CN101806484B - 变频风机和数字风阀调节末端风量的空调控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种由变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统及实现方法，属于变风量空调系统控制领域。所述变风量空调控制系统在结构上包括主站DDC控制器、末端温度控制器、现场总线、末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器，在控制形式上包括主站DDC控制和末端温度控制器控制，采用先集中处理后分散控制的策略；所述变风量空调控制系统通过变频风机和数字风阀调节末端风量的方法既消除了风阀的节流能量损失，又不需要风量的测量装置，控制形式简单，对整体变风量系统的运行没有影响，某个节点的变风量末端装置发生故障不会影响其他变风量末端装置的正常运行，具有系统稳定性好、节能效果明显的优势。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种变风量空调控制系统，特别涉及一种有变风量末端装置、采用变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统及实现方法。属于变风量空调系统领域，用于楼宇自控的变风量空调系统中。
背景技术
由于中央空调能耗在建筑能耗中所占比例举足轻重，空调节能技术越来越受到人们的重视。作为一种节能高效的空调系统，变风量空调系统(VAV)是通过变风量末端装置调节送入房间的风量或新回风混合比来保证房间温度的，同时相应变频调节送、回风机维持有效、稳定运行，并动态调整新风量保证室内空气品质及有效利用新风能源的一种高效的全空气式的系统。与传统空调系统相比，是一种节能型空调系统，特别适合于高档的智能化办公大楼、大型建筑区域。
对于变风量空调系统，其结构主要由空调机组侧控制装置和末端空调房间控制装置组成，因此VAV系统的控制分为两个部分，一是末端控制部分，其工作过程是根据设定温度和房间温度的偏差调节变风量末端装置VAV-BOX中风阀的开度，使送风量和房间负荷大小相适应，末端变风量调节系统是一个完整的调节控制系统；二是空调机组侧的控制部分，它有两个控制回路：一个控制回路是送风静压的控制回路，当某一个VAV-BOX末端发生变化使得送风管上特性点的静压偏离设定值时，根据静压偏差的大小，通过变频器控制风机的转速，使总风量与总负荷大小相适应，使静压又回到设定值附近。另一个控制回路是送风温度(在空气处理机出口处)控制回路，当负荷发生变化，引起送风温度偏离设定值，根据偏差大小，调节冷热水电动两通阀的开度，改变进入空气处理机的冷热水量，使送风温度又回到设定值附近，保证送风的质(即送风温度)不变。在控制中保持送风压力不变的目的是为了减少一个房间的变风量末端装置调节时对其他房间的干扰。理论上可以证明，这种方式的节能效果是非常有限的。
为了提高节能效果，随着电子控制技术和网络技术的进步，发展出了一种空气处理机AHU的最小静压控制方法，在这种控制系统中，其末端VAV-BOX变为昂贵的智能终端，其在国内的推广和应用受到了限制，为此根据实际的需求又产生了总风量控制方法对变风量空调系统的风量进行控制，即不通过静压控制总风量，而是根据压力无关型VAV末端装置设定的风量，确定系统的总风量，计算出风机的转速，从而对风机进行调节。总风量控制法具有某种程度上的前馈控制含义，而不同于静压控制中的反馈控制。它可以避免使用压力测量装置，减少了一个风机的闭环控制环节，简化了控制系统，使系统可靠性提高。但是，总风量控制增加了末端之间的耦合程度、VAV控制系统与运行管理较为复杂，当控制失败时会导致系统运行不稳定、空调品质欠佳、节能效果不显著等同题，为VAV系统的普及带来了严重的障碍，甚至很多VAV系统实际运行时不得不按定风量系统形式运行，造成了初期投资和运行费用的极大浪费。鉴于技术、经济的原因，目前应用在变风量空调中的控制系统在推广应用中受到了限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构相对简单合理、有变风量末端装置、采用变频风机和数字风阀调节末端风量的空调控制系统及实现方法。
本发明所述的基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统，采用如下技术方案：
基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统，包括主站DDC控制器、末端温度控制器、现场总线、末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器。主站DDC控制器由总线收发电路、5路0-10V输出电路、4路0-10V输入电路、电源电路、RS485总线电路、2路开关量输入/输出电路和单片机最小系统电路组成；其中总线收发电路的第一输出端与单片机最小系统电路第一输入端相连，总线收发电路的第一输入端与单片机最小系统电路第一输出端相连，5路0-10V输出电路的输入端与单片机最小系统电路的第二输出端相连，4路0-10V输入电路的输出端与单片机最小系统电路的第二输入端相连，电源电路的输出端与单片机最小系统电路的第三输入端相连，RS485总线电路的第一输出端与单片机最小系统的第四输入端相连，RS485总线电路的第一输入端与单片机最小系统电路的第四输出端相连，2路开关量输入/输出电路的第一输入/输出端与单片机最小系统电路的第五输入/输出端相连，2路开关量输入/输出电路的第二输入/输出端与单片机最小系统电路的第六输入/输出端相连；上述总线收发电路的第二输入端与第一条现场总线电缆相连，总线收发电路的第二输出端与第二条现场总线电缆相连，5路0-10V输出电路第一输出端与空调机组新风阀控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第二输出端与空调机组表冷热器控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第三输出端与空调机组新风机频率控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第四输出端与空调机组混风阀控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第五输出端与空调机组排风阀控制信号输入端相连，4路0-10V输入电路第一输入端用于与空调机组侧主回风管二氧化碳浓度信号输出端相连，4路0-10V输入电路第二输入端用于与空调机组侧主回风管温度传感器信号输出端相连，4路0-10V输入电路第三输入端用于与空调机组侧主送风管湿度传感器信号输出端相连，4路0-10V输入电路第四输入端用于与空调机组表冷热器控制信号输出端相连，RS485总线电路的第二输入端与通讯转接网关的输出端相连，RS485总线电路的第二输出端与通讯转接网关的输入端相连，2路开关量输入/输出电路的第三输入/输出端与用于与空调机组侧压差控制信号输入/输出端相连，2路开关量输入/输出电路的第四输入/输出端与用于与空调机组侧加湿器控制信号输入/输出端相连。
末端温度控制器由总线接收/回码电路、触摸屏接口电路、2路0-10V电压输出电路、单片机最小系统、LCD背光板电路、蜂鸣器电路、1路0-10V电压输入电路组成；其中总线接收/回码电路的第一输出端与单片机最小系统电路第一输入端相连，总线接收/回码电路的第一输入端与单片机最小系统电路第一输出端相连，蜂鸣器电路的输入端与单片机最小系统电路的第二输出端相连，LCD背光板电路输入端与单片机最小系统电路第三输出端相连，触摸屏接口电路输入端与单片机最小系统电路第四输出端相连，2路0-10V输出电路的输入端与单片机最小系统电路第五输出端相连，1路0-10V电压输入电路输出端与单片机最小系统电路第二输入端相连，上述总线收发电路的第二输出端与第一条现场总线电缆相连，总线收发电路的第二输入端与第二条现场总线电缆相连，2路0-10V输出电路的第一输出端与风阀驱动器中的电机驱动器第一输入端相连，2路0-10V输出电路的第二输出端与末端VAV-BOX中的变频器第一输入端相连，1路0-10V电压输入电路输入端与末端VAV-BOX中的变频器第一输出端相连。
末端变风量箱VAV-BOX由变频器、电机模块、风机、电源模块和带出风口的变风量箱体结构组成；其中变频器第二输出端与电机模块输入端相连，变频器第二输入端与电机模块输出端相连，电机模块输出端与风机输入端相连。
风阀驱动器由三态电源、电机驱动器、电机模块和风阀组成；其中电机驱动器第二输入端与三态电源的输出端相连，电机驱动器输出端与电机模块的输入端相连，电机模块的输出端与风阀的输入端相连。
所述的基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统的实现方法，其特征在于包括以下过程：
(1).变风量空调控制系统末端风量控制过程如下：
(a).开启末端温度控制器后，末端温度控制器检测空调房间或空调区域温度，显示在末端温度控制器液晶屏上，末端温度控制器通过2路0-10v输出电路的第一输出端输出控制信号给电机驱动器的输入端，控制风阀驱动器工作打开数字风阀，同时通过2路0-10v输出电路的第二输出端输出控制信号给变频器的第一输入端启动风机按照额定转速运行，根据风机的额定风量，获得此时的实际风量，即为检测风量，此时检测的风量也为末端装置的需求风量，通过现场总线将检测的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器总线收发电路第二输入端，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，通过空调机组侧主站DDC控制器调节新风机频率送出适当的风量。
(b).通过末端温度控制器设定空调房间或空调区域温度，末端温度控制器中温度比较模块对设定温度和检测到的室内温度进行比较，根据设置温度与当前室温的温差及其变化趋势，利用PID整定的温度与风量对应关系获得末端装置需要的风量，同时根据风机转速和额定风量以及数字风阀开度，获得此时的实际风量，即为检测的风量。
(c).末端温度控制器通过现场总线将需要的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，变频调节空调机组送出适当的风量；
(d).根据末端装置需要的风量控制VAV-BOX内的风机的运转速度，通过电机无级平滑地调节转速来改变室内送风口的送风量大小，从而改变一次风流量，直到室内温度接近设定温度为止，随着室内温度接近设定温度，变风量末端VAV-BOX中的风机转为低速运行，此时如需要再调节温度，则通过调节数字风阀的开度实现，接收末端温度控制器的0-10v电压控制信号打开和关闭风阀，电压大于2v打开风阀，在2-10v之间通过比例控制风阀打开的开度，电压小于2v时关闭风阀。
(e).当检测温度与设定温度没有差值时或者两者差值在某一设定阈值之内，则不对变风量末端装置的风机转速和数字风阀的开度进行调节，通过现场总线与变风量空调系统机组侧主站DDC控制器进行联网通信，输入输出到末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器的电压信号均为0-10v。
(2).变风量空调控制系统主站DDC控制器控制过程如下：
(a).主站DDC控制器接收处于同一通讯层的各个末端由现场总线送入的需求风量信息，计算变风量空调系统所需要的总风量，由变风量空调系统需要的总风量根据运行参数计算空调机组变频器的工作频率，变频调节空调机组风机的当前送风量与同一通讯层中各个末端所需的风量匹配。
(b).主站DDC控制器检测空调机组主送风管送风温度，对空调机组的冷水阀和热水阀进行PID控制，以保证送风温度为设定值。一般情况下，空调机组的送风温度为恒定值，冷热水阀门根据设定温度和实际检测温度进行调节，使送风温度恒定；送风温度控制通过在送风管路中设置送风温度传感器，根据送风温度与给定值之差，比例调节冷热水调节阀，使送风温度恒定。当末端达到最大或最小设定风量时仍不能满足室温要求，则调节送风温度来达到室温控制要求。
(c).主站DDC控制器送风温度控制控制方法分为过渡季(春天和秋天)和非过渡季两种不同的情况进行处理，对于正常(非过渡季)送风温度控制采用表冷、热器控制其打开的大小(0-10v)比例积分控制得到所需要的温度(由用户通过参数设定的送风温度)，对于过渡季(春天和秋天)采用新风和回风混合的方法控制送风温度，过渡季和非过渡季的判断通过检测送风管两端的温度差异进行判断。
本发明的有益效果是：由于本发明末端装置采用变频风机和数字风阀共同调节和控制末端装置所在区域的送风量，采用这种形式既消除了风阀的节流能量损失，又不需要风量的测量装置；采用本发明所述的变风量空调控制系统各末端用户可随时根据需要开启、关闭、调节末端送入房间的风量，使用非常方便，不会影响整个变风量空调系统的稳定性，某个节点的变风量末端装置发生故障不会影响其他变风量末端装置的正常运行；在控制方法采用末端温度控制器根据设定温度计算出的实时需求风量和末端温度控制器根据变频风机计算出的实测风量，进行PID调节得到末端装置需求风量，变频风机和数字风阀两者共同调节送入房间所需要的风量，可最大限度实现系统的节能，同时保证系统的稳定可靠运行，这对于中央空调系统节能效果的实现具有重要意义；采用的数字风阀为针对变风量末端装置研制的产品，具有机械结构简单、体积较小、重量轻，采用无霍尔直流无刷电机，采用多重自我保护技术，工作条件范围广，抗干扰能力强、使用寿命长的优点。
附图说明
图1：变风量空调控制系统总体结构图。
图2：变风量空调控制系统结构组成示意图。
图3：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图。
图4：变风量空调控制系统末端温度控制器电路原理图。
图5：变风量空调控制系统中变风量控制过程示意图。
图6：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图中局部放大图。
图7：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图中局部放大图。
图8：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图中局部放大图。
图9：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图中局部放大图。
图10：变风量空调控制系统主站DDC控制器电路原理图中局部放大图。
图11：变风量空调控制系统末端温度控制器电路原理图中局部放大图。
图12：变风量空调控制系统末端温度控制器电路原理图中局部放大图。
图13：变风量空调控制系统末端温度控制器电路原理图中局部放大图。
图中标号名称：a为变风量空调系统机组侧控制网络；b为变风量空调系统末端控制网络；c为现场总线；d为从站节点划分的由一个DDC控制器控制的层；e为变风量空调系统末端控制装置；f为风阀驱动器；g为末端温度控制器；h为末端VAV-BOX；1为总线收发电路；2为5路0-10V输出电路；3为4路0-10V输入电路；4为电源电路；5为RS485总线电路；6为2路开关量输入/输出电路；7为单片机最小系统；8为总线接收/回码电路；9为触摸屏接口电路；10为2路0-10V电压输出电路；11为单片机最小系统；12为LCD背光板电路；13为蜂鸣器电路；m为风阀驱动器；n为末端VAV-BOX；o为主站DDC控制器；p为末端温度控制器；q为末端空调区域或房间；r为送风管；s为回风管。
具体实施方式
下面结合具体图示对本发明提出的基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统及实现方法的具体实施步骤做进一步描述。
如图1所示为变风量空调控制系统总体结构图，包括中央空调机组监控管理主机、通讯连接网关、主站DDC控制器、末端温度控制器、现场总线、末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器。各个房间的末端温度控制器根据区域划分为不同层次，每层中的末端温度控制器对应一个主站DDC控制器，各层中的末端温度控制器通过现场总线与对应的主站DDC控制器进行数据的交换，然后每层对应的主站DDC控制器采用RS485总线将所接收的数据传送到通讯连接网关，通讯连接网关通过计算机串口与中央空调机组监控管理主机进行通信，对变风量空调系统中的控制信息进行处理。
如图2所示，其中主站DDC控制器由总线收发电路、5路0-10V输出电路、4路0-10V输入电路、电源电路、RS485总线电路、2路开关量输入/输出电路和单片机最小系统电路组成，主站DDC控制器通过现场总线与末端温度控制器通信进行风量的控制和调节，DDC控制器留有和其他智能设备的通讯接口，采用通用的RS-485接口，DDC控制器是整个控制系统的核心，肩负着数据采集、数据分析、调节控制等功能，一个大型的中央空调系统中会有多个主站DDC控制器，它们都处在同一个通讯数据层，通过通讯连接网关进行通信和数据的交换。
在图2中，末端温度控制器由总线接收/回码电路、触摸屏接口电路、2路0-10V电压输出电路、单片机最小系统、LCD背光板电路、蜂鸣器电路、1路0-10V电业输入电路组成；末端变风量箱VAV-BOX由变频器、电机模块、风机、电源模块和带出风口的变风量箱体结构组成；风阀驱动器由三态电源、电机驱动器、电机模块和风阀组成，接收末端温度控制器的0-10v电压控制信号打开和关闭风阀；电压大于2v打开风阀，通过比例控制风阀打开的开度，电压小于2v时关闭风阀，风阀驱动器采用同步电机中的直流无刷无感电机，能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速；其中末端温度控制器中的总线收发电路的第二输出端与第一条现场总线电缆相连，总线收发电路的第二输入端与第二条现场总线电缆相连，末端温度控制器中的2路0-10V输出电路的第一输出端与风阀驱动器中的电机驱动器第一输入端相连，末端温度控制器中的2路0-10V输出电路的第二输出端与末端VAV-BOX中的变频器第一输入端相连，末端温度控制器中的1路0-10V电压输入电路输入端与末端VAV-BOX中的变频器第一输出端相连，由末端温度控制器对变频风机和末端数字风阀两者共同调节实现末端风量的综合控制，输入输出到末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器的电压信号均为0-10v。
末端变风量箱VAV-BOX箱体材料采用镀锌钢板，内衬的隔音及保温材料均采用防火型材料，变风量箱VAV-BOX中的电机变频器为自行研制的产品，采用正弦脉宽调制方式对电机的频率进行调节，具有调节稳定、简单、成本低的优势，可大大降低整个变风量空调系统末端装置的成本。采用的数字风阀为针对变风量末端装置研制的产品，具有机械结构简单、体积较小、重量轻，采用无霍尔直流无刷电机，采用多重自我保护技术，工作条件范围广，抗干扰能力强、使用寿命长的优点。
图3是主站DDC控制器实现的电路原理图，图4是末端温度控制器实现的电路原理。如图5所示表明了在所述的变风量空调控制系统中风量的流动和控制过程，其中的变风量空调系统末端装置由与主送风管相连的末端变风量箱VAV-BOX、末端温度控制器和风阀驱动器组成，三者共同作用完成末端装置风量的控制，实现房间温度的调节，主站DDC控制器通过现场总线与末端温度控制器进行通信。
基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统实现方法包括空调机组侧主站DDC控制器控制方法和末端装置控制方法。
空调机组侧主站DDC控制器控制方法包括送风控制、送风温度控制和送风湿度控制。首先主站DDC控制器接收处于同一通讯层的各个末端由现场总线送入的需求风量信息，计算变风量空调系统所需要的总风量，由变风量空调系统需要的总风量根据运行参数计算空调机组变频器的工作频率，控制空调机组风机的当前送风量与同一通讯层各个末端所需风量匹配；接着主站DDC控制器检测空调机组主送风管送风温度，对空调机组的冷水阀和热水阀进行PID控制，以保证送风温度为设定值。一般情况下，空调机组的送风温度为恒定值，冷(热)水阀门根据设定温度和实际检测温度进行调节，使送风温度恒定。送风温度控制通过在送风管路中设置送风温度传感器，根据送风温度与给定值之差，比例调节冷热水调节阀，使送风温度恒定，当末端达到最大或最小设定风量时仍不能满足室温要求，则调节送风温度来达到室温控制要求；在主站DDC控制器送风温度控制控制方法采用分为过渡季(春天和秋天)和非过渡季两种不同的情况进行处理，对于正常(非过渡季)送风温度控制采用表冷、热器控制其打开的大小(0-10v)比例积分控制得到所需要的温度(由用户通过参数设定的送风温度)，对于过渡季(春天和秋天)采用新风和回风混合的方法控制送风温度，过渡季和非过渡季的判断通过检测送风管两端的温度差异进行判断；基于先进的网络控制技术，检测各区域的VAV末端的运行状况，可对送风温度进行优化(再设定)，但是作为送风温度优化的重要条件是必须综合考虑各空调区域的空调效果。
变风量空调控制系统末端风量控制过程如下：
(1).开启末端温度控制器后，末端温度控制器检测空调房间或空调区域温度，显示在末端温度控制器液晶屏上，末端温度控制器通过2路0-10v输出电路的第一输出端输出控制信号给电机驱动器的输入端，控制风阀驱动器工作打开数字风阀，同时通过2路0-10v输出电路的第二输出端输出控制信号给变频器的第一输入端启动风机按照额定转速运行，根据风机的额定风量，获得此时的实际风量，即为检测风量，此时检测的风量也为末端装置的需求风量，通过现场总线将检测的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器总线收发电路第二输入端，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，通过空调机组侧主站DDC控制器调节新风机频率送出适当的风量。
(2).通过末端温度控制器设定空调房间或空调区域温度，末端温度控制器中温度比较模块对设定温度和检测到的室内温度进行比较，根据设置温度与当前室温的温差及其变化趋势，利用PID整定的温度与风量对应关系获得末端装置需要的风量，同时根据风机转速和额定风量以及数字风阀开度，获得此时的实际风量，即为检测的风量；
(3).末端温度控制器通过现场总线将需要的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，变频调节空调机组送出适当的风量；
(4).根据末端装置需要的风量控制VAV-BOX内的风机的运转速度(通过电机无级平滑地调节转速来改变室内送风口的送风量大小)从而改变一次风流量，直到室内温度接近设定温度为止，随着室内温度接近设定温度，变风量末端VAV-BOX中的风机转为低速运行，此时如需要再调节温度，则通过调节数字风阀的开度实现，接收末端温度控制器的0-10v电压控制信号打开和关闭风阀，电压大于2v打开风阀，在2-10v之间通过比例控制风阀打开的开度，电压小于2v时关闭风阀。
(5).当检测温度与设定温度没有差值时或者两者差值在某一设定阈值之内，则不对变风量末端装置的风机转速和数字风阀的开度进行调节，通过现场总线与变风量空调系统机组侧主站DDC控制器进行联网通信，输入输出到末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器的电压信号均为0-10v。
末端控制过程需要末端温度控制器根据设定温度计算出的实时需求风量和末端温度控制器根据变频风机计算出的实测风量，根据控制区域的负荷变化，末端温度控制器通过调节VAV末端风阀的开度或调节VAV-BOX风机的转速来控制空调区域(房间)的送风量，满足空调区域的温度要求。
Claims (2)
1.一种基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统，包括主站DDC控制器、末端温度控制器、现场总线、末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器，其特征在于：
上述主站DDC控制器由总线收发电路、5路0-10V输出电路、4路0-10V输入电路、电源电路、RS485总线电路、2路开关量输入/输出电路和单片机最小系统电路组成；其中总线收发电路的第一输出端(LO)与单片机最小系统电路第一输入端(MI)相连，总线收发电路的第一输入端(LI)与单片机最小系统电路第一输出端(MO)相连，5路0-10V输出电路的输入端(NI)与单片机最小系统电路的第二输出端(MO2)相连，4路0-10V输入电路的输出端(PO)与单片机最小系统电路的第二输入端(MI2)相连，电源电路的输出端(QO)与单片机最小系统电路的第三输入端(MI3)相连，RS485总线电路的第一输出端(RO)与单片机最小系统电路的第四输入端(MI4)相连，RS485总线电路的第一输入端(RI)与单片机最小系统电路的第四输出端(MO4)相连，2路开关量输入/输出电路的第一输入/输出端(SIO)与单片机最小系统电路的第五输入/输出端(MIO5)相连，2路开关量输入/输出电路的第二输入/输出端(SIO2)与单片机最小系统电路的第六输入/输出端(MIO6)相连；上述总线收发电路的第二输入端(LI2)与第一条现场总线电缆相连，总线收发电路的第二输出端(LO2)与第二条现场总线电缆相连，5路0-10V输出电路第一输出端(NO)与空调机组新风阀控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第二输出端(NO2)与空调机组表冷热器控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第三输出端(NO3)与空调机组新风机频率控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第四输出端(NO4)与空调机组混风阀控制信号输入端相连，5路0-10V输出电路第五输出端(NO5)与空调机组排风阀控制信号输入端相连，4路0-10V输入电路第一输入端(PI)用于与空调机组侧主回风管二氧化碳浓度信号输出端相连，4路0-10V输入电路第二输入端(PI2)用于与空调机组侧主回风管温度传感器信号输出端相连，4路0-10V输入电路第三输入端(PI3)用于与空调机组侧主送风管湿度传感器信号输出端相连，4路0-10V输入电路第四输入端(PI4)用于与空调机组表冷热器控制信号输出端相连，RS485总线电路的第二输入端(RI2)与通讯转接网关的输出端相连，RS485总线电路的第二输出端(RO2)与通讯转接网关的输入端相连，2路开关量输入/输出电路的第三输入/输出端(SIO3)与空调机组侧压差控制信号输入/输出端相连，2路开关量输入/输出电路的第四输入/输出端(SIO4)与空调机组侧加湿器控制信号输入/输出端相连；
上述末端温度控制器由总线接收/回码电路、触摸屏接口电路、2路0-10V电压输出电路、单片机最小系统、LCD背光板电路、蜂鸣器电路、1路0-10V电压输入电路组成；其中总线接收/回码电路的第一输出端(AO)与单片机最小系统电路第一输入端(BI)相连，总线接收/回码电路的第一输入端(AI)与单片机最小系统电路第一输出端(BO)相连，蜂鸣器电路的输入端(CI)与单片机最小系统电路的第二输出端(BO2)相连，LCD背光板电路输入端(DI)与单片机最小系统电路第三输出端(BO3)相连，触摸屏接口电路输入端(EI)与单片机最小系统电路第四输出端(BO4)相连，2路0-10V输出电路的输入端(II)与单片机最小系统电路第五输出端(BO5)相连，1路0-10V电压输入电路输出端与单片机最小系统电路第二输入端(BI2)相连，上述总线收发电路的第二输出端(AO2)与第一条现场总线电缆相连，总线收发电路的第二输入端(AI2)与第二条现场总线电缆相连，2路0-10V输出电路的第一输出端(IO)与风阀驱动器中的电机驱动器第一输入端(HI)相连，2路0-10V输出电路的第二输出端(IO2)与末端VAV-BOX中的变频器第一输入端(ALI)相连，1路0-10V电压输入电路输入端(FI)与末端VAV-BOX中的变频器第一输出端(ALO)相连；
上述末端变风量箱VAV-BOX由变频器、电机模块、风机、电源模块和带出风口的变风量箱体结构组成；其中变频器第二输出端(ALO2)与电机模块输入端(ANI)相连，变频器第二输入端(ALI2)与电机模块输出端(AMO)相连，电机模块输出端(ANO)与风机输入端(AOO)相连；
上述风阀驱动器由三态电源、电机驱动器、电机模块和风阀组成；其中电机驱动器第二输入端(HI2)与三态电源的输出端(KO)相连，电机驱动器输出端(HO)与电机模块的输入端(GI)相连，电机模块的输出端(GO)与风阀的输入端(JI)相连；
2.根据权利要求1所述的基于变频风机和数字风阀调节末端风量的变风量空调控制系统的实现方法，其特征在于包括以下过程：
(1).变风量空调控制系统末端风量控制过程如下：
(a).开启末端温度控制器后，末端温度控制器检测空调房间或空调区域温度，显示在末端温度控制器液晶屏上，末端温度控制器通过2路0-10v输出电路的第一输出端输出控制信号给电机驱动器的输入端，控制风阀驱动器工作打开数字风阀，同时通过2路0-10v输出电路的第二输出端输出控制信号给变频器的第一输入端启动风机按照额定转速运行，根据风机的额定风量，获得此时的实际风量，即为检测风量，此时检测的风量也为末端装置的需求风量，通过现场总线将检测的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器总线收发电路第二输入端，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，通过空调机组侧主站DDC控制器调节新风机频率送出适当的风量；
(b).通过末端温度控制器设定空调房间或空调区域温度，末端温度控制器中温度比较模块对设定温度和检测到的室内温度进行比较，根据设置温度与当前室温的温差及其变化趋势，利用PID整定的温度与风量对应关系获得末端装置需要的风量，同时根据风机转速和额定风量以及数字风阀开度，获得此时的实际风量，即为检测的风量；
(c).末端温度控制器通过现场总线将需要的风量送入变风量空调系统空调机组侧主站DDC控制器，采用总风量法集中处理后得到各末端装置的需求风量，变频调节空调机组送出适当的风量；
(d).根据末端装置需要的风量控制VAV-BOX内的风机的运转速度，通过电机无级平滑地调节转速来改变室内送风口的送风量大小，从而改变一次风流量，直到室内温度接近设定温度为止，随着室内温度接近设定温度，变风量末端VAV-BOX中的风机转为低速运行，此时如需要再调节温度，则通过调节数字风阀的开度实现，接收末端温度控制器的0-10v电压控制信号打开和关闭风阀，电压大于2v打开风阀，在2-10v之间通过比例控制风阀打开的开度，电压小于2v时关闭风阀；
(e).当检测温度与设定温度没有差值时或者两者差值在某一设定阈值之内，则不对变风量末端装置的风机转速和数字风阀的开度进行调节，通过现场总线与变风量空调系统机组侧主站DDC控制器进行联网通信，输入输出到末端变风量箱VAV-BOX和风阀驱动器的电压信号均为0-10v；
(2).变风量空调控制系统主站DDC控制器控制过程如下：
(a).主站DDC控制器接收处于同一通讯层的各个末端由现场总线送入的需求风量信息，计算变风量空调系统所需要的总风量，由变风量空调系统需要的总风量根据运行参数计算空调机组变频器的工作频率，变频调节空调机组风机的当前送风量与同一通讯层中各个末端所需的风量匹配；
(b).主站DDC控制器检测空调机组主送风管送风温度，对空调机组的冷水阀和热水阀进行PID控制，以保证送风温度为设定值，一般情况下，空调机组的送风温度为恒定值，冷热水阀门根据设定温度和实际检测温度进行调节，使送风温度恒定；送风温度控制通过在送风管路中设置送风温度传感器，根据送风温度与给定值之差，比例调节冷热水调节阀，使送风温度恒定；当末端达到最大或最小设定风量时仍不能满足室温要求，则调节送风温度来达到室温控制要求；
(c).主站DDC控制器送风温度控制控制方法分为过渡季和非过渡季两种不同的情况进行处理，过渡季主要指春天和秋天；对于正常送风温度控制采用表冷、热器控制其打开的大小，通过0-10v比例积分控制得到所需要的温度，送风温度由用户通过参数设定，对于过渡季采用新风和回风混合的方法控制送风温度，过渡季和非过渡季的判断通过检测送风管两端的温度差异进行判断。
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