中央空调末端设备控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种中央空调末端设备控制器，该控制器由一ＬｏｎＷｏｒｋｓ通信控制模块（１）和一以单片机为核心的控制模块（２）连接构成，其中控制模块（２）包括主控单元２－６及其外围的多路模拟信号分时采样处理单元２－１、多路数字信号输入单元２－２、多路模拟信号输出单元２－４和继电器驱动单元２－５组成。本实用新型专利技术所述的控制器具备ＬｏｎＷｏｒｋｓ开放式网络控制功能，不仅可以方便地实现现场设备控制，还可通过ＬｏｎＷｏｒｋｓ接口将提供现场参数和设备运行信息提供给ＢＡＳ管理平台，在ＢＡＳ管理平台上实现信息共享和联动控制，在信息充分的基础上，为空调冷、热源系统提供合理的调节依据，实现冷暖空调系统的节能与优化运行。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Terminal controller of central air conditioner

The utility model discloses a central air conditioning terminal equipment controller, the controller comprises a LonWorks communication control module (1) and a control module with a microcontroller as the core (2) which are connected, wherein the control module (2) includes a multi master control unit 2 - 6 and the periphery of the time analog signal sampling and processing unit, 2-1 multi-channel digital signal input unit, a drive unit 2 2-2 composed of analog signal output unit and a relay 2. The utility model relates to a controller with open network control function of LonWorks, not only can realize the field equipment control, but also through the LonWorks interface will provide information on site operation parameters and equipment to provide BAS management platform, to achieve information sharing and linkage control in the BAS management platform, based on full information, for air conditioning cold and heat source system to provide reasonable basis for regulation, to achieve energy saving and optimization of air conditioning system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及室内空气调节设备的控制装置，具体涉及一种中央空调末端设备的控制 装置。
技术介绍
根据发达国家经验，随着城市发展，建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会 能源消耗的首位，而中央空调的能耗又是建筑终端能耗的主要部分，降低其运行能耗对节约 能源、提高能源的利用率、实施绿色建筑战略具有重要意义。如何降低中央空调能耗， 一直 是建筑设备节能研究的主要发展方向，围绕提高设备效率，改进运行控制模式等方面己有许 多相关成果和实现技术，但在管理节能方面的研究，成果较少。管理方式节能需要相应的技 术支持，目前我国的建筑设备运行管理水平普遍较低，大多数公共建筑、办公建筑等的空调 系统和建筑照明系统主要依靠用户直接控制、管理人员手动控制的方式管理，自动化水平较 低，缺乏科学合理的运行管理机制，而且大多数情况下，运行费用由单位承担，在这样的管 理方式和技术条件下，建筑运行管理节能几乎无法实施。例如，政府有关部门曾要求各类商 场、办公建筑的室内温度设置高于25'C，但由于缺乏有效的技术保证，需要靠用户自觉设定 室内温度，这样的要求显然难以产生实质性的效果，实际执行收效甚微；由于缺乏完善、有效的管理手段，公共建筑室内温度设置不合理、室内无人时仍然保持空调运行等现象十分普 遍。由于这种非理性的消费方式造成的能源浪费不可小视。因此，要实现建筑管理节能，促 使用户合理使用空调等设备，只有建立在相应的技术手段基础之上的管理才是最有效的措施。 另一方面，管理节能方式属终端节能，投资终端节能的效益高于投资能源生产，实现建筑管 理节能有着巨大的经济、社会和环保效益。中央空调在建筑中应用广泛，但目前中央空调风机盘管控制器大多数采用简单的电动温 控阀和三档风速调节方式，室内环境参数由用户自由设定，风速由手动选择，即空调末端系统运行完全取决于用户；另外，空调末端的控制系统基本是独立运行，不具备信息传输功能， 末端设备的运行参数和状态、室内环境参数等信息无法与空调的冷冻机控制系统实现信息共 享，末端设备的运行状态并未纳入空调系统的监控，导致冷冻机节能优化控制缺乏相应的信 息，中央空调控制与管理系统也仅能通过简单的关断控制方式控制末端设备运行，不能进行 有效的远程控制与管理。显然，这样的空调末端设备控制方式无法实现空调系统运行管理节 能。
技术实现思路
鉴于所存在的不足，本技术的目的是提供一种中央空调末端控制设备的远程控制装 置，该装置可对中央空调系统中的风机盘管或新风风机管理和控制，并采用开放式网络与上位的中央空调管理器(PC/Laptop)进行数据传输，以实现整个系统的信息共享，节约能源。本技术实现上述目的的技术方案是一种中央空调末端设备控制器，该控制器由一LonWorks通信控制模块和一以单片机为 核心的控制模块连接构成，其中所述的LonWorks通信控制模块由神经元芯片与时钟/日历芯片连接构成，其中时钟/ 日历芯片的串行时钟输入口 (SCL)和串行数据I/0口 (SDA)分别与神经元芯片的两根双向数 据线连接构成12(:通信方式，为神经元芯片提供时钟信号；神经元芯片的三根控制信号线和一 根双向数据线分别与所述的控制模块中单片机的一I/0口连接构成I2C通信方式，与上位集中管理器进行信息交换；所述的控制模块包括以下单元电路一主控单元，该单元由51或52系列单片机和外围的振荡电路构成；一多路模拟信号输出单元，该单元由串行DAC芯片和驱动电路组成，串行DAC芯片的DAC 更新锁存控制端与主控单元中的单片机的WR 口连接，串行DAC芯片的串行接口时针端、串行 接口数字输入端和串行接口装载控制端分别与主控单元中的单片机的I/O 口连接，将来自单 片机的控制信号转换为模拟信号变换成多路模拟信号，用于驱动和控制中央空调末端设备， 如送风风机、电动调节水阀、电动调节风阀等；当所述的送风风机为交流电源的风机时，在 DAC芯片的模拟输出端外接固态调压器模块，以实现送风风机的调速控制；一继电器驱动单元，该单元由多路电子开关和串联在电子开关主回路中的继电器线圈组 成，其中每一路电子开关的输入端都接在主控单元中的单片机的一 I/O 口上，将单片机输出 的控制信号放大，用于实现中央空调末端设备的启停控制；一多路模拟信号采样电路或者一多路模拟信号分时采样处理单元；所述的多路模拟信号 采样电路的每一路均为一串连电阻构成的分压电路，每一分压电路的分压点均与主控单元中 的单片机的一具有A/D转换功能的I/0口连接，所述的单片机分时扫描每一分压点，采集室内 空气温、湿度参数、C02浓度，室外空气温、湿度参数，冷(或热)水温度等模拟信号进行A./D 转换后由所述的单片机控制继电器驱动单元和多路模拟信号输出单元；所述的多路分时采样 处理单元由多路模拟信号采样电路、分时采样控制电路和A/D转换器依次连接组成，其中所述 的分时采样控制电路由一多选一模拟开关连接构成，构成该电路的每一模拟开关的信号输入 端分别接在多路模拟信号采样电路的分压点上，选择控制端分别接在主控单元的单片机的一 1/0口上，由单片机控制多选一模拟开关选通，根据具体的中央空调系统末端设备的监控要求，采集对应的模拟信号；所述的A/D转换器的输入端与多选一模拟开关的输出端连接，输出端与 单片机的一I/0口连接，将多选一模拟开关选通所采集到的模拟信号进行A/D转换后送入单片机的I/0口，经单片机处理后控制所述的继电器驱动单元和多路模拟信号输出单元；一多路数字信号输入单元，该单元的每一路由一个光电耦合器和串接在其输入端上的限流电阻构成；所述的多路数字信号输入单元可将反应外部设备的运行状态信息通过光电耦合 器耦合到单片机的I/0口上，实现中央空调末端设备的运行管理；所述的外部设备的运行状态 信息可以是中央空调末端设备的开关信号，也可以是釆用各种传感器所采集到的设备故障信 号，如过滤器堵塞信号、风机故障信号以及风机运行状态和风机手/自切换控制状态等信息。本技术所述的控制器，其中所述的控制模块(2)还包括一串行通信接口单元，该单 元由RS收发器和输出端接于RS收发器的RE和DE口上的反相器组成；所述RS收发器的RO口直接 与主控单元中的单片机的一I/0口连接，RE和DE口通过反相器与主控单元中的单片机的一1/0 口连接，A口和B口与外部的操作与显示单元连接，用于实现单片机与外部操作与显示单元之 间的信息交换，以提升信号的传送距离和增强选择操作与显示单元的灵活性。本技术所述的控制器，其中所述的单片机可以的常用的51系列单片机或增强的52 系列单片机，其内部具有模/数转换模块(如PIC16F87X单片机芯片)或不具有模/数转换模 块。如果所述的单片机的内部具有模/数转换模块，所述的控制器可采用多路采样电路的方案， 如果所述的单片机的内部不具有模/数转换模块，所述的控制器就得釆用多路分时釆样处理单 元的方案。采用多路分时采样处理单元的方案还有一个优点是，当单片机内部的模/数转换模 块的转换精度不能满足需要时，可选用转换精度高的外设A/D转换器，以提高控制精度。本技术所述的控制器考虑控制器信息传输的开放性要求，选择LcmWorks现场总线作 为信息传输标准，采用LonWorks神经元芯片和通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央空调末端设备控制器，其特征是该控制器由一ＬｏｎＷｏｒｋｓ通信控制模块（１）和一以单片机为核心的控制模块（２）连接构成，其中　　　　所述的ＬｏｎＷｏｒｋｓ通信控制模块（１）由神经元芯片（Ｍ１）与时钟／日历芯片（１０）连接构成，其中时钟／日历芯片（Ｕ１０）的串行时针输入口和串行数据Ｉ／Ｏ口分别与神经元芯片（Ｍ１）的两根双向数据线连接构成Ｉ↑［２］Ｃ通信方式，为神经元芯片（Ｍ１）提供时钟信号；神经元芯片（Ｍ１）的三根控制信号线和一根双向数据线分别与所述的控制模块（２）中单片机（Ｕ１）的一Ｉ／Ｏ口连接构成Ｉ↑［２］Ｃ通信方式，与上位集中管理器进行信息交换；　　　　所述的控制模块（２）包括以下单元电路：　　　　一主控单元（２－６），该单元由５１或５２系列单片机（Ｕ１）和外围的振荡电路构成；　　　　一多路模拟信号输出单元（２－４），该单元由串行ＤＡＣ芯片（Ｕ６）和驱动电路（Ｕ４、Ｕ５和Ｑ１～Ｑ８）组成，串行ＤＡＣ芯片（Ｕ６）的ＤＡＣ更新锁存控制端与主控单元（２－６）中的单片机（Ｕ１）的ＷＲ口连接，串行ＤＡＣ芯片（Ｕ６）的串行接口时针端、串行接口数字输入端和串行接口装载控制端分别与主控单元（２－６）中的单片机（Ｕ１）的Ｉ／Ｏ口连接；　　　　一继电器驱动单元（２－５），该单元由多路电子开关（Ｕ２）和串联在电子开关主回路中的继电器（Ｓ１～Ｓ６）线圈组成，其中每一路电子开关的输入端都接在主控单元（２－６）中的单片机（Ｕ１）的一Ｉ／Ｏ口上；　　　　一多路模拟信号采样电路或者一多路模拟信号分时采样处理单元（２－１）；所述的多路模拟信号采样电路的每一路均为一串连电阻构成的分压电路，每一分压电路的分压点均与主控单元（２－６）中的单片机（Ｕ１）的一具有Ａ／Ｄ转换功能的Ｉ／Ｏ口连接；所述的多路分时采样处理单元（２－１）由多路模拟信号采样电路、分时采样控制电路和Ａ／Ｄ转换器依次连接组成，其中所述的分时采样控制电路由一多选一模拟开关（Ｕ８）连接构成，构成该电路的每一模拟开关的信号输入端分别接在多路模拟信号采样电路的分压点上，选择控制端分别接在主控单元（２－６）的单片机（Ｕ１）的一Ｉ／Ｏ口上，由单片机（Ｕ１）控制多选一模拟开关（Ｕ８）选通；所述的Ａ／Ｄ转换器的输入端与多选一模拟开关的输出端连接，输出端与单片机的一Ｉ／Ｏ口连接；　　　　一多路数字信号输入单元（２－２），该单元的每一路由一个光电耦合器和串接在其输入端上的限流电阻构成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓宁，丁云飞，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]