燃油熱水爐與燃煤鍋爐相比具有熱效率高、污染小、自動化程度高等優點,正在逐步取代城市中的燃煤生活鍋爐。本文介紹的控制器以PIC16C57單片機為核心構成,采用EEPROM,不怕掉電,永久保存用戶程序,并可隨時更改。系統時鐘采用專用時鐘芯片,因此抗干擾能力強,功能完善。本控制器已經過數年的實用檢驗,具有很高的可靠性。
本控制器由兩塊印板組成,圖1為CPU板,圖2為輸入輸出板。圖1以PIC16C57單片機為核心,用IC1~IC8對CPU串行輸出的顯示碼進行串-并轉換,并帶動LED1~LED8顯示數字。LED1在走時狀態下顯示星期,在編程狀態下顯示定時編號,LED2~LED5顯示時鐘,LED6~LED8顯示溫度,IC9~IC10用來并-串轉換擴展輸入口,IC13為EEPROM用來儲存用戶程序,IC12是時鐘日歷芯片,在這里僅用了星期、時和分。圖2為輸入輸出板,MK1是專為熱水、開水水位檢測設計的模塊,與冷水不同的是熱水的水蒸氣會在水位探極固定板上凝水,而產生誤動作,MK1既能保證有足夠的靈敏度又不受水蒸氣凝水的影響,水位信號經IC15~IC21光隔離后送入CPU。MK2為測溫模塊,將溫度進行A/D轉換后串行送入CPU。接線端子X1~X4和X7接兩個電接點壓力表,用來根據用戶設的壓力范圍自動控制兩個增壓泵的開停,增壓泵是爐子位于低處而要往樓上送水時才用。X5~X6接到燃燒機故障輸出端,點火失敗后,控制器停機并報警。
控制器的工作過程如下:系統上電復位后,如時鐘還未運行,應首先校時,同時按下AN1和AN3即可進入校時狀態,此時LED11滅,LED13亮,按動AN1和AN2可設定星期、時和分。接著輸入用戶程序,同時按下AN1和AN2即可進入編程狀態,此時LED11滅,LED12亮??刂破鞴ぷ鞒绦虬粗苎h,可設定一周內每一天的開停,每天可設5個不同的工作程序。首先設定一周內哪天工作哪天停機,然后設定每一天的工作程序,每一個工作程序包括開機時間、燒水的溫度、關機時間。規定溫度設定在90℃以下,執行燒熱水程序;設定在90℃以上,100℃以下,執行燒開水程序;設定在100℃以上執行燒蒸汽程序。按動AN1和AN2,即可設定開機時間和溫度,設定關機時間時,把溫度值設定為“OFF”即可。按此一直設定完5個工作程序,如用不完5個工作程序,其余的應把溫度值全部設為“OFF”。最后按一下AN3,LED12滅,LED11亮,回到正常工作狀態。只要定時時間一到,即自動開機工作,并執行相應的工作程序。K1為手動/自動轉換開關,手動操作是為了方便在所設定的工作程序以外,臨時要開機燒水而設置的。合上K1,LED9亮,進入手動操作狀態。這時按AN4可設定燒水的溫度,然后按一下AN5,爐子即按照所設定的溫度自動工作。如要關機,把K1撥到自動位置即可。手動/自動狀態可隨時切換,兩種狀態的工作程序互不影響。
熱水爐主要由爐主體和貯水池構成,兩者通過循環泵和管道連接,貯水池和循環泵只在燒熱水時使用,因此工作程序分為三種。燒熱水時,只要貯水池的水位高于水池缺水位置,循環泵即工作,爐體水位高于爐體缺水位燃燒機即工作,只要水池水位不到高水位位置,進水閥就一直打開。當爐體水位低于缺水水位時,燃燒機停機,水池水位低于缺水時,循環泵停止。當水溫到達設定值時,燃燒機停機,熱水閥打開,延時數秒后,熱水增壓泵起動,水位隨著用水而降低至低水位時進水閥打開,因冷水的加入,水溫降低到溫度下限時,燃燒機又重新起動,如此循環到該工作程序結束。燒開水工作程序與燒熱水不同,
循環泵貯水池不參與工作,只用爐主體燒開水。當水位超過爐體缺水探極時,燃燒機即起動。水燒開后燃燒機停機,開水閥打開,稍后開水增壓泵起動。在該工程程序結束前,只要爐體水位高于缺水位置,燃燒機會根據水溫變化而開停,保持開水溫度不低于85℃,當開水放至低于開水放完水位時,不管工作程序結束與否,都將自動關機。燒蒸汽工作程序與燒開水類似,只是水開后,開水不打開,只要水位不低于爐體缺水位置,燃燒機就不停機。當水低于缺水位置時,進水閥又打開,如此循環至工作程序結束。
燃油熱水爐在大多數情況下都是安裝在樓頂上,這樣可以免去增壓送水部分,這時為了在樓下方便操作和準確了解樓頂上爐子的工作狀況,可在圖1、圖2電路的基礎上稍作改動,用兩片單片機加上兩片MAX487,如圖3所示,組成主從結構。主機裝在樓下,從機裝在樓頂,通過由兩片MAX487組成的RS-485接口,用一根雙絞線即可雙向傳輸控制指令和數據,很方便地實現遙控操作。MAX487為差分平衡型RS-485標準通訊接口電路,具有很強的抗共模干擾能力,通訊距離可達1200米。