CN106406251A - 一种空调控制系统、集控转接盒和集中控制通讯转接方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供一种集控转接盒，包括：壳体、设置在所述壳体上的电源接口和通信接口、以及设置在壳体内的中央控制单元；其中，所述中央控制单元包括：模块机通讯模块和集控通讯模块；所述通信接口包括：模块机通讯接口和集控通讯接口；所述模块机通讯接口用于与线控器相连，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；所述集控通讯接口用于与上位机相连，所述上位机用于控制若干个不同系列的所述模块机组。此外，本文还提供一种空调控制系统和集中控制通讯转接方法。
Description
技术领域
本发明属于空调控制领域，尤其涉及一种空调控制系统、集控转接盒和集中控制通讯转接方法。
背景技术
目前，风冷模块机以其高效节能、功能全面、美观通用、性价比高等优点得到广泛应用，但风冷模块机单机容量比螺杆机组和离心式机组小，为了满足工程制冷/制热能力需求，通常将模块机的单系统扩展到两系统、四系统、六系统等更多系统，使系统结构复杂，体积庞大，且机组容量扩展不便，节能效果差。另外，工程上也通常将多个模块机以手拉手的通讯方式扩展成一个机组，但目前最多可扩展成由16个模块子机组成的机组，且机组与机组之间是相互独立的，不能将不同机组的所有通讯数据、运行状态及故障信息实现集中监测和控制；对于市场上一些老模块机型，其控制系统上没有预留的MODBUS接口，实现新老模块机型多机组组合的集中控制相对困难，不同系列机组组合运行兼容性差。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中存在新老模块机型多机组组合的集中控制相对困难，不同系列机组组合运行兼容性差的问题，本发明的目的是提出一种集控转接盒。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
在一些可选的实施例中，所述集控转接盒，包括：
壳体、设置在所述壳体上的电源接口和通信接口、以及设置在壳体内的中央控制单元；其中，所述中央控制单元包括：模块机通讯模块和集控通讯模块；所述通信接口包括：模块机通讯接口和集控通讯接口；所述模块机通讯接口用于与线控器相连，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；所述集控通讯接口用于与上位机相连，所述上位机用于控制若干个不同系列的所述模块机组。
本发明另一个目的是提供一种空调控制系统；
在一些可选的实施例中，所述空调控制系统，包括：
不同系列的多个模块机组，所述模块机组采用主从通讯方式，包括一台主机和若干台从机；
对应于各所述模块机组的线控器，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；和，
用于控制所述多个模块机组的上位机；
其特征在于，所述系统还包括：
对应于各所述模块机组的集控转接盒，所述集控转接盒为权利要求1至6中任一项所述的集控转接盒，所述集控转接盒位于所述上位机和其所对应的模块机组的线控器之间。
本发明还提供一种集中控制通讯转接方法；
在一些可选的实施例中，所述集中控制通讯转接方法，应用于上述实施例中的集控转接盒，所述方法包括：
若接收到上位机发送的用于控制模块机组的控制命令，所述控制命令的数据格式采用的是Modbus总线协议，则：
对所述控制命令进行解码，提取所述控制命令中的控制数据；
根据所述模块机组的协议将所述控制数据进行封装，转发给与所述模块机组相连的线控器，以使所述线控器将该控制数据发送给所述模块机组的主机；
若接收到所述线控器发送的所述模块机组的运行状态或故障信息，则：
根据所述Modbus总线协议和通讯地址表，将所述运行状态或故障信息进行封装并发送给所述上位机；
所述通讯地址表的预设的，用于定义同一模块机组内各模块机的数据；所述通讯地址表包括：Modbus地址、数据名称、数据类型、访问规则和功能代码；其中，所述数据类型包括：模拟量、数字量和故障信息。
采用上述实施例，可达到以下效果：
1、实现多机组组合集中控制；采用Modbus通讯总线与集中控制器通信，在线监测多机组的通讯数据、运行状态及故障信息。
2、兼容性好：能够将不同系列的多模块机组(比如C系列、D系列和Y系列)实现集中控制；
3、抗干扰性强：集中转接盒内部采用光电耦合式隔离型通讯电路设计，对外界有较好的隔离作用，且可以实现远距离传输。
为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例的集控转接盒功能接口定义示意图；
图2示出了本发明实施例的相同或不同系列模块机组集控拓扑结构示意图；
图3示出了本发明实施例的集控转接盒RS485通讯模块原理图；
图4示出了本发明实施例的空调系统中集控转接盒、线控器、模块机组主机与上位机连接线路示意图；
图5示出了本发明实施例的一种集中控制通讯转接方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
图1示出了本发明实施例的集控转接盒(集中控制通讯转接盒)功能接口定义示意图；图2示出了本发明实施例的相同或不同系列模块机组集控拓扑结构示意图；图3示出了本发明实施例的集控转接盒RS485通讯模块原理图；图4示出了本发明实施例的空调系统中集控转接盒、线控器、模块机组主机与上位机连接线路示意图；下面根据图1-图4，对集控转接盒进行说明；
如图1所示，所述集控转接盒，包括：壳体、设置在所述壳体上的电源接口和通信接口、以及设置在壳体内的中央控制单元；其中，所述中央控制单元包括：模块机通讯模块和集控通讯模块；所述通信接口包括：模块机通讯接口和集控通讯接口；
所述模块机通讯接口用于与线控器相连，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；所述集控通讯接口用于与上位机相连，所述上位机用于控制若干个不同系列的所述模块机组；根据图2可知，模块机通讯端口A1、B1与控制器A1、B1通讯连接，集控通讯A2、B2端与上位机通讯A2、B2端连接；
其中，一个模块机组由多个子模块机组成，每个子模块机都是独立完整的制冷/制热系统，制冷量和冷媒类型可以不同；每个模块机组及机组下的各个子机是独立运行的，其中任意一个子机故障时不影响其他模块机运行；每个模块机组都要设置一个主机(模块机0)，且主机与线控器通讯连接，线控器与所述集控转接盒通讯连接；
可选的，所述中央控制单元还包括：电源指示模块、运行指示模块、故障指示模块；如图2所示，所述通信接口还包括：用于接外部设备的信号输出接口和信号输入接口；
进一步的，所述信号输出接口用于将信号输出给所述外部设备，包括：
运行信号输出接口、水泵启动信号输出接口和故障信号输出接口；
和/或，
所述信号输入接口用于接收所述外部设备(如水泵、空调外机等)输入的信号，包括：
允许信号输入接口、开关信号输入接口、模式信号输入接口和报警信号输入接口；
和/或，
所述集控转接盒，还包括：
故障指示灯、运行指示灯和/或电源指示灯；
其中，电源指示模块用于根据集控转接盒是否上电决定是否亮起电源指示灯，所述运行指示模块根据线控器反馈的模块机组中各子机的运行状态，例如若全部正常运行，则指示所述运行指示灯亮，或通过所述运行信号输出接口将指示信号输出给外部设备(如外接的运行指示灯)，以使其作出相应的反应(亮起)；此外，集控转接盒还可通过信号输入接口外接如水泵、外机等外部设备，例如若外接水泵，则当监控到水泵开启后，通过所述水泵启动信号输出接口将该信号输出给外部设备(如水泵启动指示灯)，以使其亮起提示用户水泵开启；所述故障指示模块用于当任一个模块机报故障时，将故障信号输出给所述故障指示灯和/或故障信号输出接口，所述故障信号输出接口可外接蜂鸣灯或警报器，以作出警报告知用户出现故障；
例如：上电待机状态时电源指示红灯亮，BA输出信号4、5，6、7和8、9全部断路；水泵开启时，BA输出信号8、9间电阻为0，短路；当有压机开启时，BA输出信号6、7间电阻为0，短路，同时运行指示绿灯亮；模块机组中任意一个模块机报故障时，BA输出信号4、5间电阻为0，短路，同时故障灯黄色闪烁；
BA输入信号10、11、12、13、14和15，分别是允许信号输入接口、开关信号输入接口、模式信号输入接口和报警信号输入接口；其中，BA允许信号(开路取消BA开关控制，短路允许BA开关控制)；BA开关信号(开路停机，短路开机)；BA模式选择信号(开路制冷，短路制热)；BA外部报警信号(开路正常，短路报警)；此外，所述中央控制单元可根据上述输入接口反馈的信号执行相应的控制程序，例如：当接收到外接水泵发送的报警信号后，可以将水泵出现报警的情况反馈给上位机，或者，通过信号输出接口(如故障信号输出接口)发送给警报器进行报警；当接收到外接的空调外机发送的模式信号(如制冷)，则将模式信号反馈给所述上位机；需要注意的是，上述接口只是举例，信号输出接口和信号输入接口可根据用户需要进行设置；
其中，每组信号输入接口都有强电和弱电两种输入方式，常态为开路，任何一种输入为短路时，认为该输入信号闭合；所述信号输出接口为干触点输出，也可以将一端和火线连接，成为强电输出；
可选的，如图4所示，所述集控转接盒，还包括：
设置在所述壳体上的用于设置所述集控转接盒的设备地址的拨码区域，所述拨码区域包括8位拨码开关；
可选的，所述集控转接盒采用RS-485通信电路，并与所述上位机根据Modbus总线协议(Modbus-RTU)进行通信；
如图2所示，上位机可以带32个模块机组，每个模块机组对应一个线控器和集控转接盒，所述集控转接盒的设备地址可以由4～8位拨码开关的设置，其中设备地址＝1+(DIP4到DIP8组成的二进制数)，全OFF时设置为1号地址，全ON时设置为32号地址；
如下表1，SW1拨码；集控转接盒地址由4-8位设定1-32；ON为1，OFF为0；8位为低位，1位为高位，拨码1、2、3位待定；
表1 SW1拨码
| 地址 | DIP4 | DIP5 | DIP6 | DIP7 | DIP8 |
| 1 | OFF | OFF | OFF | OFF | OFF |
| 2 | OFF | OFF | OFF | OFF | ON |
| 3 | OFF | OFF | OFF | ON | OFF |
| 4 | OFF | OFF | OFF | ON | ON |
| 5 | OFF | OFF | ON | OFF | OFF |
| 6 | OFF | OFF | ON | OFF | ON |
进一步的，如图3所示，所述RS-485通信电路采用UDP78F1164单片机外接SN65LBC184D芯片；
其中，在所述RS-485通信电路的总线与所述单片机系统上还设有光耦电路，并选择合理光耦电路参数使之处在最佳工作状态，以提高整机的抗干扰性性能；和/或，在所述RS-485通信电路的始末两端分别设置一个120Ω的电阻R62，减少线路上传输信号的反射；和/或，为了避免在模块机组集中控制通讯过程中子模块机硬件出现故障时影响总线通讯质量，在所述SN65LBC184D芯片的485信号输出端串联两个20Ω的电阻R60和R64；和/或，在所述总线传输端设置稳压二极管D10、D12组成的吸收回路，起到对总线传输端的保护作用；
通过上述实施例中所述的集控转接盒可以监视各模块机组的状态信息，设定机组相关运行参数，实现多机组通讯和在线监测；应用本发明的技术方案，根据制冷/制热能力需求，调整多模块机组的运行数量，能够方便的实现相同或不同系列机组的容量扩展，实时监控任何一个机组下任意一个子模块机的所有通讯数据、运行状态及故障信息，达到较好的监控效果。
图2和图4示出了一种空调控制系统，所述系统包括：
不同系列的多个模块机组，所述模块机组采用主从通讯方式，包括一台主机和若干台从机；
对应于各所述模块机组的线控器，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；和，
用于控制所述多个模块机组的上位机；
所述系统，还包括：
对应于各所述模块机组的集控转接盒，所述集控转接盒为上述实施例中所述的集控转接盒，所述集控转接盒位于所述上位机和其所对应的模块机组的线控器之间；
进一步的，所述系统是RS-485通信系统，所述集中控制器通讯转接盒与所述上位机采用Modbus总线协议进行通信。
图5示出了本发明实施例的一种集中控制通讯转接方法的流程示意图；如图5所示，所述方法，包括：
步骤S501，若接收到上位机发送的用于控制模块机组的控制命令，所述控制命令的数据格式采用的是Modbus总线协议，则：
步骤S502，对所述控制命令进行解码，提取所述控制命令中的控制数据；
步骤S503，根据所述模块机组的协议将所述控制数据进行封装，转发给与所述模块机组相连的线控器，以使所述线控器将该控制数据发送给所述模块机组的主机；
步骤S504，若接收到所述线控器发送的所述模块机组的运行状态或故障信息，则：
步骤S505，根据所述Modbus总线协议和通讯地址表，将所述运行状态或故障信息进行封装并发送给所述上位机；
所述通讯地址表的预设的，用于定义同一模块机组内各模块机的数据；所述通讯地址表包括：Modbus地址、数据名称、数据类型、访问规则和功能代码；其中，所述数据类型包括：模拟量、数字量和故障信息；
在表2所示的实施例中，通过Modbus通讯地址用来定义同一机组内各模块机的数据，每个模块机组中16个模块机数据地址设置定义如下，模块机1的地址定义比模块机0的地址高1000，地址低位定义相同；
地址01001――01400 模块机0(主机)的数据地址；
地址02001――02400 模块机1的数据地址；
……
地址16001――16400 模块机15的数据地址；
数据类型包括模拟量、数字量和故障信息。模拟量包含温度、压力、电流和系统开度，数字量包含过载保护点、压力保护点、联动控制点、流量开关量和开关机。功能码1表示读取一组开关量输出的状态，功能码2表示读取一组开关量输入的状态，功能码4表示读取一组模拟量输入的状态，功能码6表示设置某个模拟量输出的状态，功能码10表示设置一组模拟量输出的状态；
表2 Modbus通讯地址表
在表3所示的实施例中，Modbus通讯每帧数据传输格式包括设备地址、功能代码、数据和CRC校验。其中，设备地址为集控盒地址，地址范围1～32；功能代码代表读或者写功能，数据表示读写功能中的通讯数据，CRC校验表示每帧数据错误校验方式；
表3 Modbus通讯每帧数据传输格式
| 设备地址 | 功能代码 | 数据 | CRC校验低字节 | CRC校验高字节 |
| 1字节 | 1字节 | N字节 | 1字节 | 1字节 |
可选的，在接收到所述线控器发送的所述模块机组的运行状态或故障信息后，还包括：
根据所述运行状态或故障信息，启动相应指示灯；所述指示灯包括：故障指示灯和运行指示灯；和/或，
根据所述运行状态或故障信息，通过信号输出接口将指示信号发送给相应的外部设备，以使所述外部设备对所述运行状态或故障信息作出响应；
可选的，还包括：
接收外部设备(所述外部设备是指外接的一类设备，不能理解为与上述过程中的外部设备为同一设备)发送的输入信号，并将所述输入信号反馈至所述上位机；
进一步的，在接收外部设备发送的输入信号后，还包括：
根据所述输入信号，判断是否需要根据该信号控制其它的外部设备；若需要，则通过信号输出接口进行控制。
综上所述，采用本发明所述的集控转接盒、空调控制系统和控制方法，可使得：
1、实现多机组组合集中控制；采用Modbus通讯总线与集中控制器通信，在线监测多机组的通讯数据、运行状态及故障信息。
2、兼容性好：能够将不同系列的多模块机组(比如C系列、D系列和Y系列)实现集中控制；
3、抗干扰性强：集中转接盒内部采用光电耦合式隔离型通讯电路设计，对外界有较好的隔离作用，且可以实现远距离传输。
本领域技术人员还应当理解，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集控转接盒，其特征在于，包括：壳体、设置在所述壳体上的电源接口和通信接口、以及设置在壳体内的中央控制单元；其中，所述中央控制单元包括：模块机通讯模块和集控通讯模块；所述通信接口包括：模块机通讯接口和集控通讯接口；所述模块机通讯接口用于与线控器相连，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；所述集控通讯接口用于与上位机相连，所述上位机用于控制若干个不同系列的所述模块机组。
2.如权利要求1所述的集控转接盒，其特征在于，所述中央控制单元还包括：电源指示模块、运行指示模块、故障指示模块；所述通信接口还包括：用于接外部设备的信号输出接口和信号输入接口。
3.如权利要求2所述的集控转接盒，其特征在于，还包括：
设置在所述壳体上的用于设置所述集控转接盒的设备地址的拨码区域，所述拨码区域包括8位拨码开关。
4.如权利要求3所述的集控转接盒，其特征在于，所述信号输出接口用于将信号输出给所述外部设备，包括：
运行信号输出接口、水泵启动信号输出接口和故障信号输出接口；
和/或，
所述信号输入接口用于接收所述外部设备输入的信号，包括：
允许信号输入接口、开关信号输入接口、模式信号输入接口和报警信号输入接口；
和/或，
所述集控转接盒，还包括：
故障指示灯、运行指示灯和/或电源指示灯。
5.如权利要求1-4中任一项所述的集控转接盒，其特征在于，所述集控转接盒采用RS-485通信电路，并与所述上位机根据Modbus总线协议进行通信。
6.如权利要求5所述的集控转接盒，其特征在于，所述RS-485通信电路采用UDP78F1164单片机外接SN65LBC184D芯片；其中，
在所述RS-485通信电路的总线与所述单片机系统上还设有光耦电路；和/或，在所述RS-485通信电路的始末两端分别设置电阻R62；和/或，在所述SN65LBC184D芯片的485信号输出端串联电阻R60和R64；和/或，在所述总线传输端设置稳压二极管D10、D12。
7.一种空调控制系统，包括：
不同系列的多个模块机组，所述模块机组采用主从通讯方式，包括一台主机和若干台从机；
对应于各所述模块机组的线控器，所述线控器与其对应的所述模块机组的主机相连；和，
用于控制所述多个模块机组的上位机；
其特征在于，所述系统还包括：
对应于各所述模块机组的集控转接盒，所述集控转接盒为权利要求1至6中任一项所述的集控转接盒，所述集控转接盒位于所述上位机和其所对应的模块机组的线控器之间。
8.如权利要求7所述的中央空调控制系统，其特征在于，所述系统是RS-485通信系统，所述集中控制器通讯转接盒与所述上位机采用Modbus总线协议进行通信。
9.一种集中控制通讯转接方法，应用于权利要求1至6中任一项所述的集控转接盒，其特征在于，包括：
若接收到上位机发送的用于控制模块机组的控制命令，所述控制命令的数据格式采用的是Modbus总线协议，则：
对所述控制命令进行解码，提取所述控制命令中的控制数据；
根据所述模块机组的协议将所述控制数据进行封装，转发给与所述模块机组相连的线控器，以使所述线控器将该控制数据发送给所述模块机组的主机；
若接收到所述线控器发送的所述模块机组的运行状态或故障信息，则：
根据所述Modbus总线协议和通讯地址表，将所述运行状态或故障信息进行封装并发送给所述上位机；
所述通讯地址表是预设的，用于定义同一模块机组内各模块机的数据；所述通讯地址表包括：Modbus地址、数据名称、数据类型、访问规则和功能代码；其中，所述数据类型包括：模拟量、数字量和故障信息。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在接收到所述线控器发送的所述模块机组的运行状态或故障信息后，还包括：
根据所述运行状态或故障信息，启动相应指示灯；所述指示灯包括：故障指示灯和运行指示灯；和/或，
根据所述运行状态或故障信息，将指示信号发送给相应的外部设备，以使所述外部设备对所述运行状态或故障信息作出响应。
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