基于LM3S9B96的換熱站循環(huán)泵節(jié)能控制器設(shè)計

【摘要】：近年來,隨著人們節(jié)能、環(huán)保意識的增強,集中供熱已逐步取代傳統(tǒng)的分散供熱方式,成為我國北方城鎮(zhèn)主要的冬季供熱方式。然而由于我國集中供熱系統(tǒng)控制手段較為落后,依然存在著很大的能源浪費現(xiàn)象。 本論文設(shè)計的換熱站循環(huán)泵節(jié)能控制器,通過對換熱站系統(tǒng)循環(huán)水泵實現(xiàn)變頻控制,根據(jù)室外溫度變化實時調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速,來改變供熱系統(tǒng)的流量,從而改變了以往集中供熱系統(tǒng)整個供熱季恒頻供熱,當天氣變熱時用戶需開窗散熱的高能耗現(xiàn)象。由于水泵流量與轉(zhuǎn)速成正比,而水泵的功率為轉(zhuǎn)速的三次方,因此當室外溫度升高時,通過降低水泵轉(zhuǎn)速,可以大幅節(jié)約循環(huán)水泵耗電量,從而達到節(jié)能的目的。 本論文首先分析了國內(nèi)外集中供熱的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；然后基于換熱站的工作原理,完成了換熱站循環(huán)泵節(jié)能控制器的整體方案設(shè)計；然后基于此方案進行器件選型、詳細硬件電路設(shè)計；接著基于硬件平臺進行了相應(yīng)的軟件設(shè)計；并且通過制作PCB,搭建實驗環(huán)境,對本論文進行實驗及原理性驗證,證實方案可行；最后對本論文的設(shè)計進行了簡要總結(jié)和展望。 本論文的硬件設(shè)計以ARM Cortex-M3架構(gòu)的LM3S9B96處理器為平臺,主要設(shè)計了溫度采集模塊、變頻器控制模塊、觸摸屏顯示模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、存儲器模塊以及電源、復(fù)位、RTC等外圍模塊電路。 本論文的軟件是以SafeRTOS操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),將整個系統(tǒng)按功能劃分為多個獨立的任務(wù)模塊,以任務(wù)模塊為單位進行設(shè)計的,其中包括溫度采集、變頻器控制、觸摸屏顯示、以及網(wǎng)絡(luò)通信等。 本論文提出的換熱站循環(huán)泵智能節(jié)能控制器,是針對我國供熱系統(tǒng)的特點進行設(shè)計的,具有成本低廉、易于安裝,操作簡便等特點,可有效減少能源的浪費,減少環(huán)境污染,對于響應(yīng)國家號召,開展節(jié)能減排工作,具有非常重要的現(xiàn)實意義。 【關(guān)鍵詞】：換熱站 集中供熱 LM3S9B96 節(jié)能控制器
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TU995
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第1章 緒論13-17
• 1.1 選題的目的和意義13
• 1.2 集中供熱國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本論文所做工作15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 總體方案設(shè)計17-23
• 2.1 集中供熱技術(shù)簡介17-18
• 2.2 節(jié)能原理18-19
• 2.3 硬件方案設(shè)計19-20
• 2.4 軟件方案設(shè)計20-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 硬件設(shè)計23-45
• 3.1 主控制器部分23-29
• 3.1.1 主控制器的選擇23-24
• 3.1.2 LM3S9B96處理器介紹24-26
• 3.1.3 LM3S9B96引腳功能分配26-27
• 3.1.4 LM3S9B96處理器電路圖27-29
• 3.2 溫度采集模塊原理圖29-30
• 3.3 變頻器控制模塊原理圖30-34
• 3.3.1 D/A輸出電路31-32
• 3.3.2 0-10V信號輸出電路32-33
• 3.3.3 0.20mA信號輸出電路33-34
• 3.4 人機交互模塊原理圖34-35
• 3.5 通訊模塊原理圖35-39
• 3.5.1 RS232通訊電路35-37
• 3.5.2 以太網(wǎng)通訊電路37-39
• 3.6 存儲模塊原理圖39-40
• 3.6.1 EEPROM存儲器電路39
• 3.6.2 SD存儲卡電路39-40
• 3.7 其它外圍模塊原理圖40-43
• 3.7.1 電源電路40-41
• 3.7.2 復(fù)位電路41-42
• 3.7.3 RTC電路42-43
• 3.7.4 JTAG調(diào)試接口電路43
• 3.8 本章小結(jié)43-45
• 第4章 軟件設(shè)計45-65
• 4.1 SafeRTOS操作系統(tǒng)介紹45-46
• 4.2 溫度采集模塊軟件設(shè)計46-50
• 4.3 變頻器控制模塊軟件設(shè)計50-54
• 4.3.1 SSI接口設(shè)置50-52
• 4.3.2 D/A輸出控制52-53
• 4.3.3 變頻器控制模塊軟件設(shè)計53-54
• 4.4 觸摸屏顯示模塊設(shè)計54-56
• 4.4.1 觸摸屏驅(qū)動設(shè)計54
• 4.4.2 顯示屏驅(qū)動設(shè)計54-55
• 4.4.3 觸摸屏顯示模塊程序設(shè)計55-56
• 4.5 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊軟件設(shè)計56-60
• 4.5.1 LM3S9B96以太網(wǎng)模塊介紹56-57
• 4.5.2 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式57-58
• 4.5.3 lwIP TCP/IP協(xié)議棧58-59
• 4.5.4 以太網(wǎng)模塊程序設(shè)計59-60
• 4.6 RS232模塊程序設(shè)計60-62
• 4.6.1 UART模塊初始化60
• 4.6.2 命令行程序設(shè)計60-62
• 4.7 主程序設(shè)計62-63
• 4.8 本章小結(jié)63-65
• 第5章 實驗與驗證65-71
• 5.1 PCB制作65-66
• 5.2 硬件安裝與測試66
• 5.3 軟件下載與調(diào)試66-69
• 5.4 結(jié)論69-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻73-75
• 附錄75-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文78

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