暖通空调系统及其控制器技术方案

本实用新型专利技术提出了一种暖通空调系统中控制器及暖通空调系统。该暖通空调系统中的控制器，包括：至少一个输入端(Vin)，其能够接收电压输入；一个运算放大器(22)，其正向输入端连接到所述输入端(Vin)，其负向输入端连接到地电位(GND)；一个信号发生电路(25)，其耦合到所述运算放大器(22)的正向输入端，以在所述正向输入端处施加周期性变化信号；一个处理电路(28)，其连接到所述运算放大器(22)的输出端(Vo)，在所述输出端(Vo)的电压为一个稳定直流电平时，所述处理电路(28)输出一个接地故障指示。本实用新型专利技术提供的控制器能够区分零电压输入和接地短路故障，从而得以及时发现连接到控制器的输入线路故障。

【技术实现步骤摘要】
暖通空调系统及其控制器
本技术涉及暖通空调领域，尤其涉及一种用于暖通空调系统中的控制器及暖通空调系统。
技术介绍
暖通空调系统是控制建筑物温度、湿度环境、室内空气品质及系统本身产生的噪音的系统。在各类建筑物中，大量采用先进设备和相应配套设备而成的暖通空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一，是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。为了控制建筑物内的温度、湿度或空气质量等，典型的暖通空调系统一般包括：大量传感器，其用来感测室内的温度、湿度、CO2浓度等；大量受控设备，例如用来驱动风机盘管、风阀、水阀、卷帘等的执行设备；若干控制器，其根据传感器感测到的参数来控制那些受控设备，以实现建筑物内环境的健康与舒适。在某些场景下，控制器和执行设备也可以集成在一处。控制器一般具有多个输入端和多个输出端。输入端例如可以连接到传感器，以获取探测数据，也可以连接到受控设备的输出，以获取反馈数据。以传感器为例，一种传感器的输出为模拟的电压信号，例如电压范围在0-10V。针对这种电压输入，控制器的输入端一般配置有连接到直流电压源的上拉偏置电路。如此，传感器的零电压输入在输入端表现为地电平，而若连接传感器的线路出现短路接地故障，该输入端也会得到一个地电平。这样，控制器就不无法区分其输入端是接收了零电压输入，还是连接到该输入的线路出现了短路接地故障。为此，需要为暖通空调系统提供一种新型的控制器，其能够识别出连接到其输入端的接地故障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于暖通空调系统中的控制器，其能够识别出连接到其输入端的接地故障，其中该输入端能够配置成接收包含零伏的电压输入。本技术提供一种暖通空调系统中的控制器，该控制器包括：至少一个输入端，其能够接收直流电压输入；一个运算放大器，其正向输入端连接到所述输入端，其负向输入端连接到地电位；一个信号发生电路，其耦合到所述运算放大器的正向输入端，以在所述正向输入端处施加周期性变化信号；一个处理电路，其连接到所述运算放大器的输出端，在所述输出端的电压为地电平时，所述处理电路输出一个接地故障指示。在本技术提出的暖通空调控制器中，为了区分零电压输入和接地短路故障，采用周期性变化信号来替代直流电压Vcc作为偏置电压施加到控制器的电压输入端。因而，当运算放大器的输出为一个稳定直流电平时，则表明出现了接地短路故障。优选地，所述信号发生器为方波发生电路，以产生方波信号。更为优选地，所述控制器还包括：一个串联电路，其连接在所述方波发生电路和所述运算放大器的正向输入端之间，所述串联电路包括串联连接的开关元件和电阻，其中，所述开关元件由处理电路控制。在本技术的上述优选实施例中，采用方波信号来替代直流电压Vcc作为偏置电压施加到控制器的电压输入端。较之其他周期性信号，方波信号对直流输入信号的畸变影响小，易于提取出原始直流输入。而且，使用方波信号，整体电路更加简单、易于实现。尤为优选地，所述处理电路在所述运算放大器的输出端为零电压时，控制所述开关元件导通。采用这种电路结构可以仅在处理电路接收到零电压输入时才在运算放大器的输入端加载扰动信号，从而能够以最简化的电路结构区分零电压输入与接地短路故障。在本技术的一种示意性实施方式中，所述方波发生电路包括：一个迟滞比较器，其输出电压经反馈电阻反馈到其负向输入端，且该负向输入端和地电位之间连接有一个电容器；反向串联连接的两个稳压管，其连接在所述迟滞比较器的输出端，以形成双向限幅器。基于迟滞比较器实现的方波发生电路结构简单、可靠性高。在本技术的另一种示意性实施方式中，所述处理电路还包括：一个分离电路，其包括串联连接的一个第一电容器和一个减法器，所述第一电容器连接到所述运算放大器的输出端，以得到滤波后的扰动信号，所述减法器从所述运算放大器的输出中减去所述第一电容器的输出，以得到直流信号；一个CPU，其接收所述分离电路的扰动信号和所述直流信号，且在所述扰动信号小于一个预定阈值时输出接地故障。根据本技术的另一个方面，本技术还提供一种暖通空调系统，其包括：至少一个如上所述的控制器；至少一个现场设备，其电压输出能够连接到所述控制器的所述输入端。优选地，该暖通空调系统还包括：至少一个受控设备，其连接到所述控制器的输出端，用于响应于所述控制器的指令而动作。更为优选地，所述现场设备为传感器，或者控制器为集成到执行设备上的控制器。由此，本技术提出的控制器及具有该控制器的暖通空调系统可以及时分辨出连接到控制器的电压输入端的线路是否出现了接地短路故障，从而得以及时修复故障。而且，本技术提出的控制器结构简单、成本低、易于实现。该控制器可以在几乎不增加过多额外成本的情况下，解决接地短路故障的漏报问题。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对阀组件及控制阀的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。附图说明以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1示出根据本技术一个实施例的控制器的结构框图。图2示出根据本技术另一个实施例的控制器的结构框图。图3示出根据本技术另一个实施例的控制器中方波发生电路的一个电路原理图。标号说明：10现场设备(传感器)20控制器22运算放大器24串联电路25信号发生电路(方波发生电路)28处理电路282减法器284分离电路286CPU252迟滞比较器256两个稳压二极管K1开关元件C1、C2、C3电容Amp运算放大器R1、R2、R3、R4、Rf电阻具体实施方式为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。图1示例性地示出了根据本技术一个实施例的暖通空调系统示意图。如图1所示，暖通空调系统1包括至少一个传感器10、一个控制器20和至少一个例如执行器的受控设备30。控制器20具有至少一个输入端Vin和至少一个输出端Vout。简便起见，图1中仅示例性地示出了“一个”部件。输入端Vin可以连接到传感器10的输出，以接收传感器10感测到的数据，例如温度或湿度值等。输出端Vout可以连接到受控设备30，该受控设备30可以响应于控制器的指令而执行相应动作。在图1所示的例子中，传感器10的输出例如为直流电压(例如0-10V)。控制器20的输入端Vin配置成能够接收例如0-10V的直流电压输入。控制器20还包括运算放大器22和处理电路28。运算放大器22的正向输入端(同相端)“+”连接到输入端Vin，其负向输入端(反相端)“-”则连接到地电位(GND)。运算放大器22的正向输入端+处还耦合有一个信号发生电路25。信号发生电路为一个方波发生电路，其将电压方波叠加在输入端Vin的电压输入上，以下称方波发生电路25。优选地，方波发生电路25和输入端Vin之间还设置有开关元件K1和与之串联的限流电阻R1。开关元件K1连接到处理电路28，且由处理电路28控制。电阻R1为限流电阻。运算放大器22的输出端Vo则连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暖通空调系统中的控制器，其特征在于，包括：至少一个输入端(Vin)，其能够接收直流电压输入；一个运算放大器(22)，其正向输入端连接到所述输入端(Vin)，其负向输入端连接到地电位(GND)；一个信号发生电路(25)，其耦合到所述运算放大器(22)的正向输入端，以在所述正向输入端处施加周期性变化信号；一个处理电路(28)，其连接到所述运算放大器(22)的输出端(Vo)，在所述输出端(Vo)的电压为一个稳定直流电平时，所述处理电路(28)输出一个接地故障指示。

【技术特征摘要】
1.一种暖通空调系统中的控制器，其特征在于，包括：至少一个输入端(Vin)，其能够接收直流电压输入；一个运算放大器(22)，其正向输入端连接到所述输入端(Vin)，其负向输入端连接到地电位(GND)；一个信号发生电路(25)，其耦合到所述运算放大器(22)的正向输入端，以在所述正向输入端处施加周期性变化信号；一个处理电路(28)，其连接到所述运算放大器(22)的输出端(Vo)，在所述输出端(Vo)的电压为一个稳定直流电平时，所述处理电路(28)输出一个接地故障指示。2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，其中，所述信号发生电路(25)为方波发生电路。3.如权利要求1或2所述的控制器，其特征在于，还包括：一个串联电路(24)，其连接在所述信号发生电路(25)和所述运算放大器(22)的正向输入端之间，所述串联电路包括串联连接的开关元件(K1)和电阻(R1)；其中，所述开关元件(K1)由处理电路(28)控制。4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，其中，所述处理电路(28)在所述运算放大器(22)的输出端(Vo)为零电压时，控制所述开关元件(K1)导通。5.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述信号发生电路(25)包括：一个迟滞比较器(252)，其输出电压(Vc)经反馈电阻(Rf)反馈到其负向输入端，且该负向输入端和地电位之间连接有一个电容器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进峰，宋军，张文辉，张延东，
申请(专利权)人：北京西门子西伯乐斯电子有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11