CN2689105Y - 一拖多风冷管道空调室外机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种一拖多风冷管道空调室外机控制系统，包括有电源电路、RS－485通讯接口、中央处理器、参数设定电路、温度检测电路、电压检测电路、系统故障检测电路、掉电存储电路、驱动控制电路和电流检测电路，各个电路以中央处理器为核心连接在一起。本实用新型由于利用单片机通过编程控制RS－485通讯网络与线控盒和室内机以及室外机之间的通讯，具有通讯信息量大，安全可靠，同时可选择控制室外风机类别，也可以选择控制压缩机类型，减少室内机和室外机通讯连接线，提高节能效果，使安装成本有较大幅度的下降，安装简单，室外机的控制要求发生变化时，不需要更改控制系统，只须改变参数设定即可完成。

Description

一拖多风冷管道空调室外机控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调机的控制系统，特别是一种一拖多风冷管道空调室外机控制系统。

背景技术

目前国内使用的一拖多风冷管道机组控制系统中室内机和室外机之间的通讯均采用开关量进行控制，这些开关量电压均采用AC220V，导致安装成本高和安装复杂，在施工过程中容易接错导线，特别是室内机与室外机的连接导线出现断路时维修非常困难，某些情况下，甚至须破坏建筑物外墙才可进行维修，同时线控盒和室外机之间根本无法进行通讯，在对室外机进行多种辅助功能控制修改和在不同的工况条件下对化霜参数进行修改时，往往需要更换控制系统，导致使用中存在着以下的缺陷：

(1)室外机控制系统无法实现智能化端口。

(2)室外机与线控盒之间无法进行通讯和修改控制参数。

(3)室外机在使用单速风机或双速风机以及控制曲轴加热时需要更换不同的控制系统，导致生产制造过程管理复杂且成本较高。

(4)在双压缩机控制系统中须使用2套控制板，导致控制成本直线上升。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决上述一拖多风冷管道空调室外机控制系统的不足之处，提供一种能实现对家用、商用一拖多风冷管道空调室外机参数设定和控制，通讯距离远，安装简单方便，成本较低，同时可以选择控制室外风机，选择控制辅助设备的一拖多风冷管道空调室外机控制系统。

实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型包括有电源电路、RS-485通讯接口、中央处理器、参数设定电路、温度检测电路、电压检测电路、系统故障检测电路、掉电存储电路、驱动控制电路和电流检测电路，各个电路以中央处理器为核心连接在一起。

上述技术方案中的电源电路为常规的由变压、整流和滤波电路组成，将交流电源变为直流电源。

上述技术方案中的中央处理器为8位单片机与辅助元件组成，Q701(6300)、二极管D7、电容器C701组成中央处理器IC2(TMP86P46N)复位电路，电容器C202、C201、振荡器XL、电阻R201组成中央处理器IC2的晶振电路，电容器C506、C510、C507、C508、C509组成中央处理器的滤波去耦电容网络，中央处理器IC2的其它管脚为信号检测和功能控制端。

上述技术方案中的RS-485通讯接口通过中央处理器IC2的29脚和28脚(串行口)分别对光电耦合器IC6、IC5进行数据读写控制，R402、R404、RX1-9(1)为光电耦合器限流电阻，中央处理器IC2的28脚通过R401、BG401驱动光电耦合器IC8，由IC8选通IC7，R402、R405、R406为IC7限流电阻，R502、R501为IC7输入输出端上拉和下拉电阻，R405为防止自激震荡电阻，R503、R505为短路保护电阻，D501、D502为TVS浪涌电压吸收电路，CN20为通讯信号输入输出端，此电路将RS485通讯网络与中央处理器U1工作电路完全隔离，使线路工作更加稳定可靠安全，通讯距离可达到1000米。

上述技术方案中的参数设定电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18组成的分压电阻网络，分压输出电压控制开关K1、K2、K3，模拟电子开关的X1、X2脚连接而成。

上述技术方案中的温度检测电路包括有温度传感器和辅助电子元件，每个系统有2个化霜温度传感器和一个环境温度传感器，电阻RX-61、RX-62、RX-63、RX-65、RX-64、RX-66、RX2-93分别与环境温度传感器和盘管温度传感器组成分压电路，形成的电压值分别送到模拟电子开关的Y0、Y1、Y2、Y3、X0、X3脚，在温度传感器上还连接有滤波电容C402、C104、C404、C403、C406、C405、C408、C407、C412a、C411、C412、C411a。

上述技术方案中的电压检测电路由高电压检测开关、半波整流二极管D306、滤波电容C312、C313、限流电阻R306、光电偶合器IC306、RX1-97和C316依次连接，和低电压检测开关、半波整流二极管D901、滤波电容C314、C315、限流电阻R307、光电偶合器IC307、RX1-98和C317依次连接而组成。

上述技术方案中的系统故障检测电路包括有相序检测、系统一高压检测、系统一低压检测、系统二高压检测、系统二低压检测和连锁开关六条支路，相序检测支路由检测开关CN21、滤波电容C901、C902、限流电阻R901、光电偶合器IC901、和RX1-99和C903依次连接；系统一高压检测支路由CN3、半波整流二极管D301、滤波电容C301、C302、限流电阻R301、光电偶合器IC301、和RX1-91和C311依次连接；系统一低压检测支路由CN4、半波整流二极管D302、滤波电容C303、C304、限流电阻R302、光电偶合器IC302、和RX1-92和C312依次连接；系统二高压检测支路由CN5、半波整流二极管D303、滤波电容C305、C306、限流电阻R303、光电偶合器IC303、和RX1-93和C313依次连接；系统二低压检测支路由CN6、半波整流二极管D304、滤波电容C308、C309、限流电阻R304、光电偶合器IC304、和RX1-94和C314依次连接；连锁开关支路由CN7、半波整流二极管D305、滤波电容C310、C311、限流电阻R305、光电偶合器IC305、和RX1-95和C315依次连接。

上述技术方案中的掉电存储电路由掉电存储器IC4连接数据线上拉电阻R203、限流电阻R201、R202、滤波电容C511组成。

上述技术方案中的电流检测电路中，系统一压缩机工作电流通过CN17的压缩机1A和压缩机1B连接到系统一压缩机的供电电源电流互感器输出端；系统二压缩机工作电流通过CN17的压缩机2A和压缩机2B连接到系统二压缩机的供电电源电流互感器输出端；；系统一风机工作电流通过CN17的风机1连接到系统一风机的供电电源电流互感器输出端；系统二风机工作电流通过CN17的风机2连接到系统二风机的供电电源电流互感器输出端。

上述技术方案中的驱动控制电路由IC1(ULN2003)晶体管阵列、与晶体管阵列相对应的继电器、蓄流二极管D121、D122、限流电阻R121、R122连接组成。

本实用新型的有效果是：由于它利用单片机通过编程控制RS-485通讯网络与线控盒和室内机以及室外机之间的通讯，具有通讯信息量大，安全可靠，同时可选择控制室外风机为单速风机或双速风机，也可以选择控制单压缩机和双压缩机以及压缩机是单冷型还是热泵型，压缩机为热泵型时对曲轴加热进行控制；减少室内机和室外机通讯连接线和进一步提高节能效果，使实际安装过程中成本有较大幅度的下降，安装简单，室外机的控制要求发生变化时，不需要更改控制系统，只须改变参数设定即可完成。

附图说明

图1为本实用新型的方框图；

图2为本实用新型电源电路1的电原理图；

图3为本实用新型中央处理器2的电原理图；

图4为本实用新型RS-485通讯接口3的电原理图；

图5为本实用新型参数设定电路4的电原理图；

图6为本实用新型温度检测电路5的电原理图；

图7为本实用新型电压检测电路6的电原理图；

图8为本实用新型系统故障检测电路7的电原理图；

图9为本实用新型掉电存储电路8的电原理图；

图10为本实用新型驱动控制电路9的电原理图；

图11为本实用新型电流检测电路10的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括有电源电路1、RS-485通讯接口3、中央处理器2、参数设定电路4、温度检测电路5、电压检测电路6、系统故障检测电路7、掉电存储电路8、驱动控制电路9和电流检测电路10，各个电路以中央处理器2为核心连接在一起。

如图2所示，电源电路1为常规的由变压、整流和滤波电路组成，将交流电源变为直流电源。具体来说，AC220V交流电由CN(IN)输入，火线(L)经FUSE(熔断器)由压敏电阻Y吸收电网浪涌电压和C安规电容吸收电网脉冲干扰信号到变压器的输入端，零线(N)到变压器的另一端，变压器输出3组电压，第一组由BG1全波整流器整流，再经C055、C555、C054电容滤波后产生9V直流电源，由WL(7805)三端稳压器稳压，C051、C052滤波后产生+5V直流电源；第二组由QL601全波整流器整流，再经C601、C602电容滤波后产生9V直流电源，由Q601(7805)三端稳压器稳压，C603、C604滤波后产生+5V直流电源；第三组由D1、D2、D3、D4整流二极管组成的全波整流器整流，再经C121、C122、C123电容滤波后产生12V直流电源，其中CN(IN)、CN(OUT)、CN1、CN2、CN19为接线端子。

如图3所示，在中央处理器2(IC2)中，Q701(6300)、D7、C701组成中央处理器IC2(TMP86P46N)复位电路，C202、C201、XL、R201组成中央处理器IC2的晶振电路，C506、C510、C507、C508、C509组成中央处理器的滤波去耦电容网络，中央处理器IC2的其它管脚为信号检测和功能控制端。

如图4所示，RS-485通讯接口3中，通过中央处理器IC2的29脚和28脚(串行口)分别对IC6(SN137高速光电耦合器)、IC5(SN137高速光电耦合器)、进行数据读写控制，R402、R404、RX1-91为光电耦合器限流电阻，中央处理器IC2的28脚通过R401、BG401驱动IC8，由IC8(光电耦合器)选通IC7。R402、R405、R406为IC7(SN75176)限流电阻，R502、R501为IC7输入输出端上拉和下拉电阻，R405为防止自激震荡电阻，R503、R505为短路保护电阻，D501、D502为TVS浪涌电压吸收电路，CN20为通讯信号输入输出端，此电路将RS485通讯网络与中央处理器工作电路完全隔离，使线路工作更加稳定可靠安全，通讯距离可达到1000米。

如图5所示，参数设定电路4中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18组成分压电阻网络，分压输出电压由K1、K2、K3控制(详见控制信号真值表)并送到模拟电子开关的X1、X2脚。

序号	开关位		开/合	功能
							1	开	单速风机
	合	双速风机
			2	2	开			三速风机
合
		3			3		开	曲轴加热
合	曲轴不加热
			4	K2			1	开	单冷
合	热泵
		5			2	开		检测湿度
合	不检测湿度
			6			3	开	单系统
合	双系统
		7			K3		1	开(1)	000、001、010、011、100、101、110、111形式组成8种地址码选择开关，解决多系统连接时相互之间的通讯问题。
合(0)
	8		2	开(1)
合(0)

9		3	开(1)
					合(0)

如图6所示，在温度检测电路5中，温度传感器选用10K热敏电阻型，每个系统有2个化霜温度传感器和一个环境温度传感器，RX-61、RX-62、RX-63、RX-65、RX-64、RX-66、RX2-93分别与环境温度传感器和盘管温度传感器组成分压电路，形成的电压值分别送到模拟电子开关的Y0、Y1、Y2、Y3、X0、X3脚，C402、C104、C404、C403、C406、C405、C408、C407、C412a、C411、C412、C411a分别为滤波电容。中央处理器IC2的38脚、39脚控制IC3的信号选通端，使X0、X1、X2、X3信号分别按每秒5次通过X送到中央处理器IC2的42脚，使Y0、Y1、Y2、Y3信号分别按每秒5次通过Y送到中央处理器IC2的41脚。

如图7所示，电压检测电路6由高电压检测开关、半波整流二极管D306、滤波电容C312、C313、限流电阻R306、光电偶合器IC306、RX1-97和C316依次连接，和低电压检测开关、半波整流二极管D901、滤波电容C314、C315、限流电阻R307、光电偶合器IC307、RX1-98和C317依次连接而组成。当电网电压高于电网标准电压的25％时，CN8端输入一交流电压，此交流电压通过D306半波整流并由C312、C313滤波产生直流脉动电压，经R306限流通过IC306(光电偶合器)使其导通，将RX-97和C316相连接处的电压拉到低电平，中央处理器IC2的31脚检测到此低电平时，系统停机，并通过RS-485网络发出电网电压过高报警信号；当电网电压低于电网标准电压的25％时，CN8端输入一交流电压，此交流电压通过D901半波整流并由C314、C315滤波产生直流脉动电压，经R307限流通过IC307(光电偶合器)使其导通，将RX-98和C317相连接处的电压拉到低电平，中央处理器IC2的32脚检测到此低电平时，系统停机，并通过RS-485网络发出电网电压过低报警信号，C316、C317为滤干扰信号电容。

如图8所示，系统故障检测电路7包括有相序检测、系统一高压检测、系统一低压检测、系统二高压检测、系统二低压检测和连锁开关六条支路。相序正确时，相序板输出的电压经相序检测CN21端输入一直流电压，由C901、C902滤波，经R901限流通过IC901(光电偶合器)使其导通，将RX1-99和C903相连接处的电压拉到低电平，中央处理器IC2的33脚检测到此低电平时证明相序正确，系统可以开始工作，若为高电平时证明相序错误，系统不工作，并通过RS-485网络发出相序错误报警信号，C903为滤干扰信号电容。系统高压和低压正常时，高压开关和低压开关闭合，且连锁开关CN7闭合时，此时系统一高压检测CN3、系统一低压检测CN4、系统二高压检测CN5、系统二低压检测CN6分别闭合，交流电压分别由D301、D302、D303、D304、D305半波整流并由C301、C302、C303、C304、C305、C306、C308、C309、C310、C311滤波产生直流脉动电压，经R301、R302、R303、R304、R305限流通过IC301(光电偶合器)、IC302(光电偶合器)、IC303(光电偶合器)、IC304(光电偶合器)、IC305(光电偶合器)使其导通，将RX1-91和C311、RX1-92和C312、RX1-93和C313、RX1-94和C314、RX1-94和C314相连接处的电压拉到低电平，中央处理器IC2的22脚、23脚、25脚、26脚、27脚检测到此低电平时证明系统高压和低压连锁正常时，系统可以开始工作，若任意一端为高电平时或同时为高电平时，系统不工作，并通过RS-485网络发出相应的报警信号，C311、C312、C313、C314、C315为滤干扰信号电容。

如图9所示，在掉电存储电路8中，IC4(24C02)为E²ROM掉点存储器，当电源电压降到5VX0.67时或关机时(此时可认为电源已掉电)，中央处理器通过35、34脚将当前工作状态存入IC4，再次开机时，若工作参数没有更改，中央处理器从IC2中读出上次掉电前或关机前的数据来工作，R203为数据线上拉电阻，R201、R202为限流电阻，C511为IC4滤波电容。

如图10所示，电流检测电路9系统一压缩机工作电流通过CN17的压缩机1A和压缩机1B连接到系统一压缩机的供电电源电流互感器输出端，在压缩机工作时，中央处理器通过1、2脚检测电流互感器输出端输出的电压，并根据给中央处理器预先设定的压缩机工作额定电流值进行过流和短路保护，当压缩机工作电流连续在15分钟内超出预先给中央处理器设定的压缩机工作额定电流值的1.2倍时，系统停止工作，并通过RS-485网络发出相应的报警信号，过3分钟后，系统再按关机前的状态开始工作，且通过RS-485网络发出取消报警信号指令，若再次工作后压缩机工作电流连续在15分钟内超出预先给中央处理器设定的压缩机工作额定电流值的1.2倍时，系统停止工作，并通过RS-485网络发出相应的报警信号，过3分钟后，系统再次按关机前的状态开始工作，且通过RS-485网络发出取消报警信号指令，若再次工作后压缩机工作电流连续在15分钟内超出预先给中央处理器设定的压缩机工作额定电流值的1.2倍时，系统停止工作，并通过RS-485网络发出相应的报警信号，待故障排除重新上电后才可正常工作；当压缩机开始工作后，压缩机工作电流超出压缩机工作额定电流值的10倍时，系统停止工作，并通过RS-485网络发出压缩机短路报警信号，待故障排除重新上电后才可正常工作；当压缩机开始工作10秒后，压缩机工作电流超出压缩机工作额定电流值的2.5倍时，系统停止工作，并通过RS-485网络发出压缩机短路报警信号，待故障排除重新上电后才可正常工作。系统二压缩机工作电流通过CN17的压缩机2A和压缩机2B连接到系统二压缩机的供电电源电流互感器输出端，在压缩机工作时，中央处理器通过3、4脚检测电流互感器输出端输出的电压；系统一风机工作电流通过CN17的风机1连接到系统一风机的供电电源电流互感器输出端，中央处理器通过5脚检测电流互感器输出端输出的电压；系统二风机工作电流通过CN17的风机2连接到系统二风机的供电电源电流互感器输出端，中央处理器通过40脚检测电流互感器输出端输出的电压；检测及控制方式与系统一压缩机工作电流检测控制方式一致。

如图11所示，驱动控制电路10中，中央处理器IC2的11、10、9、12、13、14、15脚分别输出高电平时，通过IC1(ULN2003)晶体管阵列输出相应的高电平，使相应的继电器吸合，并由继电器的触点输出相应的AC220V电压的火线控制相应的负载；中央处理器IC2的16、36脚分别输出高电平时，晶体管BG1、BG2分别进入饱和区，使J8、J9继电器吸合，并由继电器的触点输出相应的AC220V电压的火线，D121、D122为蓄流二极管，R121、R122为限流电阻。

Claims (10)

1，一种一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是包括有电源电路(1)、RS-485通讯接口(3)、中央处理器(2)、参数设定电路(4)、温度检测电路(5)、电压检测电路(6)、系统故障检测电路(7)、掉电存储电路(8)、驱动控制电路(9)和电流检测电路(10)，各个电路以中央处理器(2)为核心连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述中央处理器(2)为8位单片机与辅助元件组成，Q701(6300)、二极管D7、电容器C701组成中央处理器IC2(TMP86P46N)复位电路，电容器C202、C201、振荡器XL、电阻R201组成中央处理器IC2的晶振电路，电容器C506、C510、C507、C508、C509组成中央处理器的滤波去耦电容网络，中央处理器IC2的其它管脚为信号检测和功能控制端。

3.根据权利要求1或2所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述RS485通讯接口(3)通过中央处理器(2)的29脚和28脚分别对光电耦合器IC6、IC5进行数据读写控制，R402、R404、RX1-91为光电耦合器限流电阻，中央处理器(2)的28脚通过R401、BG401驱动光电耦合器IC8，由IC8选通IC7，R402、R405、R406为IC7限流电阻，R502、R501为IC7输入输出端上拉和下拉电阻，R405为防止自激震荡电阻，R503、R505为短路保护电阻，D501、D502为TVS浪涌电压吸收电路，CN20为通讯信号输入输出端。

4.根据权利要求3所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述参数设定电路(4)由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、  R13、R14、R15、R16、R17、R18组成的分压电阻网络，分压输出电压控制开关K1、K2、K3，模拟电子开关的X1、X2脚连接而成。

5.根据权利要求1或2或4所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述温度检测电路(5)包括有温度传感器和辅助电子元件，每个系统有2个化霜温度传感器和一个环境温度传感器，电阻RX-61、RX-62、RX-63、RX-65、RX-64、RX-66、RX2-93分别与环境温度传感器和盘管温度传感器组成分压电路，形成的电压值分别送到模拟电子开关的Y0、Y1、Y2、Y3、X0、X3脚，在温度传感器上还连接有滤波电容C402、C104、C404、C403、C406、C405、C408、C407、C412a、C411、C412、C411a。

6.根据权利要求5所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述电压检测电路(6)由高电压检测开关、半波整流二极管D306、滤波电容C312、C313、限流电阻R306、光电偶合器IC306、RX1-97和C316依次连接，和低电压检测开关、半波整流二极管D901、滤波电容C314、C315、限流电阻R307、光电偶合器IC307、RX1-98和C317依次连接而组成。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述系统故障检测电路(7)包括有相序检测、系统一高压检测、系统一低压检测、系统二高压检测、系统二低压检测和连锁开关六条支路，相序检测支路由检测开关CN21、滤波电容C901、C902、限流电阻R901、光电偶合器IC901、和RX1-99和C903依次连接；系统一高压检测支路由CN3、半波整流二极管D301、滤波电容C301、C302、限流电阻R301、光电偶合器IC301、和RX1-91和C311依次连接；系统一低压检测支路由CN4、半波整流二极管D302、滤波电容C303、C304、限流电阻R302、光电偶合器IC302、和RX1-92和C312依次连接；系统二高压检测支路由CN5、半波整流二极管D303、滤波电容C305、C306、限流电阻R303、光电偶合器IC303、和RX1-93和C313依次连接；系统二低压检测支路由CN6、半波整流二极管D304、滤波电容C308、C309、限流电阻R304、光电偶合器IC304、和RX1-94和C314依次连接；连锁开关支路由CN7、半波整流二极管D305、滤波电容C310、C311、限流电阻R305、光电偶合器IC305、和RX1-95和C315依次连接。

8.根据权利要求7所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述掉电存储电路(8)由掉电存储器IC4连接数据线上拉电阻R203、限流电阻R201、R202、滤波电容C511组成。

9.根据权利要求1或2或4或6或8所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述电流检测电路(9)中，系统一压缩机工作电流通过CN17的压缩机1A和压缩机1B连接到系统一压缩机的供电电源电流互感器输出端；系统二压缩机工作电流通过CN17的压缩机2A和压缩机2B连接到系统二压缩机的供电电源电流互感器输出端；；系统一风机工作电流通过CN17的风机1连接到系统一风机的供电电源电流互感器输出端；系统二风机工作电流通过CN17的风机2连接到系统二风机的供电电源电流互感器输出端。

10.根据权利要求9所述的一拖多风冷管道空调室外机控制系统，其特征是上述驱动控制电路(10)由IC1晶体管阵列、与晶体管阵列相对应的继电器、蓄流二极管D121、D122、限流电阻R121、R122连接组成。

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