CN1216259C

CN1216259C - 电子膨胀阀控制器

Info

Publication number: CN1216259C
Application number: CN 03131565
Authority: CN
Inventors: 梁彩华; 张小松
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: CN1453531A

Abstract

电子膨胀阀控制器涉及一种制冷系统中电子膨胀阀控制装置，由控制电路和驱动电路所组成，该控制器还设有采样模块4、通讯模块6、键盘显示模块5、故障指示模块8，其中控制电路中的主控单元1分别与存储模块2、驱动模块3、采样模块、键盘显示模块、通讯模块、电源模块7、故障指示模块8相连接，采样模块的输入端分别接温度传感器41和压力传感器42，驱动模块的输出端直接接电子膨胀阀31。本发明具有按键显示功能，通过设定不同的电子膨胀阀控制参数可以满足制冷空调系统变化，使电子膨胀阀控制器适合于各种场合、机型，同时本发明通过各种传感器对制冷空调系统进行检测具有系统故障智能诊断功能，并通过故障指示模块加以指示。

Description

电子膨胀阀控制器

一、技术领域：

本发明涉及一种制冷系统中电子膨胀阀控制装置。属于制冷设备电控装置的

技术领域。

二、背景技术：

现有制冷空调系统中的节流装置——热力膨胀阀是独立于原有制冷空调控制系统，单独作用于制冷系统，只是对原有控制系统被动的、机械式的反应，存在着调节范围小、精度低、滞后大等缺点，已成为制冷系统充分节能优化运行的瓶颈。电子膨胀阀技术是一门取代原有制冷系统中热力膨胀阀的较先进技术，其技术核心为电子膨胀阀控制装置。现有电子膨胀阀控制装置是以固定的程序单独对电子膨胀阀进行控制。在使用过程中因系统变化而不能对系统控制参数进行修改，只适合特定制冷空调系统，使用很不灵活。同时独立于制冷空调原有控制系统，使电子膨胀阀的作用不能充分发挥。

三、发明内容：

1、技术问题

为弥补现有制冷系统中热力膨胀阀的不足，本发明提供一种具有按键显示功能、系统故障智能诊断功能、通讯功能的电子膨胀阀控制器。

2、技术方案

本发明的电子膨胀阀控制器，由控制电路和驱动电路所组成，其特征在于该控制器还设有采样模块、通讯模块、键盘显示模块、故障指示模块，其中控制电路中的主控单元分别与存储模块、驱动模块、采样模块、键盘显示模块、通讯模块、电源模块相连接，采样模块的输入端分别接温度传感器和压力传感器，驱动模块的输出端直接接电子膨胀阀。

主控单元中的单片控制器的“P00～P07”端分别接存储模块中的程序存储器和锁存器的“D0～D7”端；单片控制器的“P10～P13”端接驱动模块中的步进式电动机控制芯片的“17、18、10、20”脚；单片控制器的“P1.4、P1.5、P1.6”端接故障指示模块中的三个发光二极管；单片控制器的“P5.0、P5.1”端接采样模块中电压跟随器的“ 1、2、6、7”脚；单片机控制器的“P4.0～P4.7”端接键盘显示模块中缓冲器的“11～18”脚；单片控制器的“P3.0、P3.1”端接通讯模块中发射芯片的“9、10”脚。

本发明的工作过程为，由温度传感器，压力传感器采集蒸发器出口的温度，压力信号并将其转换为4到20毫安电流信号，经过一个标准电阻转换为1到5伏的电压信号输入给CPU内置的ADC，由模拟信号转换为数字信号传给CPU。最后转化为蒸发器出口的过热度信号，经过CPU执行存储模块中程序，进行一系列运算和转化，最后得出电子膨胀阀的开度大小。这时控制器发出控制指令给驱动模块，将电子膨胀阀打开到所需位置。同时采样、运算、控制过程中的各参数可以由键盘显示模块进行直观显示和设定。以判断工作是否正常和对不同参数进行调整。通过通讯模块可以使控制器与PC机乃至局域网因特网相连接，进行网络控制和监视。当系统发生故障时，通过故障指示模块中LED的不同指示可以判断系统故障的部位，为系统故障诊断提供便利。

3、有益效果

本发明的优点是：具有按键显示功能，通过设定不同的电子膨胀阀控制参数可以满足制冷空调系统变化。使电子膨胀阀控制器适合于各种场合、机型。同时本发明通过各种传感器对制冷空调系统进行检测具有系统故障智能诊断功能，并通过故障指示模块加以指示。本发明具有通讯功能，通过通讯模块可与PC机乃至局域网、因特网相连接。可以通过网络对制冷空调系统进行控制和监视，使制冷空调系统实现信息化、网络化。

四、附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路框图。其中有主控单元1、存储模块2、驱动模块3、电子膨胀阀31、采样模块4、温度传感器41、压力传感器42、键盘显示模块5、通讯模块6、电源模块7、故障指示模块8。

图2是本发明的电路原理图。

五、具体实施方式：

本发明的电子膨胀阀控制器，由控制电路和驱动电路所组成，其中该控制器还设有采样模块4、通讯模块6、键盘显示模块5、故障指示模块8，其中控制电路中的主控单元1分别与存储模块2、驱动模块3、采样模块4、键盘显示模块5、通讯模块6、电源模块7、故障指示模块8相连接，采样模块4的输入端分别接温度传感器41和压力传感器42，驱动模块3的输出端直接接电子膨胀阀31。

本发明电路中的主要器件如下：

驱动模块3中的驱动芯片U1：L298A，是一种高压，大电流双全桥式驱动器，其功能是驱动电感负载(此地为步进式电动机)。

U2：L297，是一种步进式电动机控制集成芯片，其功能是在接受时钟，方向和模式输入信号条件下，与桥式驱动器L298A相连使用可构成对步进式电动机的驱动。

存储模块2中的存储器U3：27C64，是一种程序存储器，功能是可以存储控制所必需的程序。

锁存器芯片U4：74LS373，是一种地址锁存器芯片，其功能是通过锁存信号可以将地址信号从地址/数据总线中分离开来。

主控单元1中的单片控制器CPU U5：80C552，是一种51系列的单片机控制芯片，其功能为执行各种预定的程序。

通讯模块6中的发送接收芯片U6：MAX232，是一种低功耗、单电源双RS232发送接收芯片，可以使单片机与PC机进行通讯。

键盘显示模块5中的缓冲器U7：74LS245，对信号起缓冲隔离作用。

采样模块4中的电压跟随器U8：TL072，在此功能为起电压跟随器作用。

参考电压芯片U9：REF02，为系统ADC提供5伏的精密参考电压。

电源模块7中的电源芯片U10：7805，可进行DC-DC转换，为系统提供5伏工作电源。

主控单元1中的单片控制器U5的“P00～P07”端分别接存储模块2中的程序存储器U3和锁存器U4的“D0～D7”端；单片控制器U5的“P10～P13”端接驱动模块中的步进式电机控制芯片U2的“17、18、10、20”脚；单片控制器U5的“P1.4、P1.5、P1.6”端接故障指示模块8中的三个发光二极管LED；单片控制器U5的“P5.0、P5.1”端接采样模块4中电压跟随器U8的“1、2、6、7”脚；单片机控制器U5的“P4.0～P4.7”端接键盘显示模块5中缓冲器U7的“11～18”脚；单片控制器U5的“P3.0、P3.1”端接通讯模块6中发射芯片(U6)的“9、10”脚。

本发明所采用的技术方案：控制器包含主控单元，存储单元，驱动模块，采样模块，键盘显示模块，通讯模块，电源模块，故障指示模块。主控单元为单片控制器CPU，其内置模拟数字转换器。存储单元由锁存器、EPROM芯片组成，通过输入输出口与CPU相连，EPROM中存储着控制程序。在控制过程中CPU对EPROM进行读操作，以执行预定控制程序。驱动模块通过输入输出口与CPU连接，接收来自CPU的控制信号并对电子膨胀阀进行控制，驱动模块由步进式电动机控制集成芯片和双全桥式驱动芯片连接而成。采样模块，由外接的温度传感器、压力传感器采集蒸发器出口的温度和压力信号，将其转换为电流信号经过标准电阻后转换为电压信号，与CPU内置的模拟数字转换器的输入口连接。键盘显示模块由LED、按键、显示驱动芯片组成。经过缓冲芯片与CPU相连，可对控制过程中的各参数进行显示和设定。通讯模块与CPU的异步通讯串行接口相连，以串行方式与上位机，局域网、Internet进行网络通讯，实现网络控制。电源模块采用外接24伏直流电源供电，一路直接供给驱动器，一路经过DC-DC转换为5伏电压，作为系统工作电源。故障指示模块由LED组成，与CPU的输入输出口相连，通过LED的不同显示来指示系统的故障部位。

Claims

1、一种电子膨胀阀控制器，由控制电路和驱动电路所组成，其特征在于该控制器还设有采样模块(4)、通讯模块(6)、键盘显示模块(5)、故障指示模块(8)，其中控制电路中的主控单元(1)分别与存储模块(2)、驱动模块(3)、采样模块(4)、键盘显示模块(5)、通讯模块(6)、电源模块(7)、故障指示模块(8)相连接，采样模块(4)的输入端分别接温度传感器(41)和压力传感器(42)，驱动模块(3)的输出端直接接电子膨胀阀(31)。

2、根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制器，其特征在于主控单元(1)中的单片控制器(U5)的“P00～P07”端分别接存储模块(2)中的程序存储器(U3)和锁存器(U4)的“D0～D7”端；单片控制器(U5)的“P10～P13”端接驱动模块中的步进式电机控制芯片(U2)的“ 17、18、10、20”脚；单片控制器(U5)的“P1.4、P1.5、P1.6”端接故障指示模块(8)中的三个发光二极管(LED)；单片控制器(U5)的“P5.0、P5.1”端接采样模块(4)中电压跟随器(U8)的“1、2、6、7”脚；单片控制器(U5)的“P4.0～P4.7”端接键盘显示模块(5)中缓冲器(U7)的“11～18”脚；单片控制器(U5)的“P3.0、P3.1”端接通讯模块(6)中发射芯片(U6)的“9、10”脚。