背景技术
三恒系统科技住宅的核心就是恒温、恒湿、恒氧+智能家居控制,实现恒温、恒湿、恒氧的主要手段是辐射空调+中央处理新风+保温隔热措施。其中重点控制系统有以下几种。
混凝土顶棚辐射制冷制热系统,通过预埋在混凝土楼板中的均匀补水管,依靠常温水为冷热媒来进行制冷制热。并通过二次进水调节室内温度到设定温度同时新风机也吹出新风将水管的冷气吹入房间进行降温。简单而言就是无论冬暖夏凉,室内温度都能随时保持在22~24℃,就是用水无需热水器就可以有热水使用,夏天水温20℃,冬天水温28℃,还可自动调节室内温度,安静无噪声且不占用室内空间。
置换新风系统,新风系统不仅能保持空气清新,还能降低室内灰尘,不用开窗同样能感受到清新空气,可以有效过滤PM2.5,同时对新风进行集中加湿除湿。它采用了对流的技术,用新风对流专利技术,通过自主送风和引风,使室内空气实现对流,将室外和室内的空气进行互换。利用特殊设计的专用高压头、大流量鼓风机,实现机械通风换气,以纯物理方式提高室内空气品质,无二次污染,无衍生污染。它有很多的配件组成,比如说有进风口、排风口等等,还有各种过滤的设备,实现净化空气的功能
不足之处:1、市场上没有专门配套于三恒系统的专用控制器,大部分使用的是西门子的S7-1200控制器。2、整个三恒系统各个控制部件位置比较分散,系统调试不方便。3、三恒系统控制方案不成熟。
例如,一般三恒系统上使用的是常规的可编程控制器,较为代表性的是西门子的S7-1200控制器。它是一款紧凑型、模块化的PLC,可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI和网络通信等任务的控制器。主要由CPU模块、信号板、信号模块、通信模块和编程软件组成,各种模块装在标准导轨上。用户可以根据自身需求确定PLC的结构。
但其存在以下不足:
1、扩展方式为外部左右扩展,空间占用大。
2、三恒系统需要使用的资源有4路RTD输入,2路AI,1路AO,12路DIO,3路485,1路以太网,如果使用1200系列将装配多个通信模块和信号模块,还需要额外装配220VAC转24VDC电源,220VAC转12VDC电源,每新增一个模块都会带来额外的外壳和其他成本,成本高。
3、三恒系统控制柜一般安装于天花板上面,模块化的产品安装不方便。
4、三恒系统控制柜一般安装于天花板上面,产品配置不方便。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种可编程智能环境控制器、及三恒控制系统,以解决现有三恒系统控制设备存在的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种可编程智能环境控制器,所述控制器包括:电源模块,设有滤波降压稳压电路,用于电压转换并供电;控制模块,用于数据采集与数据处理;通信模块,提供多路通信接口,以供与用户交互;I/O模块,设有多路通道,用于与现场设备连接。
于本实施例中,所述电源模块提供220VAC转24VDC电源或220VAC转12VDC电源。
于本实施例中,所述通信模块包括:多个RS-485接口,以供遵循Modbus RTU协议实现控制器和从站设备的通信;一或多个以太网接口,以供支持Modbus TCP/IP协议供用户进行程序的下载。
于本实施例中,所述从站设备包括:HMI、显示屏、温控表中任意一种或多种。
于本实施例中,所述I/O模块包括多路RTD通道、AI通道、AO通道及DIO通道。
于本实施例中,与所述I/O模块连接的现场设备包括:进水排水系统、新风系统和制冷制热系统中任意一种或多种。
于本实施例中,所述通信模块包括:蓝牙模块,以供通过用户终端调取或修改运行参数。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种三恒控制系统,所述系统包括:如上所述的可编程智能环境控制器,用于控制温度、湿度、空气含氧量的恒定;现场设备,与所述控制器的I/O模块连接,以供控制器获取环境参数以及对现场设备进行控制;从站设备,与所述控制器的通信模块连接,以供用户通过从站设备进行交互。
综上所述,本申请提供的一种可编程智能环境控制器、及三恒控制系统。具有以下有益效果:
本申请可根据用户需求进行内部模块化组合,并且内部含有220VAC转24VDC电源,220VAC转12VDC电源,空间占用更小,I/O模块140与通信模块130含有标准多路接口,完全满足现有三恒系统需求,与西门子S7-1200相比成本低,仅通过内部配置就可变更需求,本申请一体化设置,使得抗干扰、震动和EMC性能更优化。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想,虽然图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,但其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
在通篇说明书中,当说某部分与另一部分“连接”时,这不仅包括“直接连接”的情形,也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外,当说某种部分“包括”某种构成要素时,只要没有特别相反的记载,则并非将其它构成要素,排除在外,而是意味着可以还包括其它构成要素。
其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的,但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此,以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本申请范围的范围内,可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
如图1所示,展示为本实施例中可编程智能环境控制器的结构示意图。如图所示,所述控制器100包括:电源模块110,控制模块120、通信模块130、I/O模块140。
所述电源模块110设有滤波降压稳压电路,功能是实现电压的转换,以供其他模块正常运行。例如,所述电源模块110提供220VAC转24VDC电源或220VAC转12VDC电源。
所述控制模块120具备高速数据采集、数据处理等功能,优选采用ARM Cortex M4处理器作为主控芯片,具备32位的处理能力,集成常用的嵌入式应用的功能模块,处理速度较高,功耗低,体积小,性价比高,且应用广泛。
所述通信模块130,提供多路通信接口,以供与用户交互。具体地,如所述通信模块130有3个RS-485接口为主从通信,遵循Modbus RTU协议实现控制器100和从站设备(如HMI、大屏和温控表等)的通信;1个以太网接口,支持Modbus TCP/IP协议,实现用户进行程序的下载。
所述I/O模块140,设有多路通道,用于与现场设备连接。具体地,所述I/O模块140包括多路RTD通道、AI通道、AO通道及DIO通道。如所述I/O模块140具有4路RTD通道、2路AI通道、1路AO通道和12路DIO通道,多点数的I/O模块140满足现场设备的控制功能,用于如水泵水阀和风机的控制。与西门子S7-1200相比本申请成本低,即使三恒系统需求变更,也可进行内部配置,无外壳等其他成本的增加。
举例来说,所述现场设备包括进水排水系统、新风系统和制冷制热系统中任意一种或多种,以及还包括如水泵、水阀、风机等。
其中,所述通信模块130包括:蓝牙模块131,以供通过用户终端调取或修改运行参数。其中,所述蓝牙模块131最主要的功能是用户可以在设计的APP上调取产品运行参数也可进行修改。
于一些可实现的实施例中,本申请所述的可编程智能环境控制器100,可将各模块集成化后制成一个外壳材料基于金属铝合金的材料,相比塑料结构更加坚固耐用,导电性能更好,也具有良好的抗氧化、抗腐蚀的保护作用,对内部电子线路板产生一定电磁屏蔽保护效果。另外,本申请将RTD输入、AI输入、AO输出部分与24V电源隔离,这样带来的好处是:产品的抗干扰能力更强,适应环境能力更强。
于一些实施例中,本申请提供支持5种编程语言,满足灵活的编程应用需求。控制工艺和算法通过上位机编程环境编程实现,方便用户专注在应用程序的实现。
如图2展示为可编程智能环境控制器100的面板结构示意图。其中,对应电源模块110对应包括电源输入部分111以及电源输出部分112,电源输入部分111用于接入220V DC,电源输出部分112用于输出12V DC或24V DC电压。
对应通信模块130包括蓝牙模块、串口通信部分132、网络通信部分133、及通信指示灯134,通过OLED显示屏显示无线蓝牙连接的状态,以及通过蓝牙连接所获取的数据;串口通信部分132的接口类型包括3PIN可插拔弹簧端子(RS-485接口),接口数量为3个(COM1-COM3),通信协议遵循Modbus RTU协议;网络通信部分133可支持Modbus TCP/IP协议供用户进行程序的下载,通信指示灯134用于指示运行状态、故障状态、及COM1-COM3的工作状态。
对应I/O模块140包括AIO部分141、DIO部分142、I/O指示灯143,AIO部分141可分别作为RTD通道、AI通道、AO通道使用,支持内部配置;DIO部分142最大可作为12路DIO通道,可支持内部配置;I/O指示灯143用于指示一排12路DIO通道的工作状态。
综上所述,本申请可根据用户需求进行内部模块化组合,并且内部含有220VAC转24VDC电源,220VAC转12VDC电源,空间占用更小,I/O模块140与通信模块130含有标准多路接口,完全满足现有三恒系统需求,与西门子S7-1200相比成本低,仅通过内部配置就可变更需求,本申请一体化设置,使得抗干扰、震动和EMC性能更优化。
如图3所示,展示为本申请于一实施例中三恒控制系统的结构示意图。如图所示,所述系统包括:如图1所示的可编程智能环境控制器100,用于控制温度、湿度、空气含氧量的恒定;现场设备200,与所述控制器100的I/O模块140连接,以供控制器100获取环境参数以及对现场设备进行控制;从站设备300,与所述控制器100的通信模块130连接,以供用户通过从站设备进行交互。
优选地,所述现场设备200包括:进水排水系统、新风系统和制冷制热系统中任意一种或多种。所述从站设备300包括HMI、大屏和温控表等。
三恒系统实现的核心就是智能化的可编程智能环境控制器100,如图4为三恒控制系统应用的场景示意图。它不仅可以通过模拟数字量模块获取住宅实时的温度湿度进而控制水流量比例调节阀、循环水泵和风机达到调节温湿度的效果。还可以通过串口通信将数据可视化,其中可设置大屏作为从站观察各项参数,HMI作为从站观察或设置参数及以太网实现用户的自主编程,可以在定制的用户终端400,如图5所述,手机APP上连接蓝牙通过手机APP设置界面,能观察现场设备实时状况,修改应用参数,具有实用意义。
本申请系统可应用于环保智能建筑中。通过现场设备的输入输出和控制器100进行数据的交换,从而达到控制现场设备的目的,进而营造出绿色、舒适的居住环境。并利用RS-485的串口通信和以太网的网络通信实现设备之间的通信。各种设备通过不同形式连接至可编程控制器100网络后形成的具有完整的控制功能的系统即为智能三恒控制系统。该系统真正的实现了绿色居住环境。
本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中包含通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。