CN106440269A - 一种用于机房空调机组群的集中控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机房空调机组群的集中控制系统及方法，包括主控制器、人机界面、分布式温湿度传感单元、及终端控制继电器，机房空调机组群中每台空调负责的区域内对应配置一分布式温湿度传感单元，主控制器含2路RS485通讯电路，第一RS485通讯电路与人机界面连接，第二RS485通讯电路为通讯主机接口，分别与每一分布式温湿度传感单元连接通讯，主控制器的主控制器板上内置有中间继电器，每一中间继电器对应连接一终端控制继电器连接，每一终端控制继电器安装于对应的一空调配电箱内。本发明主控制器整体调度机房内所有空调的启停运行，均衡控制机房温度场，提高整体运行效率，协调控制达到节能目的。

Description

一种用于机房空调机组群的集中控制系统及方法

技术领域

本发明涉及空调调节装置，具体涉及一种用于机房空调机组群的集中控制系统及方法。

背景技术

典型的通讯设备机房中，空调的耗电量达到全部设备耗电的40%以上，是耗电大户。机房空调群是机房节能减排的重点对象。而机房特别是不具备协同控制能力的老旧机房空调群整体运行效率低下而导致得耗电大幅增加，主要表现为：

1. 各空调各自独立运行，而实际区布局负荷不均，导致机房区域冷热不均。总体室内环境温度波动大。

2. 局部风短路导致空调开机后回风温度迅速波动，设备启停频繁。

3. 缺乏整体调度，负荷变化时不能及时调整值班机数量，导致过多的值班机空耗电能。

4.各空调各自独立运行，个体参数差异可能导致空调间内耗（有的加热/湿，有的制冷/除湿），白白消耗大量电能。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的上述问题，目的在于提供一种基于单片计算机及网络通讯技术的嵌入式一体化控制系统，用于对机房空调机组群集中协调控制来达到节能的目的。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述系统对机房空调机组群集中控制的方法。

本发明采用如下技术方案：一种用于机房空调机组群的集中控制系统，包括主控制器、人机界面的主机、分布式温湿度传感单元、及终端控制继电器，机房空调机组群中每台空调负责的区域内对应配置一分布式温湿度传感单元，主控制器为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路，MCU，第一、二RS485通讯电路、继电器输出电路，MCU分别与电源电路、2路RS485通讯电路、继电器输出电路连接，其中，第一RS485通讯电路与人机界面的主机连接，第二 RS485通讯电路为通讯主机接口，分别与每一分布式温湿度传感单元连接通讯，主控制器的主控制器板上内置有继电器，每一继电器的输出电路的另一端与一终端控制继电器连接，每一终端控制继电器安装于机组群中的一空调配电箱内，使用终端控制继电器的常闭触点通过空调的标准远程控制接口控制所对应空调的启停。

进一步的，分布式温湿度传感单元为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路、MCU、 RS485通讯接口、带有８路ＮＴＣ温度传感器输入接口的电路，温湿度传感器芯片，MCU分别与电源电路、RS485通讯接口、带有８路ＮＴＣ温度传感器输入接口的电路、温湿度传感器芯片连接，８路ＮＴＣ温度传感器布设于与其对应的一台空调负责的区域内。

进一步的，人机界面采用带组态功能的工业标准彩色触摸屏人机交互界面单元，通过RS485通讯接口与所述主控制器的第一RS485通讯电路连接。

一种对机房空调机组群集中控制方法，具体包括如下步骤；

1）机房内空调机组群中的每台空调对应1个分布式温湿度传感单元，每一空调负责区域内的不同位置处布设NTC高精度温度传感器，主控制器通过第二RS485通讯口分别与每一分布式温湿度传感单元连接，读取整个机房各分布点的温湿度分布数据；主控制器机房对所有温度点数据平均计算得到整个机房的环境温度场平均值TM，把TM作为控制对象，根据TM与机房环境温度设置值的差来进行PID运算，PID输出值决定空调机房开关机数量的比例。同时对各个空调负责区域内的温度进行比较，温度较高的区域内对应的空调优先开启。

2）主控制器将采集的温湿度数据传输至人机界面，对整个机房的空调设备参数，温度场分布进行综合运算分析将结果显示在人机界面上，操作人员根据显示的结果设置主控制器的控制参数，主控制器板上的不同中间继电器通过控制终端来控制与其对应的终端控制继电器，从而达到整体调度机房空调机组中所有空调的启停运行，均衡控制机房温度场。

本发明的有益效果是：本发明的主控制器通过RS485通讯口连接外部多个温湿度采集单元，采集各台空调对应区域的多点温湿度数据，以得到机房整体温度场数据，控制器根据采集的数据对整个机房的空调设备参数，温度场分布进行综合运算分析，整体调度机房内所有空调的启停运行，均衡控制机房温度场，提高整体运行效率，对机房空调机组群集中协调控制达到节能目的；适用于通讯设备或服务器等机房的空调系统节能改造。本发明的控制器系统可以应用于控制不同厂家/品牌的不同型号空调的操控。本发明使用终端控制继电器的常闭触点通过空调的标准远程控制接口控制所对应空调的启停，当本控制系统掉电或失效时，空调能开机运行，提高了可靠性。

附图说明

图1.本发明一种用于机房空调机组群的集中控制系统的结构示意图；

图2.本发明主控制器的结构示意图；

图3.本发明分布式温湿度传感单元的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于机房空调机组群的集中控制系统包括主控制器、分布式温湿度传感单元、终端控制继电器、人机界面，如图2所示，主控制器为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路、MCU（单片机）、第一、二路RS485通讯电路、继电器输出电路、MCU分别与电源电路、2路RS485通讯电路，继电器输出电路连接。如图3所示，分布式温湿度传感单元为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路、MCU（单片机）、１路RS485通讯电路、带有８路ＮＴＣ温度传感器输入接口的电路，内置高精度的温湿度传感器芯片，MCU分别与电源电路、RS485通讯电路、ＮＴＣ温度传感器输入接口电路，温湿度传感器芯片连接。机房空调机组群中每台空调对应1个温湿度传感单元，通过该温湿度传感单元可在该空调负责的区域内布设8只NTC高精度温度传感器来测量该区域内的温度分布。主控制器第二路 RS485通讯电路为通讯主机接口，用于与分布式温湿度传感单元连接通讯，以读取机房各采用分布点的温湿度数据；主控制器的第一路 RS485通讯电路为通讯从机接口，支持标准ＭＯＢＵＳ－ＲＴＵ协议，人机界面采用带组态功能的工业标准彩色触摸屏人机交互界面单元，通过RS485通讯接口与主控制器的第一RS485通讯电路连接，对主控制器的配置，参数设置，运行状态及数据库查询等操作；主控制器的主控制器板内置多个继电器，每一继电器输出电路的另一端连接一终端控制继电器，每一终端控制继电器安装于一台空调配电箱内，由主控制器的一中间继电器控制，通过空调的标准远程控制接口控制所对应空调的启停。

如图1所示，一种对机房空调机组群集中控制方法，具体包括如下步骤；

1）机房内的空调机组群中具有15台空调，每台空调负责机房内不同的片区，每台空调对应1个分布式温湿度传感单元，每台空调负责区域内的不同位置处布设8个高精度NTC温度传感器，主控制器第二路 RS485通讯电路为通讯主机接口，分别与每一分布式温湿度传感单元连接通讯，读取整个机房各分布点的温湿度分布数据；

2）主控制器采集15个区域中120个点的温湿度数据。主控制器机房对所有温度点数据平均计算得到整个机房的环境温度场平均值TM，把TM作为控制对象，根据TM与机房环境温度设置值的差来进行PID运算，PID输出值决定空调机房开关机数量的比例。同时对各个空调负责区域内的温度进行比较，温度较高的区域内对应的空调优先开启。整个机房的空调设备参数，温度场分布进行综合运算分析结果在人机界面上显示，操作人员根据显示的结果设置主控制器的控制参数，主控制器板内置有１５个继电器，每一继电器输出电路的另一端连接一终端控制继电器，每一终端控制继电器安装于一台空调配电箱内，主控制器的中间继电器通过控制终端来同时控制15个终端控制继电器，15个终端控制继电器通过空调的标准远程控制接口控制空调，从而达到整体调度机房空调机组中15台空调的启停运行，均衡控制机房温度场，提高整体运行效率，达到节能目的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于机房空调机组群的集中控制系统，其特征在于：包括主控制器、人机界面、分布式温湿度传感单元、及终端控制继电器，机房空调机组群中每台空调负责的区域内对应配置一分布式温湿度传感单元，主控制器为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路，MCU，第一、二RS485通讯电路、继电器输出电路，MCU分别与电源电路、2路RS485通讯电路、继电器输出电路连接，其中，第一RS485通讯电路与人机界面的主机连接，第二RS485通讯电路为通讯主机接口，分别与每一分布式温湿度传感单元连接通讯，主控制器的主控制器板上内置有继电器，每一继电器的输出电路的另一端与一终端控制继电器连接，每一终端控制继电器安装于机组群中的一空调配电箱内，用来控制空调的启停。

2.根据权利要求1所述的一种用于机房空调机组群的集中控制系统，其特征在于：分布式温湿度传感单元为基于单片机的嵌入式系统，含电源电路、MCU、 RS485通讯接口、带有８路ＮＴＣ温度传感器输入接口的电路，温湿度传感器芯片，MCU分别与电源电路、RS485通讯接口、带有８路ＮＴＣ温度传感器输入接口的电路、温湿度传感器芯片连接，８路ＮＴＣ温度传感器布设于与其对应的一台空调负责的区域内。

3.根据权利要求1所述的一种用于机房空调机组群的集中控制系统，其特征在于：人机界面采用带组态功能的工业标准彩色触摸屏人机交互界面单元，通过RS485通讯接口与所述主控制器的第一RS485通讯电路连接。

4.一种采用如权利要求1所述的系统对机房空调机组群的集中控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤；

1）机房内空调机组群中的每台空调对应1个分布式温湿度传感单元，每台

空调负责区域内的不同位置处布设NTC高精度温度传感器，主控制器通过第二RS485通讯口分别与每一分布式温湿度传感单元连接，读取整个机房各分布点的温湿度分布数据；

2）主控制器将采集的温湿度数据传输至人机界面，对整个机房的空调设备参数，温度场分布进行综合运算分析将结果显示在人机界面上，操作人员根据显示的结果设置主控制器的控制参数，主控制器板上的不同继电器通过控制终端来控制与其对应的终端控制继电器，从而达到整体调度机房空调机组中所有空调的启停运行，均衡控制机房温度场。