CN107942783A

CN107942783A - 一种变频空调集成监控控制系统

Info

Publication number: CN107942783A
Application number: CN201711117388.3A
Authority: CN
Inventors: 李越峰; 傅功锦; 赵凌峰; 王波
Original assignee: Sichuan Changhong Air Conditioner Co Ltd
Current assignee: Sichuan Changhong Air Conditioner Co Ltd
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2018-04-20

Abstract

本发明涉及空调控制领域,其公开了一种变频空调集成监控控制系统，实现直接获取空调系统内部所有参数，提供对变频空调系统的精确控制。该系统包括：空调单元、通信单元、终端单元，所述空调单元为该控制系统的监控对象，用于提供一个可传输内部参数和可被终端执行控制操作的通信接口，包括：硬件接口和软件接口，其中硬件接口提供可通信的通路，软件接口提供一个可通过终端查询和控制内部参数的定义,并提供可以适用于被查询、记录、分析、控制的对象；所述通信单元用于提供空调单元和终端单元之间的通信连接；所述终端单元用于通过通信单元对空调单元内部参数进行数据查询、记录、分析、处理、和显示，并提供对空调单元的控制功能。

Description

一种变频空调集成监控控制系统

技术领域

本发明涉及空调控制领域,具体涉及一种变频空调集成监控控制系统。

背景技术

我们对空调进行评价需要用到空调各种参数，但参数获取一般是通过外部设备、传感器、简易工装等，如在焓差试验室通过热电偶、铂金电阻、湿球温度等等外部获取，而空调所有控制均通过内部实际传感器获取数据(如盘管温度、环境温度等)，这两种数据源(实验室数据和空调实际数据)实际上有差异，某种情况下可能还有较大差异。

目前制冷行业已全面进入直流变频化，如果在研发、生产、售后过程中仍然采用外部工装测试模式获取参数，会存在以下问题：

1)外部获取参数的工作量大且与空调本身部件获取值有差异，如盘管温度、检测电流等；同时外部加的探头会引入干扰导致异常，如示波器；

2)内部对功能部件控制与外部工装实际操作控制有差异，导致外置和内置参数需要多次确认是否动性能一致，如电子膨胀阀、风机控制等；

3)试验室只能提供部分外部参数变化趋势，无法提供全面参数随时间以及环境参数变化趋势；

4)直流电机参数包括电机物理相关参数，直流驱动的核心运算参数，驱动控制参数这些是无法用外部设备测量的；

5)无法同时实现对系统各项参数获取以及对制冷系统功能部件(压缩机、直流电机、电子膨胀阀等)在线控制。

综上，现有对直流变频空调测控技术存在诸多问题，不能提供完整的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种变频空调集成监控控制系统，实现直接获取空调系统内部所有参数，提供对变频空调系统的精确控制。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种变频空调集成监控控制系统，包括：空调单元、通信单元、终端单元，所述空调单元与通信单元电信号连接，所述通信单元与终端单元电信号连接；

所述空调单元为该控制系统的监控对象，用于提供一个可传输内部参数和可被终端执行控制操作的通信接口，包括：硬件接口和软件接口，其中硬件接口提供可通信的通路，软件接口提供一个可通过终端查询和控制内部参数的定义,并提供可以适用于被查询、记录、分析、控制的对象；

所述通信单元用于提供空调单元和终端单元之间的通信连接；

所述终端单元用于通过通信单元对空调单元内部参数进行数据查询、记录、分析、处理、和显示，并提供对空调单元的控制功能。

作为进一步优化，所述传递的空调单元的内部参数不仅包括温度、电压、电流、频率等常规参数，还包括空调单元中的压缩机参数、风机参数、以及中间过程控制参数、电机D轴电流、Q轴电流、电机的三相电流、反电动势这些参数。

作为进一步优化，所述空调单元和终端单元之间通过有线或无线方式实现通信，所述有线方式包括：RS-485,HOME-BUS；所述无线方式包括：WIFI,红外、ZIGBEE方式。

作为进一步优化，所述空调单元为室外机或室内机，或者为中央空调、多联机空调这些空调系统。

作为进一步优化，所述空调单元内部的多个子单元也有相应的通信接口，以实现空调单元内部所有参数的共享和控制。

作为进一步优化，所述通信单元的电源由终端单元供电或者由空调单元供电，或者采用单独设计电源供电。

作为进一步优化，所述终端单元通过对空调单元的内部参数的控制来发送指令实现对空调单元中具体设备的控制。

作为进一步优化，所述终端单元按协议内容对空调单元的内部参数进行查询，并将查询获得的参数记录在终端单元内部，并对参数按需求进行分析和处理，在终端单元按动态方式、列表方式和/或图像方式等显示，同时，按需求对参数进行修改控制以实现对具体设备的控制。

作为进一步优化，所述终端单元包括线控器、电脑、PAD、或者基于网络服务器，通过手机或浏览器方式进行查询和控制的终端。

作为进一步优化，所述终端单元提供对空调单元的控制功能，具体包括：当进入控制模式后，在终端单元的软件界面中修改相应的参数指令并发送给空调单元。

本发明的有益效果是：通过通信单元直接获取空调系统内部所有参数，并直接控制空调单元中机器的功能部件；通过空调系统内部参数的接收、存储、分析、处理、判断、显示以及对空调的控制实现了空调产业链的整合。大幅提升产品研发试验效率，可以应用于变频器等电控组件和整机FCT(功能检测仪)一致性判定，以及售后服务全面诊断和通用维备件快速解决等方面。

附图说明

图1为本发明中的变频空调集成监控控制系统结构框图；

图2为本发明中的变频空调集成监控控制系统的具体单元结构图；

图3为本发明中的变频空调集成监控控制系统各单元通信示意图。

具体实施方式

本发明基于变频空调控制芯片软件内部参数的集成技术，通过一种新的集成控制系统和通讯协议，实现直接读取芯片内所有参数并直接控制机器的功能部件。

如图1所示，本发明中的变频空调集成监控控制系统，包括：空调单元D1、通信单元D2、终端单元D3，所述空调单元D1与通信单元D2电信号连接，所述通信单元D2与终端单元D3电信号连接；

如图2所示，在具体实现上，所述空调单元为该集成监控控制系统的监控对象，且该单元提供一个可传输内部参数和可被终端执行控制操作的通信接口，包括：硬件接口和软件接口，其中硬件接口提供可通信的通路，软件接口提供一个可通过终端查询和控制内部参数的定义；所述通信单元按通信协议和方法传递MCU的内部参数给终端单元；其内部参数不仅包括温度、电压、电流、频率等常规参数，还包括空调单元中的压缩机参数、风机参数、以及中间过程控制参数电机D轴电流、Q轴电流、电机的三相电流、反电动势等等相应空调单元的内部参数；通信的方法可以为485、WIFI、蓝牙等等多种通信方式；通信的协议其核心在于通信的内容为芯片内部参数；所述终端单元通过通信单元对机器内部参数数据查询、记录、分析、处理、显示和/或控制。

在图2中，空调单元可以由多个设备构成，各个设备之间也有相应的通信接口，从而实现内部参数的传递和共享；空调单元的内部参数可以通过与通信单元对应的通信接口传输给通信单元，通信单元再将参数传递给终端单元；终端单元对参数按需求进行分析和处理或者显示，也可以根据需求对参数进行修改控制，控制指令通过通信单元传递给空调单元，空调单元的MCU接收参数控制指令，控制指令经过控制电路传递给各设备中的被控机构执行。

实施例：

本实施例的空调系统包括依次连接在一起的以下部分：空调单元D1、通信单元D2(包括隔离转接单元、主控通信单元)、终端单元D3；

空调单元使用某品牌1.5P挂机空调一套，空调室内机与室外机的通信协议增加内机的状态、电机参数、控制参数等信息；如以8位数据通信为例,当外机给内机发送的通信(BYTE1，BYTE2，BYTE3，BYTE4……BYTEn-2，BYTEn-1，BYTEn)；其中BYTE1为设备地址，BYTE2为控制指令，BYTE3为数据长度，BYTE4-BYTEn-1为数据，BYTEn为校验；其中在BYTE4-BYTEn-1中增加电机参数控制等数据，如：BYTEn-2为新增风机控制指令(00000001为控制无效、00000010为控制有效)，BYTEn-1为风机控制转速；

空调单元在外机预留与终端单元通信接口(UART通信)，包括了硬件的通信接口和软件的内部参数的读取和修改的相应接口；空调单元未接收到控制指令时，空调单元自主运转，当接收到控制指令后，空调单元将控制权上交终端单元；并按上述条件修改空调单元的相关程序；通信协议为：(地址、控制指令、数据长度、数据、校验)，如以8位数据通信为例(BYTE1，BYTE2，BYTE3，BYTE4……BYTEn-1，BYTEn)，如其中BYTE1为设备地址00000001，BYTE2为控制指令：00000001为查询指令、00000010为控制指令，BYTE3为数据长度，BYTE4-BYTEn-1为数据，BYTEn为校验；

通信隔离转接单元将空调单元和主控通信单元隔离；并为实施例提供UART转换成有线的485通信的电信号，如图3所示；

主控通信单元如采用R7F0C907B2DFP主控芯片，处理通信并转接485为UART再转接为USB连接终端上位机，还提供控制指示灯和蜂鸣器提示等功能；

终端单元采用电脑上位机给通信单元供电并提供监控软件，按通信协议获取数据并通过上位机分析处理查询的内部参数和故障信息并显示在上位机界面中，在控制界面中发出机器的控制指令实现控制功能。

上述系统的操作步骤包括：

S1.确认D2/D3是否正常连接和工作；若否，则检查并确认；若是，则进入下一步；

S2.机器D1上电工作，判断是否有D2/D3正确接入，若否，则机器D1自动运行；若是则进入下一步；

S3.建立工程和机型文件与外机成功建立通信；若否，则机器D1自动运行，D3并提示通信未成功；若是，则进入下一步；

S4.机器D1正常运转,定时按通信协议发送内部参数，并在D3反馈，分析，处理并显示记录；

上述系统的通信步骤包括：

S1.判断是否有控制操作，若否,则进入S2，若是,则进入S3；

S2.D3发送查询指令，若D3在1秒内未收到D1的回复则重发查询指令；进入S2.1；

S2.1.D1判断是否收到查询指令，若是则进入S2.2，若否则进入S2.3；

S2.2.判断校验是否正确，若是则进入S2.4，若否则进入S2.5；

S2.3.D1运行状态不变，不主动向D3回复D1信息,若D3在1秒内未收到D1的回复则重发查询指令；

S2.4.D1向D3回复目前运行和控制状态；并进入S4；

S2.5.D1运行状态不变,向D3回复错误指令；

S3.D3发送控制指令，若D3在1秒内未收到D1的回复则重发查询指令；进入S3.1；

S3.1.D1判断是否收到控制指令，若是则进入S3.2，若否则进入S3.3；

S3.2.判断校验是否正确，若是则进入S3.4，若否则进入S3.5；

S3.3.D1运行状态不变，不主动向D3回复D1信息；若D3在1秒内未收到D1的回复则重发查询指令；

S3.4.D1按控制指令状态运行，并向D3回复目前运行和控制状态；并进入S4；

S3.5.D1运行状态不变,向D3回复错误指令；

S4.判断D3是否收到D1数据，若是则进入S4.1，若否则进入S4.2；

S4.1.判断校验是否正确，若是则进入S4.3，若否则进入S4.4；

S4.2.若D3在1秒内未收到D1的回复则重发查询指令；

S4.3.D3对D1数据进行分析，存储，显示等操作；

S4.4.重发通信指令。

当软件进入控制模式后，在软件界面中修改相应的参数指令并发送给空调单元则可控制频率、外风机风速、内风机风速、膨胀阀开度等；可进行定制实验自动控制如压缩机启停实验，应力应变实验等。

Claims

1.一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，包括：空调单元、通信单元、终端单元，所述空调单元与通信单元电信号连接，所述通信单元与终端单元电信号连接；

2.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述传递的空调单元的内部参数不仅包括温度、电压、电流、频率等常规参数，还包括空调单元中的压缩机参数、风机参数、以及中间过程控制参数、电机D轴电流、Q轴电流、电机的三相电流、反电动势这些参数。

3.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述空调单元和终端单元之间通过有线或无线方式实现通信，所述有线方式包括：RS-485,HOME-BUS；所述无线方式包括：WIFI,红外、ZIGBEE方式。

4.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述空调单元为室外机或室内机，或者为中央空调、多联机空调这些空调系统。

5.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述空调单元内部的多个子单元也有相应的通信接口，以实现空调单元内部所有参数的共享和控制。

6.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述通信单元的电源由终端单元供电或者由空调单元供电，或者采用单独设计电源供电。

7.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述终端单元通过对空调单元的内部参数的控制来发送指令实现对空调单元中具体设备的控制。

8.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述终端单元按协议内容对空调单元的内部参数进行查询，并将查询获得的参数记录在终端单元内部，并对参数按需求进行分析和处理，在终端单元按动态方式、列表方式和/或图像方式等显示，同时，按需求对参数进行修改控制以实现对具体设备的控制。

9.如权利要求1所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述终端单元包括线控器、电脑、PAD、或者基于网络服务器，通过手机或浏览器方式进行查询和控制的终端。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种变频空调集成监控控制系统，其特征在于，所述终端单元提供对空调单元的控制功能，具体包括：当进入控制模式后，在终端单元的软件界面中修改相应的参数指令并发送给空调单元。