CN1455199A - 中央空调节能控制***集中控制方法及其基本模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央空调节能控制***集中控制方法及其基本模块，它包括控制处理器电路、控制处理器电路的输入、输出口相连接的存储器电路、网络通讯接口电路、反相驱动电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路、脉冲输入电路、电源电路。本发明具有能实现对中央空调***运行过程中模拟量与数字量参数的检测；中央空调***机电设备进行模拟量和数字量输出控制；中央空调***运行参数进行监测和优化，提高中央空调***的工作效率以达到节约能源的效果；并达到了减小现场接线难度，缩短编程和调试周期的效果等优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种中央空调节能控制***的集中控制方法和装置。
技术背景：
目前，中央空调节能控制技术主要采用模糊控制器和可编程控制器(PLC)相结合进行中央空调***运行参数的优化以达到节能的目的。但是，PLC的编程和调试周期长、现场接线复杂，不利于中央空调节能控制技术在市场上的推广。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种采用中央空调节能控制***的集中控制方法，通过这种方法可实现对中央空调***运行参数进行监测和优化，提高中央空调***的工作效率以达到节约能源的效果。
本发明的另一个目的是通过上述集中控制方法的装置，只需根据***实施方案的实际需求将基本模块分布安装在中央空调***被监控对象的工作现场，通过一根通讯线将各个基本模块与模糊控制器串接起来，由模糊控制器通过组态软件完成对中央空调***的控制，从而减小现场接线难度，缩短编程和调试的周期。
本发明的目的是这样实现的：包括两步骤：
①中央空调***机电设备控制步骤：根据***实施方案的实际需求，将基本模块分布式安装在中央空调***被监控对象的工作现场，基本模块的控制处理器(1)通过通讯线接收中央空调节能控制***模糊控制器的控制指令；数字量输出电路(8)根据控制指令要求输出开关状态，控制处理器(1)根据控制指令及参数先进行修正值处理，然后由模拟量输出电路(6)输出电压或电流；根据控制指令要求，控制处理器(1)选择模拟量输入和输出电路(5)、(6)，以及脉冲输入电路(9)的工作模式，并设置相应的工作参数；
②运行中的检测反馈控制步骤：数字量输入电路(7)采集具有两态工作特性的机电设备运行状况参数；模拟量输入电路(5)采集各种模拟量信号，由控制处理器(1)处理并转化为数字量；控制处理器(1)通过脉冲输入电路(9)采集脉冲信号，根据实际需求进行定时计数或定数溢出计数，并同时进行累计计数；根据***模糊控制器的指令要求，控制处理器(1)通过网络通讯接口(3)将中央空调节能控制***所需的参数传递给***模糊控制器，由模糊控制器作出控制决策。
本发明的另一个目的是这样实现的：它包括控制处理器电路(1)、控制处理器电路(1)的输入、输出口相连接的存储器电路(2)、网络通讯接口电路(3)、反相驱动电路(4)、模拟量输入电路(5)、模拟量输出电路(6)、数字量输入电路(7)、数字量输出电路(8)、脉冲输入电路(9)、电源电路(10)，控制处理器电路(1)的输入、输出口分别连接存储器电路(2)、网络通讯接口电路(3)、反相驱动电路(4)、模拟量输入电路(5)、模拟量输出电路(6)、数字量输入电路(7)、数字量输出电路(8)、脉冲输入电路(9)，电源电路(10)分别与上述电路相连通并提供工作电源，网络通讯接口电路(3)连接***模糊控制器。
所述控制处理器电路(1)由单片机D1和晶体振荡器G1，以及滤波电容C1组成。
所述存储器电路(2)由集成电路D2和与之相连接的上拉电阻R2、R3、R4以及滤波电容C2组成。
所述网络通讯接口电路(3)是采用集成电路D4、光耦合器N1、N2、N3和与之相连接的下拉电阻R6、R7、R9组成一个半双工通讯接口。
所述反相驱动电路(4)由一片集成电路D5和滤波电容C5连接组成。
所述模拟量输入电路(5)由电阻和二极管构成的两个模拟量采集单元I、II组成，其中分别由R18和R19、R21和R22组成I的分压电路，由R23和R24、R26和R27组成II的分压电路。
所述模拟量输出电路(6)由集成电路D3、三极管Q1、Q2、电阻和滤波电容C18、C19、积分电容C8、C9组成，其中分别由R28、R29、R30和R31、R32、R33构成反馈电阻。
所述数字量输入电路(7)由电阻和二极管构成的两个数字采集单元I、II组成。
所述数字量输出电路(8)由集成电路N4、继电器JK1、JK2、电阻R40、R41和二极管V14、V15组成。
所述脉冲输入电路(9)由电阻R12、R13和二极管V2、V3组成脉冲检测器。
本发明与现有技术相比，具有能实现对中央空调***运行过程中模拟量与数字量参数的检测，和对中央空调***机电设备进行模拟量和数字量输出控制，并达到了减小现场接线难度，缩短编程和调试周期的效果等优点。本发明除了提供能同时输出的2路模拟量输出和2路数字量输出通道以外，还提供了能同时检测的2路模拟量输入、2路数字量输入和1路脉冲计数输入通道。
对附图的说明：
附图1为本发明的基本方框图；
附图2为本发明的详细电路图。
具体实施方式：
本发明的实施例：控制处理器电路(1)由型号为P87LPC768的单片机D1、晶体振荡器G1、以及滤波电容C1组成，单片机P87LPC768的基本结构和汇编指令等方面与80C51系列单片机相兼容，片内有模拟比较器、Watchdog、I2C总线、A/D、PWM等多种功能。晶体振荡器G1向单片机提供精确的工作频率；控制处理器电路(1)的输入、输出口用通讯线分别连接存储器电路(2)、网络通讯接口电路(3)、反相驱动电路(4)、模拟量输入电路(5)、模拟量输出电路(6)、数字量输入电路(7)、数字量输出电路(8)、脉冲输入电路(9)。
存储器电路(2)由型号为24C02的集成电路D2和与D2相连接的三个上拉电阻R2、R3、R4以及滤波电容C2组成；用于存储基本模块的各种数据。
网络通讯接口电路(3)是采用采用型号为MAX485的集成电路D4，型号为4N25的光耦合器N1、N2、N3和与之相连接的下拉电阻R6、R7、R9组成一个RS-485半双工通讯接口，最大通讯距离1000m，能够与中央空调节能控制***模糊控制器通讯，接收模糊控制器发出的指令和发送模糊控制器所要求的数据，实现网络化控制；采用型号为4N25的光耦合器N1、N2、N3能实现与现场设备通讯的完全隔离，提高了***运作的安全性。网络通讯接口工作的同时，由发光二极管L2指示网络通讯接口电路(3)的工作状况。
反相驱动电路(4)由型号为74HC04的集成电路D5和滤波电容C5连接组成，用于驱动数字量输出电路(6)和控制网络通讯接口电路(3)的使能。
模拟量输入电路(5)由电阻和二极管构成组成的两个模拟量采集单元A1、A2组成，其中分别由R18和R19、R21和R22组成A1的分压电阻，由R23和R24、R26和R27组成A2的分压电阻；用于采集模拟信号。
模拟量输出电路(6)由集成电路D3、三极管Q1、Q2、电阻和滤波电容C18、C19、积分电容C8、C9组成，其中分别由R28、R29、R30和R31、R32、R33构成反馈电阻；用于输出模拟信号。
数字量输入电路(7)由电阻和二极管组成构成的两个数字采集单元B1、B2组成；用于采集数字量信号。
数字量输出电路(8)由型号为ULN2003的集成电路N4、继电器JK1、JK2、电阻R40、R41和二极管V14、V15组成；用于输出数字量信号。
脉冲输入电路(9)由电阻R12、R13和二极管V2、V)组成脉冲检测器；用于采集脉冲信号。
电源电路(10)由整流桥V1、电源模块POWER1、电源模块POWER2和滤波电容组成，该电路向控制处理器电路(1)和其它电路提供+5V和±15V工作电源，同时还由发光二极管和电阻组成的电路来指示电源电路的工作状况。
Claims (11)
1、一种中央空调节能控制***的集中控制方法，其特征在于：包括两步骤：
①中央空调***机电设备控制步骤：根据***实施方案的实际需求，将基本模块分布式安装在中央空调***被监控对象的工作现场，基本模块的控制处理器(1)通过通讯线接收中央空调节能控制***模糊控制器的控制指令；数字量输出电路(8)根据控制指令要求输出开关状态，控制处理器(1)根据控制指令及参数先进行修正值处理，然后由模拟量输出电路(6)输出电压或电流；根据控制指令要求，控制处理器(1)选择模拟量输入和输出电路(5)、(6)，以及脉冲输入电路(9)的工作模式，并设置相应的工作参数；
②运行中的检测反馈控制步骤：数字量输入电路(7)采集具有两态工作特性的机电设备运行状况参数；模拟量输入电路(5)采集各种模拟量信号，由控制处理器(1)处理并转化为数字量；控制处理器(1)通过脉冲输入电路(9)采集脉冲信号，根据实际需求进行定时计数或定数溢出计数，并同时进行累计计数；根据***模糊控制器的指令要求，控制处理器(1)通过网络通讯接口(3)将中央空调节能控制***所需的参数传递给***模糊控制器，由模糊控制器作出控制决策。
2、一种中央空调节能控制***基本模块，它包括控制处理器电路(1)、控制处理器电路(1)的输入、输出口相连接的存储器电路(2)、网络通讯接口电路(3)、反相驱动电路(4)、模拟量输入电路(5)、模拟量输出电路(6)、数字量输入电路(7)、数字量输出电路(8)、脉冲输入电路(9)、电源电路(10)，其特征在于：控制处理器电路(1)的输入、输出口分别连接存储器电路(2)、网络通讯接口电路(3)、反相驱动电路(4)、模拟量输入电路(5)、模拟量输出电路(6)、数字量输入电路(7)、数字量输出电路(8)、脉冲输入电路(9)，电源电路(10)分别与上述电路相连通并提供工作电源，网络通讯接口电路(3)连接***模糊控制器。
3、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述控制处理器电路(1)由单片机D1和晶体振荡器G1，以及滤波电容C1组成。
4、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述存储器电路(2)由集成电路D2和与之相连接的上拉电阻R2、R3、R4以及滤波电容C2组成。
5、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述网络通讯接口电路(3)是采用集成电路D4、光耦合器N1、N2、N3和与之相连接的下拉电阻R6、R7、R9组成一个半双工通讯接口。
6、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述反相驱动电路(4)由一片集成电路D5和滤波电容C5连接组成。
7、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述模拟量输入电路(5)由电阻和二极管构成的两个模拟量采集单元I、II组成，其中分别由R18和R19、R21和R22组成I的分压电路，由R23和R24、R26和R27组成II的分压电路。
8、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述模拟量输出电路(6)由集成电路D3、三极管Q1、Q2、电阻和滤波电容C18、C19、积分电容C8、C9组成，其中分别由R28、R29、R30和R31、R32、R33构成反馈电阻。
9、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述数字量输入电路(7)由电阻和二极管构成的两个数字采集单元I、II组成。
10、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述数字量输出电路(8)由集成电路N4、继电器JK1、JK2、电阻R40、R41和二极管V14、V15组成。
11、根据权利要求2所述的中央空调节能控制***基本模块，其特征在于：所述脉冲输入电路(9)由电阻R12、R13和二极管V2、V3组成脉冲检测器。
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