专利名称：组合式空调器智能节能控制系统及其控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式空调控制系统及控制程序，特别是涉及一种组合式空调器智能节能控制系统及其控制程序。
背景技术：
传统组合式空调器变频控制存在以下弊端I、大部分组合式空调器没有模式自动判断功能，仅以月份日期或供水温度自动判断，该模式一经设定就不能改变，在固定的制冷、制热期内由于骤变的气温而不能自动模式转换，导致室内温度过低或过高，这样既不能满足空调舒适温度又浪费能耗。。2、传统组合式空调器变频调节送风量时，都是以回风温度和设定上下区间比较计算输出一个O 100%(0 20mA)的控制量，再把这个控制量给变频器控制送风机。在实际空调运用中送风量太少是不允许的，必须保证送风量的基本需求。传统的组合式空调器变频器控制仅能在变频器内设置下限比例限制来满足送风量的基本需求。3、传统组合式空调器送风机控制柜都是厂家自带，一套空调器的传感器、风阀、水阀等设备都是由BAS(楼宇自动化系统)完成检测和监控，这样既加重BAS(楼宇自动化系统)施工负担又比较分散，造成以后维修不方便，管理难度大等弊病。4、传统组合式空调器人机界面(触摸屏)都是以文字、数字、颜色变换为监控界面，图形也是以触摸屏编程软件自带的简单图形，整个界面设计比较单调，如果界面做成像工控机或电脑一样高清晰动态图形，触摸屏根本无法实现。鉴于上述缺陷，现有的组合式空调器变频控制系统无法满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，经本申请人潜心研发，反复试验，而提供一种能够满足消费者需求的组合式空调器智能节能控制系统。本发明提供的一种组合式空调器智能节能控制系统，包括温度变送器、机柜、控制器、扩展模块、驱动电路、触摸屏和远程监控系统，所述扩展模块包括模拟量输入模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，模拟量输入模块的一端通过外部总线连接口与控制器连接，另一端通过外部总线连接口和外部总线接口依次与模拟量输出模块、模拟量输入模块相连；所述的温度变送器包括送风温度变送器、回风温度变送器、新风温度变送器、供水温度变送器；所述的送风温度变送器、回风温度变送器、新风温度变送器分别设置在空调器的送风口空调器的回风口、空调器的新风口，所述温度变送器通过屏蔽信号线与模拟量输入模块相连；所述的供水温度变送器安装在供水管道上；所述控制器具有两个接口即RS-485P1通讯接口和RS-485P0通讯接口，Pl通讯接口和PO通讯接口分别通过通讯电缆和Modbus-RTU通讯协议与触摸屏和远程监控系统相连；所述控制器通过内部总线分别与I/O输出器一端和I/O输入器一端连接；所述I/O输出器和I/O输入器的另一端通过屏蔽信号线分别与驱动电路相连；所述的驱动电路包括送风机驱动电路、回风机驱动电路、回风阀驱动电路、新风阀驱动电路、排风阀驱动电路、水阀驱动电路和转轮驱动电路，所述的送风机驱动电路内设送风机变频柜且通过导线与送风机连接；所述回风机驱动电路内设回风机变频柜且通过导线与回风机连接；所述的回风阀驱动电路包括通过导线连接的回风阀和回风阀电机；所述的新风阀驱动电路包括通过导线连接的新风阀和新风阀电机；所述的排风阀驱动电路包括通过导线连接的排风阀和排风阀电机，排风阀外设有排风口 ；所述的转轮驱动电路包括通过导线连接的转轮电机和转轮；其中回风阀驱动电路、新风阀驱动电路、排风阀驱动电路和水阀驱动电路通过屏蔽信号线分别与模拟量输出模块、模拟量输入模块相接，送风机驱动电路和回风机驱动电路通过屏蔽信号线分别与模拟量输出模块相接；所述的机柜内壁上设置有新风滤网压差开关、回风滤网压差开关和表冷器，新风滤网压差开关和回风滤网压差开关上分别设有新风滤网和回风滤网，所述的机柜的外壁设有回风手动调节阀和送风手动调节阀；所述表冷器的两端通过供水管道分别与供水温度变送器和水阀驱动电路的水阀连接；所述新风滤网压差开关和回风滤网压差开关分别通过屏蔽信号线与I/0输入器连接。本发明所提供的一种组合式空调器智能节能控制系统的控制程序，所述的控制程序包括下述程序流程步骤一、温度采样转换程序流程；步骤二、三种基本模式判断程序流程；步骤三、三种基本模式控制设定参数程序流程；步骤四、逻辑控制主程序流程；步骤五、三种基本模式下风量控制子程序流程；步骤六、预冷、预热模式下控制设定参数二级子程序流程；步骤七、水阀控制设定参数二级子程序流程；步骤八、故障检测程序流程；所述的温度转换程序流程如下温度变送器把送风、回风、新风、供水温度变送电信号送入可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入寄存器，通过PLC内的采样转换程序转换为实际变化的温度值，供程序判断、计算、且在触摸屏显示；A、PLC上电主程序执行接通第一个扫描周期SM0. I指令，连接ATCH中断功能块指令，对中断ΙΝΤ_0赋值设定中断事件为定时中断0，设定定时中断O的时间间隔特殊储存器SMB34=100ms，允许全局开中断；B、当定时器SMB34=100ms时连接中断ΙΝΤ_0,保护现场,接通中断事件服务程序，否则继续执行主程序；C、在中断事件服务程序中，设定计数器C0=50，每次中断发生计数器加1，并保存计数值，当计满50次以后，对送风、回风、新风、供水温度进行采样并把采样值保存在PLC的寄存器内，清零计数器CO恢复现场返回中断服务程序，程序以5S —次采样时间，对送风、回风、新风、供水温度同时进行采样，不断地刷新前一次寄存器的值，保持最后一次刷新值；D、采样中断返回主程序后，执行每个扫描周期都接通SM0. O指令，调用采样温度转换子程序，子程序将保存的送风、回风、新风、供水温度每次刷新采样值进行温度转换，转换子程序采样数值O 32000，即为测量温度显示值，也是对应外部温度变送输入O IOV变化的电信号，将送风、回风、新风、供水温度较好的温度值分别保存在PLC寄存器内，且在触摸屏上显示；所述的三种基本模式判断程序流程如下所述的温度采样转换程序流程执行后，将转换而来的新风和供水温度的差值与设定值作比较判断制冷、通风、制热三种模式；A、执行每个扫描周期始终接通SM0. O指令，传送用户数据库判断默认值，当默认值与实际判断有偏差时，可以通过触摸屏修改，修改值送入PLC寄存器并调用模式判断子程序；B、程序以新风温度-供水温度=温差Λ t为三种模式判断依据，通过延时判断提高系统稳定性；C、程序延时10S，当Δ t大于判断制冷模式设定默认值17°C时，判断为制冷，否则返回；D、程序延时10S，当Λ t小于判断制热模式默认值_27°C，判断为制热，否则返回；E、程序延时10S，当Λ t处于两者之间判断为通风，否则返回；F、模式一旦确定，触摸屏显示模式；所述的三种模式控制设定参数子程序流程说明如下所述的步骤一和步骤二执行后，在模式确认状态下，分别调用不同控制设定参数子程序，为以后控制步骤做好参数赋值准备A、当程序判断为制冷模式时调用制冷模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC寄存器，具体默认参数送风机转速上限100%，送风机转速下限70%，回风温度上限28°C，回风温度下限22°C，水阀100%开度，回风阀100%开度，新风阀35%开度，排风阀35%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序；B、当程序判断为通风模式时调用通风模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC的寄存器内，具体默认参数回风温度上限26°C，回风温度下限24°C，水阀0%开度，回风阀100%开度，新风阀100%开度，排风阀100%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，同样可以通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序；C、当程序判断为制热模式时调用制热模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC的寄存器内，具体默认参数送风机转速上限100%，送风机转速下限70%，回风温度上限24°C，回风温度下限18°C，水阀100%开度，回风阀100%开度，新风阀35%开度，排风阀35%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，同样可以通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序；所述的逻辑控制主程序程序流程如下在执行上述的步骤一至三以后，接下来如何连锁逻辑启停空调器设备，具体程序如下A、模式确定以后，根据不同的模式调用不同的控制设定参数子程序；B、程序接受开机信号后，接通水阀和回风阀，并将设定开度电信号分别送入水阀、回风阀；C、程序延时5S后，再接通新风阀和排风阀，并将设定开度电信号分别送入回风阀、排风阀；D、程序延时60S后，程序检测水阀开度反馈是否有反馈，如果没有反馈信号，接通报警器，程序处于待命状态并记录水阀故障时间，如果有反馈信号程序再检测其他回风阀、新风阀、排风阀开度反馈是否有反馈，如果没有反馈同样执行上面过程信号就接通报警并记录故障时间，如果有反馈触摸屏显示开度并进入下一步；E、程序通过上述开度反馈信号检测，在确认全部打开情况下，接通送风机运行信号，延时5S再接通回风机运行信号，如果运行正常，将运行反馈传给触摸屏显示，否则程序待命并报警记录；F、送风机、回风机运行正常后，程序调用风量控制子程序；
G、风量控制子程序返回后，以回风机跟随送风机控制量驱动送风机、回风机变频运行，触摸屏显示风量，延时30S，运行中程序始终检测水阀、回风阀、新风阀、排风阀的开度情况，延时判断所有风阀开度反馈是否和设定一致，如果其中任何一个风阀不一致，马上停止送风机和回风机运行，报警待命并记录该设备故障时间，程序同时也检测送风机和回风机运行状况，一旦检测送风机或回风机有故障信号时，马上停止运行并报警记录故障，如此不断的循环检测直到正常关机；H、系统关机先停止送风机、回风机，延时IOS后关闭水阀，再延时5S后关闭所有风阀，直到水阀、风阀反馈为O时程序结束；所述的三种模式下风量控制子程序流程如下执行所述的步骤四后，连锁开启送风机、回风机情况下，调用风量控制子程序，在确定模式下以回风温度变化调节送风机变频器转速，实现变风量节能运行，具体风量控制分制冷、通风、制热；制冷风量控制子程序流程说明A、调用制冷模式风量控制子程序，如果回风温度在设定区间22 28°C范围内，回风温度比例线性对应70 100%或14 20mA控制量驱动送风机变频调速运行且回风机跟随送风机风量；B、子程序计算送风量方法采用比例调节+条件限制，制冷函数式y =70+K · X ( Λ t)，
权利要求
1.一种组合式空调器智能节能控制系统，包括温度变送器、机柜(44)、控制器(5)、扩展模块、驱动电路、触摸屏(I)和远程监控系统(2)，其特征在于所述扩展模块包括模拟量输入模块(7-1)、模拟量输入模块(7-2)和模拟量输出模块(8)，模拟量输入模块(7-1)的一端通过外部总线连接口(6-1)与控制器(5)连接，另一端通过外部总线连接口(6-2)和外部总线接口(6-3)依次与模拟量输出模块(8)、模拟量输入模块(7-2)相连；所述的温度变送器包括送风温度变送器(11)、回风温度变送器(12)、新风温度变送器(13)、供水温度变送器(14);所述的送风温度变送器(11)、回风温度变送器(12)、新风温度变送器(13)分别设置在空调器的送风口(43)空调器的回风口(42)、空调器的新风口(41)，所述温度变送器通过屏蔽信号线与模拟量输入模块(7-1)相连；所述的供水温度变送器(14)安装在供水管道上；所述控制器(5)具有两个接口即RS-485P1通讯接口(3)和RS-485P0通讯接口(4)，Pl通讯接口(3)和PO通讯接口(4)分别通过通讯电缆和Modbus-RTU通讯协议与触摸屏⑴和远程监控系统(2)相连；所述控制器(5)通过内部总线分别与I/O输出器(9) 一端和I/O输入器(10) —端连接；所述I/O输出器(9)和I/O输入器(10)的另一端通过屏蔽信号线分别与驱动电路相连；所述的驱动电路包括送风机驱动电路(15)、回风机驱动电路(17)、回风阀驱动电路(19)、新风阀驱动电路(21)、排风阀驱动电路(23)、水阀驱动电路(25)和转轮驱动电路(27)，所述的送风机驱动电路(15)内设送风机变频柜且通过导线与送风机(16)连接；所述回风机驱动电路(17)内设回风机变频柜且通过导线与回风机(18)连接；所述的回风阀驱动电路(19)包括通过导线连接的回风阀(20)和回风阀电机(35)；所述的新风阀驱动电路(21)包括通过导线连接的新风阀(22)和新风阀电机(32);所述的排风阀驱动电路(23)包括通过导线连接的排风阀(24)和排风阀电机(35)，排风阀(24)外设有排风口(40);所述的转轮驱动电路(27)包括通过导线连接的转轮电机(28)和转轮(34);其中回风阀驱动电路(19)、新风阀驱动电路(21)、排风阀驱动电路(23)和水阀驱动电路(25)通过屏蔽信号线分别与模拟量输出模块(8)、模拟量输入模块(7-2)相接，送风机驱动电路(15)和回风机驱动电路(17)通过屏蔽信号线分别与模拟量输出模块(8)相接；所述的机柜(44)内壁上设置有新风滤网压差开关(29)、回风滤网压差开关(30)和表冷器(36)，新风滤网压差开关(29)和回风滤网压差开关(30)上分别设有新风滤网(33)和回风滤网(37)，所述的机柜(44)的外壁设有回风手动调节阀(38)和送风手动调节阀(39);所述表冷器(36)的两端通过供水管道分别与供水温度变送器(14)和水阀驱动电路(25)的水阀(26)连接；所述新风滤网压差开关(29)和回风滤网压差开关(30)分别通过屏蔽信号线与I/O输入器(10)连接。
2.一种组合式空调器智能节能控制系统的控制程序，其特征在于所述的控制程序包括下述程序流程 步骤一、温度采样转换程序流程； 步骤二、三种基本模式判断程序流程； 步骤三、三种基本模式控制设定参数程序流程； 步骤四、逻辑控制主程序流程； 步骤五、三种基本模式下风量控制子程序流程； 步骤六、预冷、预热模式下控制设定参数二级子程序流程； 步骤七、水阀控制设定参数二级子程序流程；步骤八、故障检测程序流程； 所述的温度转换程序流程如下 温度变送器把送风、回风、新风、供水温度变送电信号送入可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入寄存器，通过PLC内的采样转换程序转换为实际变化的温度值，供程序判断、计算、且在触摸屏显示； A、PLC上电主程序执行接通第一个扫描周期SMO.I指令，连接ATCH中断功能块指令，对中断ΙΝΤ_0赋值设定中断事件为定时中断0，设定定时中断O的时间间隔特殊储存器SMB34 = 100ms，允许全局开中断； B、当定时器SMB34=IOOms时连接中断ΙΝΤ_0，保护现场，接通中断事件服务程序，否则继续执行主程序； C、在中断事件服务程序中，设定计数器CO= 50，每次中断发生计数器加1，并保存计数值，当计满50次以后，对送风、回风、新风、供水温度进行采样并把采样值保存在PLC的寄存器内，清零计数器CO恢复现场返回中断服务程序，程序以5S —次采样时间，对送风、回风、新风、供水温度同时进行采样，不断地刷新前一次寄存器的值，保持最后一次刷新值； D、采样中断返回主程序后，执行每个扫描周期都接通SM0.O指令，调用采样温度转换子程序，子程序将保存的送风、回风、新风、供水温度每次刷新采样值进行温度转换，转换子程序采样数值O 32000，即为测量温度显示值，也是对应外部温度变送输入O IOV变化的电信号，将送风、回风、新风、供水温度较好的温度值分别保存在PLC寄存器内，且在触摸屏上显示； 所述的三种基本模式判断程序流程如下 所述的温度采样转换程序流程执行后，将转换而来的新风和供水温度的差值与设定值作比较判断制冷、通风、制热三种模式； A、执行每个扫描周期始终接通SM0.O指令，传送用户数据库判断默认值，当默认值与实际判断有偏差时，可以通过触摸屏修改，修改值送入PLC寄存器并调用模式判断子程序； B、程序以新风温度-供水温度=温差At为三种模式判断依据，通过延时判断提高系统稳定性； C、程序延时10S，当At大于判断制冷模式设定默认值17°C时，判断为制冷，否则返回； D、程序延时10S，当At小于判断制热模式默认值-27°C，判断为制热，否则返回； E、程序延时10S，当At处于两者之间判断为通风，否则返回； F、模式一旦确定，触摸屏显不模式； 所述的三种模式控制设定参数子程序流程说明如下 所述的步骤一和步骤二执行后，在模式确认状态下，分别调用不同控制设定参数子程序，为以后控制步骤做好参数赋值准备 A、当程序判断为制冷模式时调用制冷模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC寄存器，具体默认参数送风机转速上限100%，送风机转速下限70%，回风温度上限28°C,回风温度下限22°C,水阀100%开度，回风阀100%开度，新风阀35%开度，排风阀35%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序；B、当程序判断为通风模式时调用通风模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC的寄存器内，具体默认参数回风温度上限26°C，回风温度下限24°C，水阀0%开度，回风阀100%开度，新风阀100%开度，排风阀100%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，同样可以通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序； C、当程序判断为制热模式时调用制热模式设定参数，程序将预先放在用户数据库的一组默认参数值分别送入PLC的寄存器内，具体默认参数送风机转速上限100%，送风机转速下限70%，回风温度上限24°C，回风温度下限18°C，水阀100%开度，回风阀100%开度，新风阀35%开度，排风阀35%开度。如果这组默认参数和实际控制运行有偏差时，同样可以通过触摸屏修改偏差设定值刷新保存在PLC的寄存器内，如果无偏差结束调用子程序返回主程序； 所述的逻辑控制主程序程序流程如下 在执行上述的步骤一至三以后，接下来如何连锁逻辑启停空调器设备，具体程序如下 A、模式确定以后，根据不同的模式调用不同的控制设定参数子程序； B、程序接受开机信号后，接通水阀和回风阀，并将设定开度电信号分别送入水阀、回风阀； C、程序延时5S后，再接通新风阀和排风阀，并将设定开度电信号分别送入回风阀、排风阀； D、程序延时60S后，程序检测水阀开度反馈是否有反馈，如果没有反馈信号，接通报警器，程序处于待命状态并记录水阀故障时间，如果有反馈信号程序再检测其他回风阀、新风阀、排风阀开度反馈是否有反馈，如果没有反馈同样执行上面过程信号就接通报警并记录故障时间，如果有反馈触摸屏显示开度并进入下一步； E、程序通过上述开度反馈信号检测，在确认全部打开情况下，接通送风机运行信号，延时5S再接通回风机运行信号，如果运行正常，将运行反馈传给触摸屏显示，否则程序待命并报警记录； F、送风机、回风机运行正常后，程序调用风量控制子程序； G、风量控制子程序返回后，以回风机跟随送风机控制量驱动送风机、回风机变频运行，触摸屏显示风量，延时30S，运行中程序始终检测水阀、回风阀、新风阀、排风阀的开度情况，延时判断所有风阀开度反馈是否和设定一致，如果其中任何一个风阀不一致，马上停止送风机和回风机运行，报警待命并记录该设备故障时间，程序同时也检测送风机和回风机运行状况，一旦检测送风机或回风机有故障信号时，马上停止运行并报警记录故障，如此不断的循环检测直到正常关机； H、系统关机先停止送风机、回风机，延时IOS后关闭水阀，再延时5S后关闭所有风阀，直到水阀、风阀反馈为O时程序结束； 所述的三种模式下风量控制子程序流程如下 执行所述的步骤四后，连锁开启送风机、回风机情况下，调用风量控制子程序，在确定模式下以回风温度变化调节送风机变频器转速，实现变风量节能运行，具体风量控制分制冷、通风、制热；制冷风量控制子程序流程说明 A、调用制冷模式风量控制子程序，如果回风温度在设定区间22 28°C范围内，回风温度比例线性对应70 100%或14 20mA控制量驱动送风机变频调速运行且回风机跟随送风机风量； B、子程序计算送风量方法采用比例调节+条件限制，制冷函数式y= 70+K-x(At),
全文摘要
本发明公开了一种组合式空调器智能节能控制系统及其控制程序。所述的控制系统包括温度变送器、控制器、扩展模块、驱动电路、触摸屏、机柜和远程监控系统。所述的控制程序包括包括下述程序流程温度采样转换程序流程；三种基本模式判断程序流程；三种基本模式控制设定参数程序流程；逻辑控制主程序流程；三种基本模式下风量控制子程序流程；预冷、预热模式下控制设定参数二级子程序流程；水阀控制设定参数二级子程序流程；故障检测程序流程；该系统具有以下有益效果构思新颖、设计合理、工艺规范、可以形成工业化批量生产、经济效益显著等特点。本发明可广泛地用于大型车站、港口、医院、院校等领域。
文档编号F24F11/00GK102878635SQ20121010804
公开日2013年1月16日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者徐新华 申请人:武汉裕生智能节能设备有限公司