1.6.2 Устройство и работа тепловычислителя

1.6.2.1 Описание конструкции тепловычислителя.

Тепловычислитель собран в пластмассовом корпусе, состоящем из углубленной нижней части и верхней.

В нижней части корпуса расположены блок запитки, преобразователи измерительные и источник питания.

К верхней крышке закрепляется блок обработки сигналов с преобразователем R-U, интерфейсом RS-232, микропроцессором, архивом, литиевой батарейкой, ЖКИ, выполненный на печатной плате.

Внутренние электрические соединения тепловычислителя осуществляются с помощью малогабаритных разъемов с плоскими ленточными кабелями.

1.6.2.2 Описание функциональной схемы тепловычислителя.

Функциональная схема тепловычислителя приведена на рисунке 1.

Преобразователи R-U служат для преобразования сопротивления внешних термометров платиновых в напряжение.

Преобразователи измерительные служат для преобразования уровней выходных сигналов с ППР в уровни сигналов микропроцессора.

В блоке запитки формируются прямоугольные сигналы Uп и подаются на силовые катушки ППР для создания магнитного поля в потоке контролируемой среды.

Выходные сигналы с преобразователей R-U поступают на коммутатор.

Выходные сигналы с коммутатора поступают на АЦП микропроцессора.

Выходная информация с датчиков давления поочередно поступает непосредственно в микропроцессор.

Микропроцессор выполняет прием и преобразование сигналов, расчет текущей тепловой мощности по каналам, вывод измеренных и рассчитанных данных на индикатор ЖКИ, в архив, на интерфейсную схему RS-232.

Частота запроса входной информации (частота обращения тепловычислителя) 1,6 Гц.

Память программ является составной частью микропроцессора.

Архив представляет собой перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и служит для долговременного хранения параметров теплосчетчика.

Интерфейсная схема RS-232 осуществляет преобразование выходной информации микропроцессора в стандарт RS-232 для приема этой информации внешней ЭВМ, а также обратное преобразование для приема микропроцессором команд от ЭВМ.

Обмен информацией по каналу RS-232 осуществляется с разъема «RS232».

При отключении сетевого питания функционируют только часы реального времени, продолжающие отсчет времени.

1.6.2.3 Описание алгоритма работы тепловычислителя.

Тепловычислитель производит вычисление текущей тепловой мощности q,ГДж/ч, в каждом канале по формуле:

где dvi - текущий объемный расход теплоносителя в канале, м3/ч;

ri - удельная плотность теплоносителя для текущей температуры в канале, Т/м3;

hi -удельная энтальпия теплоносителя в канале (в трубопроводе), ГДж/Т, i - номер канала (i=1, 2).

Текущий массовый расход теплоносителя m, Т/ч, индуцируемый тепловычислителем в каждом канале, вычисляется по формуле:

Формулы расчета массы теплоносителя и количества тепловой энергии для каждого варианта исполнения приведены в таблице 5.

где: Q0 – потреблённая тепловая энергия, ГДж;

V1, V2 - объем теплоносителя за определённый период времени в подающем и обратном трубопроводах соответственно, м3;

r1, r2 - плотность теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах соответственно, т/м3;

M1, M2 - масса теплоносителя за определённый период времени в подающем и обратном трубопроводах соответственно, т;

h1, h2 – удельная энтальпия воды в подающем и обратном трубопроводах соответственно, ГДж/т;

hk – условное значение (константа) удельной энтальпии холодной воды, соответствующее выбранному и введённому в программу расчетов значению температуры холодной воды, ГДж/т.

После нахождения всех исходных данных производится вычисление величин тепловых энергий и их суммирование. Параллельно производится суммирование массы теплоносителя.

По завершении вычисления параметров производится формирование массива индикации и вывод информации на индикаторы.

В зависимости от желания оператора на индикаторное табло выводятся следующие текущие параметры теплоносителя:

- текущее время, дата, время наработки;

- тепловая мощность q1, q2;

- значение  массового расхода теплоносителя m1, m2;

- температура t1, t2;

- давление р1, р2;

- значение массы теплоносителя и количества тепловой энергии М1, М2, Q1, Q2;

- значение количества тепловой энергии, потребленной за сутки, P.

Занесение в архив вычисленных параметров происходит автоматически.

При необходимости вывода на индикацию или ЭВМ (принтер) архивных данных за требуемый промежуток времени оператор вводит с помощью кнопок теплосчетчика необходимую дату и получает на ЖКИ или ЭВМ (принтер) требуемые параметры. При этом работа основной программы по измерению и вычислению параметров не прекращается.

При отключении сетевого питания обеспечивается хранение архивных данных, накопленных до момента отключения питания.

Электронные часы реального времени реализованы на интегральной микросхеме типа DS1307.

Электронный архив представляет собой электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство. Он реализован на интегральной микросхеме типа 24LC256-10-3,6.

При передаче и приеме информации по каналу «RS232» используется интегральная микросхема типа TIL193, позволяющая осуществить гальваническую развязку с внешней ЭВМ.

Блок питания вырабатывает напряжения, необходимые для работы тепловычислителя.