表执行锅炉控制操作，并按照方法上述方法控制锅炉加热和控制供暖。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田卫华，关焕新，韩希昌，王森，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：
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