CN201508472U - 一种热泵热水机组控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热泵热水机组控制器。现有产品成本高、功能少。本实用新型包括图形操作单元和数据采集单元。图形操作单元包括第一微处理器模块、第一电源模块、网络通讯模块、第一串口通讯模块、存储模块、LCD显示模块和触摸屏模块。数据采集单元包括第二微处理器模块、第二电源模块、数字量输入隔离模块、数字量输出隔离模块、数字量采集模块、数字量输出模块、第二串口通讯模块、模拟信号调理模块和通道切换模块。本实用新型中各模块均采用现有技术，可通过购买等方式取得。本实用新型的基于ARM处理器的热泵热水机组控制器，具有操作界面友好、价格低、运行稳定、易于接入网络等优点。

Description

一种热泵热水机组控制器

技术领域

本实用新型属于控制技术领域，涉及一种热泵热水机组的控制器，主要用于热泵热水控制机组的控制，使其高效稳定运行。

技术背景

热泵热水器作为一种新型的产品不仅从根本上消除了电热水器漏电、干烧及燃气热水器工作时产生有害气体等安全隐患，而且克服了太阳能热水器阴雨天不能工作等缺点，具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等诸多优点。

热泵系统的节能高效运行很大程度上依赖于控制器的性能。现有热泵控制器主要有两种类型：高档商用热泵机组多采用PLC作控制装置，触摸屏为操作界面，其硬件模块多，成本高，在功能上也不易实现远程控制；大多数商用热泵机组和家用热泵采用单片机开发的控制器，成本较低，一般只具有程序开/关机、正常运行、故障报警与保护等基本功能。把嵌入式微处理器引入现代热泵热水器的控制领域，不仅可以有效的解决融霜、低温启动与运行、智能故障诊断和节能高效运行等复杂问题，而且可以扩展网络功能，实现远程通讯，进行数据的实时分析和处理，系统优化等复杂功能。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种操作方便、价格低、功能强大、运行稳定的热泵热水控制机组控制器。

本实用新型包括图形操作单元和数据采集单元。

所述的图形操作单元包括第一微处理器模块、第一电源模块、网络通讯模块、第一串口通讯模块、存储模块、LCD显示模块和触摸屏模块；

第一电源模块分别与图形操作单元中其他模块连接，为其他模块供电；存储模块、LCD显示模块、触摸屏模块分别与第一微处理器模块连接；第一串口通讯模块的一端与第一微处理器模块互连，网络接口模块与外部的网络信号连接；

所述的数据采集单元包括第二微处理器模块、第二电源模块、数字量输入隔离模块、数字量输出隔离模块、数字量采集模块、数字量输出模块、第二串口通讯模块、模拟信号调理模块和通道切换模块；

第二电源模块分别与数据采集单元中其他模块连接，为其他模块供电；模拟信号调理模块与通道切换模块连接，数字量采集模块与数字量输入隔离模块连接，数字量输出模块与数字量输出隔离模块连接；通道切换模块、数字量输入隔离模块、数字量输出隔离模块分别与第二微处理器模块连接；第二串口通讯模块一端与微处理器模块连接、另一端与图形操作单元中的第一串口通讯模块的另一端连接。

本实用新型的工作原理是：首先数据采集控制单元上电后进行硬件的初始化工作，接下来对热泵热水机组的热水进口温度、热水出口温度、压缩机吐出温度、冷风出风温度、压缩机的高压压力和低压压力等工作状态参数进行实时监测，同时扫描各报警开关量的状态，并通过串口将各状态参数发送到图形操作单元。图形操作单元接收到发送的数据后，对数据进行解析，将数据实时显示在LCD的主界面上，对各工作参数进行数据分析处理，处理结束后将控制信号发送到采集控制单元进行输出控制，若有报警信息则弹出对话框提醒用户，同时将相关处理措施发送到采集控制单元，对系统采取保护措施。

本实用新型中各模块均采用现有技术，可通过购买等方式取得。本实用新型的基于ARM处理器的热泵热水机组控制器，具有操作界面友好、价格低、运行稳定、易于接入网络等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中图形操作单元的结构示意图。

图3为图1中数据采集单元的结构示意图。

具体实施方式

如图1，热泵热水机组控制装置包括图形操作单元1和数据采集单元2。

如图2，图形操作单元包括第一微处理器模块1-1、第一电源模块1-2、网络通讯模块1-3、第一串口通讯模块1-4、存储模块1-5、LCD显示模块1-6和触摸屏模块1-7。

第一微处理器模块1-1采用samsung公司的ARM9处理器S3C2410A，最高工作主频可达266MHZ，工作电压3.3V(I/O)和1.8V(内核)；

网络通讯模块1-3采用Cirrus logic公司的网口芯片CS8900A和内置隔离变压器的RJ45接口；

第一串口通讯模块1-4采用MAX232芯片；

存储模块1-5采用256MB NAND FLASH芯片K9K2G08U0M作为系统的外部程序存储器，采用两块4Bank x 4M x 16Bits的SDRAM芯片HY57V561620C并联，组成32Bit宽度的SDRAM数据存储器；

LCD显示模块1-6采用sharp公司的LQ104V1DG08真彩LCD显示屏，支持26万色；

触摸屏模块1-7采用四线制电阻式触摸屏。

第一电源模块1-2分别与图形操作单元中其他各个模块连接，为其他模块供电。

存储模块1-5、LCD显示模块1-6、触摸屏模块1-7分别与第一微处理器模块1-1连接；第一串口通讯模块1-4的一端与第一微处理器模块1-1互连，网络接口模块1-3与外部的网络信号连接。存储模块由系统的NAND FLASH外部程序存储器和数据存储器SDRAM组成；串口通讯模块设置的波特率为9600bps。

如图3，数据采集单元包括第二微处理器模块2-1、第二电源模块2-2、数字量输入隔离模块2-3、数字量输出隔离模块2-4、数字量采集模块2-5、数字量输出模块2-6、第二串口通讯模块2-7、模拟信号调理模块2-8和通道切换模块2-9。

第二微处理器模块2-1为8位单片机ADuC834；

数字量输入隔离模块2-3包括串联的ESD(静电放电)保护电路和光耦TLP-521；

数字量输出隔离模块2-4包括两个并联的TLP-521光耦；

数字量采集模块2-5采用74HC573数据锁存器；

数字量输出模块2-6包括依次串联的74HC573数据锁存器、ULN2803驱动芯片和24V继电器；

第二串口通讯模块2-7采用MAX232芯片；

模拟信号调理模块2-8包括RC整形滤波电路、静电保护器件和压敏电阻；

通道切换模块2-9采用快速光耦AQY210作为通道切换开关。

第二电源模块2-2与数据采集单元的其他模块连接，为其他模块供电。

模拟信号调理模块2-8与通道切换模块2-9连接，数字量采集模块2-5与数字量输入隔离模块2-3连接，数字量输出模块2-6与数字量输出隔离模块2-4连接。通道切换模块2-9、数字量输入隔离模块2-3、数字量输出隔离模块2-4分别与第二微处理器模块2-1连接。第二串口通讯模块2-7一端与微处理器模块2-1连接、另一端与图形操作单元1中的第一串口通讯模块1-4的另一端连接。

该控制器的工作过程是：

首先，上电后数据采集控制单元和图形操作单元分别进行硬件的初始化工作，接下来图形操作单元与采集控制单元建立通讯连接。

数据采集单元对热泵热水机组的热水进口温度、热水出口温度、压缩机吐出温度、冷风出风温度、压缩机的高压压力和低压压力等工作状态参数进行实时监测，同时扫描各报警开关量的状态，将测量参数打包后通过串口将各状态参数发送到图形操作单元。

图形操作单元接收到发送的数据包后，对数据进行解包分析，将各数据实时显示在LCD的主界面上；同时根据用户设置的工作参数对各工作参数进行数据分析处理，处理结束后将控制指令发送到采集控制单元进行输出控制，若有报警信息则弹出对话框提醒用户，同时将相关处理措施发送到采集控制单元，自动对系统采取保护措施。用户登录后可以通过图形操作单元的触摸屏对热泵机组控制参数进行修改和保存。

Claims (1)

1.一种热泵热水机组控制器，包括图形操作单元和数据采集单元，其特征在于：

所述的图形操作单元包括第一微处理器模块、第一电源模块、网络通讯模块、第一串口通讯模块、存储模块、LCD显示模块和触摸屏模块；

第一电源模块分别与图形操作单元中其他模块连接，为其他模块供电；存储模块、LCD显示模块、触摸屏模块分别与第一微处理器模块连接；第一串口通讯模块的一端与第一微处理器模块互连，网络接口模块与外部的网络信号连接；

所述的数据采集单元包括第二微处理器模块、第二电源模块、数字量输入隔离模块、数字量输出隔离模块、数字量采集模块、数字量输出模块、第二串口通讯模块、模拟信号调理模块和通道切换模块；

第二电源模块分别与数据采集单元中其他模块连接，为其他模块供电；模拟信号调理模块与通道切换模块连接，数字量采集模块与数字量输入隔离模块连接，数字量输出模块与数字量输出隔离模块连接；通道切换模块、数字量输入隔离模块、数字量输出隔离模块分别与第二微处理器模块连接；第二串口通讯模块一端与微处理器模块连接、另一端与图形操作单元中的第一串口通讯模块的另一端连接。

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