CN100385177C - 小型中央空调网络控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型中央空调网络控制器，其包括依序连接的多路模拟信号输入、一个具有多路A/D转换、多路D/A转换电路、一程序存储器的微处理器和多路模拟信号输出，所述微处理器的输入端分别与一通讯接口、多路光隔离数字输入电路，一键盘相连，所述微处理器的输出端分别与多路光隔离数字输出电路，一液晶显示驱动电路，以及多组为各电路提供电源的独立的电源电路相连，所述微处理器包括对键盘编码处理的编码模块，所述微处理器还包括为新风机组提供专用组态算法的算法模块。采用本发明的小型中央空调网络控制器使用和维护较为方便，而且成本较低。

Description

小型中央空调网络控制器
【技术领域】
本发明涉及一种小型中央空调网络控制器，尤其涉及可以实现联网控制建筑物内的多台新风机组的小型中央空调网络控制器。
【背景技术】
中央空调末端设备中包括一种叫做新风机组的设备，用于对建筑物内提供新风，目前国内普遍采用简单的单回路温度或双回路温度控制器，不能灵活组态，也不能同时用于多台新风机组的控制，而且大多不带联网控制功能；少数能组态的通用型直接数字控制器(DDC)成本又较高。进口的该类产品如HONEYWELL(霍尼伟尔)的XL20，SIEMENS(西门子)的RWD等控制器，价格昂贵，需要配套工具软件等，给用户使用和维护造成困难。
总而言之，在我国还缺乏一种低成本、高可靠性、能节能运行、能灵活组态、可以组网、适用于单台或者多台新风机组控制的中央空调设备的专用控制器。
【发明内容】
为克服现有技术单回路或双回路温度及湿度控制器的中央空调控制器成本较高、不易使用和维护的缺陷，本发明提供一种使用和维护简单、成本较低的小型中央空调网络控制器。
本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种小型中央空调网络控制器，其包括依序连接的多路模拟信号输入、一个具有多路A/D转换、多路D/A转换电路、一程序存储器的微处理器和多路模拟信号输出，所述微处理器的输入端分别与一通讯接口、多路光隔离数字输入电路，一键盘相连，所述微处理器的输出端分别与多路光隔离数字输出电路，一液晶显示驱动电路，以及多组为各电路提供电源的独立的电源电路相连，所述微处理器包括对键盘编码处理的编码模块，所述微处理器还包括为所述小型中央空调网络控制器提供专用组态算法的算法模块，所述组态算法包括如下步骤：。
选择第一路输出开始，依次进行选择主控制输入信号、选择辅助控制输入信号、选择输入信号逻辑关系、选择控制算法逻辑关系和设定算法参数；
判断是否运行到第n路输出，其中，n为小型中央控制器具有的独立的控制回路的数目，如果结论是否定的，输出口号增加1，继续完成依次完成选择主控制输入信号、选择辅助控制输入信号、选择输入信号逻辑关系、选择控制算法逻辑关系和设定算法参数；反之，步骤结束。
与现有技术相比，本发明该算法模块采用中央空调专用组态算法，该编码模块采用一套键盘编码处理程序，可使组态直接在键盘上完成，而不需要上位机专用设置软件，从而使用和维护较为方便，而且降低了成本。
另外，本发明小型中央空调网络控制器采用多个独立的电源电路，可以大大提高系统抗干扰能力。
本发明小型中央空调网络控制器还可以采用外部时钟电路自动产生年月日时间信息，使得控制器可以在分离组态设定定时开关机，延时控制，甚至节假日自动开关机控制。
【附图说明】
图1是本发明小型中央空调网络控制器的方框示意图。
图2是本发明小型中央空调网络控制器运用的第一实施方式的电路原理图。
图3是图2所示小型中央空调网络控制器的专用算法的流程图。
图4是本发明小型中央空调网络控制器运用的第二实施方式的电路原理图。
图5是本发明小型中央空调网络控制器的编码模块的编码处理程序流程图。
【具体实施方式】
请参阅图1，是本发明小型中央空调网络控制器的方框示意图。该小型中央空调网络控制器包括依序连接的2路模拟信号输入101、4路A/D转换电路102、一具有8K存储器的微处理器110、2路D/A转换电路103、信号放大电路104和2路模拟信号输出105。该微处理器110的输入端分别与该小型中央空调网络控制器的一RS485通讯接口108、3路光隔离数字输入电路113，一键盘106及复位电路107相连。该微处理器的输出端分别与4路光隔离数字输出电路114，一液晶显示驱动电路115，以及报警输出电路109相连。由Pt1000(铂电阻)或Ni1000(镍电阻)温度传感器提供的电阻温度信号111传输给该A/D转换电路102，该液晶显示驱动电路115驱动液晶显示器116，一外部数据存储器117与电路IC之间采用I2C总线通讯。该微处理器110集成了4路A/D转换电路102、2路D/A转换电路103和8K存储器。
另外，该小型中央空调网络控制器还包括分别对输入电路113、输出电路114、微处理器110以及除微处理器外的其他数字电路供电的第一电源电路140及第三电源电路160，一外部时钟电路150与该微处理器110连接。该微处理器110包括为中央空调提供专用组态算法的算法模块和对键盘编码处理的编码模块。该外部时钟电路芯片150采用PCF8563。
该小型中央空调网络控制器的电路原理如下：该A/D转换电路102中有2路(B1～B4，参见图2)接受标准0～10VDC信号，接各类变送器，可以用于任意空调参数的测量，包括：温度、湿度、空气或水压力、空气或水流量、风速、CO2浓度等；另2路(B5～B8)用于接Pt1000(铂电阻)或Ni1000(镍电阻)温度传感器，专用于温度测量。该A/D转换电路102测量的控制参数送CPU(P87LPC779)，CPU运行预先编制的程序，对模拟信号采集、进行数字滤波；读取开关量输入型号，按照预先编制的分离组态程序，对各个独立控制回路进行运算处理，将测量值和设定值进行比较，产生控制偏差，结合组态中的辅助输入变量和设定逻辑，送出控制信号到D/A转换电路103控制0～10VDC连续调节执行器，例如电动阀，变频器等；或者光隔离数字输出电路，用于控制开关型执行器，如三档电加热或电加湿器等。
RS485通讯接口108用于联网通讯，最多可以在一条总线上挂128个该小型中央空调网络控制器。光隔离数字输入电路113用于采集报警，设备起停，故障等信号，并提供给光隔离数字输出电路114。外部数据存储电路117用于各种功能设置参数的存储，不受掉电影响。键盘106的输入电路用于组态和功能设置。该液晶显示驱动电路115驱动和液晶显示器116用于设置状态、控制状态等参数显示。第一电源电路140及第三电源电路160相互独立，可以大大提高系统抗干扰能力。外部时钟电路150可以自动产生年月日时间信息，控制器可以在分离组态设定定时开关机，延时控制，甚至节假日自动开关机控制。
以下结合两个实施例说明功能实现：
如图2所示，是本发明小型中央空调网络控制器运用的第一实施方式的电路原理图。该实施方式中，该小型中央空调网络控制器处于分离控制模式。该分离控制模式下，分解为6个独立的控制回路。组态设置：分别定义各个控制回路的输入输出口，目标设定值，控制算法，如三档控制、PID控制等，以及各个输入输出信号之间的逻辑等。
该模式下，设计的中央空调专用组态算法如下图3所示。首先从步骤200选择第一路输出开始，依次进行步骤201选择主控制输入信号、步骤202选择辅助控制输入信号、步骤203选择输入信号逻辑关系、步骤204选择控制算法逻辑关系和步骤205设定算法参数(包括比例、积分、微分及采样周期等)。然后进入步骤206，判断是否运行到第6路输出。如果结论是否定的，则继续步骤208，输出口号增加1，继续完成依次完成步骤201至206。反之，则进入步骤207，即退出。
另外，该编码模块采用的键盘编码处理程序包括1-3级密码功能设置，如图5所示。1级密码功能设置包括如下步骤：依次进行密码输入、密码修改(包括1-3级密码)、热湿处理设备选择、地址码、远程设定选择、测量范围设置、输出限幅设置及分离控制组态。2级密码功能设置包括如下步骤：依次进行新风补偿设置、焓值设置、平均值设置、测量补偿设置级开关控制死区。3级密码功能设置包括温湿度设定。
与现有技术相比，本发明该算法模块采用中央空调专用组态算法，该编码模块采用一套键盘编码处理程序，可使组态直接在键盘106上完成，而不需要上位机专用设置软件，从而使用和维护较为方便，而且降低了成本。另外，该微处理器110可设计恒温恒湿控制模式下的最佳工况标准转换程序，为中央空调更好地工作提供保证。

Claims (9)

1.一种小型中央空调网络控制器，其包括依序连接的多路模拟信号输入、一个具有多路A/D转换、多路D/A转换电路、一程序存储器的微处理器和多路模拟信号输出，所述微处理器的输入端分别与一通讯接口、多路光隔离数字输入电路，一键盘相连，所述微处理器的输出端分别与多路光隔离数字输出电路，一液晶显示驱动电路，以及多组为各电路提供电源的独立的电源电路相连，所述微处理器包括对键盘编码处理的编码模块，其特征在于：所述微处理器还包括为所述小型中央空调网络控制器提供专用组态算法的算法模块，所述组态算法包括如下步骤：
选择第一路输出开始，依次进行选择主控制输入信号、选择辅助控制输入信号、选择输入信号逻辑关系、选择控制算法逻辑关系和设定算法参数；
判断是否运行到第n路输出，其中，n为小型中央控制器具有的独立的控制回路的数目，如果结论是否定的，输出口号增加1，继续完成依次完成选择主控制输入信号、选择辅助控制输入信号、选择输入信号逻辑关系、选择控制算法逻辑关系和设定算法参数；反之，步骤结束。
2.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该微处理器是型号为P87LPC779单片机。
3.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该通讯接口为RS485通讯接口。
4.如权利要求3所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该通讯接口采用MODBUS总线通讯协议。
5.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该D/A转换电路包括TLC5620CN电路芯片。
6.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该小型中央空调网络控制器进一步包括与该微处理器连接的外部时钟，其电路芯片采用PCF8563。
7.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：光隔离数字输出电路采用MOC3021光隔离元件，并用一组RC电路保护输出。
8.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该小型中央空调网络控制器还包括与该微处理器连接并用于显示系统信息的液晶显示器。
9.如权利要求1所述的小型中央空调网络控制器，其特征在于：该小型中央空调网络控制器包括6个独立的控制回路。
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