中央空调的控制装置和系统的制作方法

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种中央空调的控制装置和系统。

背景技术：

随着建筑体量的增加，人们对楼宇内部自动化系统(如中央空调系统)功能的需求也日益提高，主要体现在对便利性与灵活性两方面的需求上。如果以传统的集散式架构构建楼宇控制系统，主要存在以下几方面问题：

1)施工周期长，人工成本高。

传统的集散式楼宇控制系统在建设过程中需要经过设计、选型、安装、调试四个主要环节，其中设计环节主要由建筑及设备专业相关人员来进行，而选型、安装环节则需要计算机相关专业人员来完成，最后在调试环节由两个专业领域的人员共同完成。

在设计与安装环节中要针对不同的建筑及需求定制相应的控制系统，对末端的各个传感器、执行器进行统一编号，以总线的方式与主控器通信，导致在系统定制、安装和组态过程中耗费大量时间和人力。同时，在系统运行调试由于专业领域的差异往往造成设备工程师的相关经验与设计思想无法按预期实现，同样会造成施工周期的延长。

2)灵活性差，维护、改造困难，易造成控制系统的弃用。

由于末端的各个传感器、执行器都进行统一编号并由一个主控器控制，因此当末端某项需求改变时，需要主控器内部控制逻辑进行相应修改。控制逻辑各功能模块相互耦合，牵一发而动全身，当某个末端产生故障时，很可能对主控器内部执行逻辑造成影响，从而将故障影响扩散到其他部分，造成故障难以定位，排查。对系统进行改造时，也需要对控制逻辑进行相应调整，由于控制逻辑中各功能模块的耦合性，这种调整有时需要较大工作量，甚至将原有逻辑推倒重来，使得建筑内部控制系统易被弃用，自动化程度低下。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种中央空调的控制装置，以实现中央空调的分布式控制，改善中央空调配置灵活性差、维护改造困难等问题。

本发明的第二个目的在于提出一种中央空调的控制系统。

为了到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种中央空调的控制装置，包括：plc可编程控制器，所述plc可编程控制器包括数据采集单元、指令写入单元和控制单元，所述数据采集单元分别与各台冷机设备的传感器相连，用于采集各传感器的检测数据，所述控制单元分别与所述数据采集单元、所述指令写入单元和各冷机设备的执行器相连；上位机，所述上位机包括与所述多台冷机设备一一对应的多个分布式控制器，各分布式控制器包括存储器和存储在所述存储器中的分布式控制程序；其中，所述上位机与所述plc可编程控制器之间建立通信连接时，所述指令写入单元用于将各分布式控制器的存储器中存储的分布式控制程序写入所述控制单元，所述控制单元用于根据所述分布式控制程序生成相应的控制指令，并将所述控制指令发送至相应的执行器，以使所述执行器根据所述控制指令对相应的制冷设备进行控制。

根据本发明实施例的中央空调的控制装置，在上位机与plc可编程控制器之间建立通信连接时，通过plc可编程控制器的指令写入单元将上位机中各分布式控制器的存储器中存储的分布式控制程序写入plc可编程控制器的控制单元，以通过控制单元根据分布式控制程序生成相应的控制指令，并将控制指令发送至相应的中央空调冷机设备的执行器，以使执行器根据控制指令对相应的制冷设备进行控制。该装置能够实现中央空调的分布式控制，改善中央空调配置灵活性差、维护改造困难等问题。

另外，根据本发明上述实施例提出的中央空调的控制装置还可以具有以下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述上位机包括控制面板，所述控制面板分别与多个所述分布式控制器相连，其中，各分布式控制器用于在接收到用户通过所述控制面板输入的针对所述分布式控制器对应的冷机设备与其他冷机设备的连接指令后，建立与其他冷机设备对应的分布式控制器之间的通信连接。

在本发明的一个实施例中，各分布式控制器还用于在与其他分布式控制器建立通信连接后，对相应的分布式控制程序进行优化，并通过所述指令写入单元将优化结果写入所述控制单元，其中，所述控制单元还用于根据所述优化结果生成优化指令，并将所述优化指令发送至相应的执行器，以通过所述执行器对相应的冷机设备进行优化控制。

在本发明的一个实施例中，所述上位机与所述plc可编程控制器之间可插拔连接。

在本发明的一个实施例中，所述上位机与所述plc可编程控制器通过以太网进行通信。

在本发明的一个实施例中，所述上位机采用arm开发板或者主机电脑。

在本发明的一个实施例中，所述所述多台冷机设备通过rs485总线与所述plc可编程控制器相连。

在本发明的一个实施例中，多个所述分布式控制器通过多线程或者多进程的方式实现。

为了到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种中央空调的控制系统，包括：中央空调，所述中央空调包括多台冷机设备；上述第一方面实施例的中央空调的控制装置。

根据本发明实施例的中央空调的控制系统，采用上述实施例的中央空调的控制装置，能够实现中央空调的分布式控制，改善中央空调配置灵活性差、维护改造困难等问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的中央空调的控制装置的结构框图；

图2为本发明一个实施例的上位机的结构框图；

图3为本发明一个具体实施例的中央空调的控制装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的中央空调的控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的中央空调的控制装置和系统。

图1为本发明实施例提出的中央空调的控制装置的结构框图。如图1所示，中央空调2000包括多台冷机设备2100，控制装置1000包括：plc可编程控制器1200和上位机1100。

参见图1，plc可编程控制器1200包括数据采集单元1210、指令写入单元1220和控制单元1230，数据采集单元1210分别与各台冷机设备2100的传感器2110相连，用于采集各传感器2110的检测数据，控制单元1230分别与数据采集单元1210、指令写入单元1220和各冷机设备2100的执行器2120相连；上位机1100包括与多台冷机设备2100对应设置的多个分布式控制器1110，各分布式控制器1110包括存储器1111和存储在存储器中的分布式控制程序1112。

其中，上位机1100与plc可编程控制器1200之间建立通信连接时，指令写入单元1220用于将各分布式控制器1110的存储器1111中存储的分布式控制程序1110写入控制单元1230，控制单元1230用于根据分布式控制程序1112生成相应的控制指令，并将控制指令发送至相应的执行器2120，以使执行器2120根据控制指令对相应的制冷设备2100进行控制。

可选地，上位机1100采用arm开发板或者主机电脑，由此，可提高分布式控制程序的开发效率。

具体而言，上位机1100中的多个分布式控制器1110与中央空调中的多个冷机设备2100一一对应，即对应每台冷机设备2100对应设置一个分布式控制程序，以对各冷机设备2100进行独立控制。当上位机1100与plc可编程控制器1200之间建立通信连接时，通过指令写入单元1220将各分布式控制程序1110写入控制单元1230，进而控制单元1230可根据分布式控制程序1112生成相应的控制指令，并将控制指令发送至相应的执行器2120，以使执行器2120根据控制指令对相应的制冷设备2100进行控制。

本发明将多智能体控制系统的思想引入到bms(buildingmanagingsystem，建筑管理系统)系统中并对系统中各功能模块进行解耦及标准化，将系统划分为多个功能相互独立的虚拟单元，并以分布式控制器的形式设置在上位机中，将分布式控制程序在上位机中进行调试，调试完成后，本发明能够实现中央空调的分布式控制，改善中央空调施工周期长、人工成本高、灵活性差、维护改造困难等问题。

可选地，上位机1100与plc可编程控制器1200之间可插拔连接，通过该方式配置中央空调的制冷设备，能够有效缩短施工周期长，降低人工成本。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，上位机1100还可包括控制面板1120，控制面板1120分别与多个分布式控制器1110相连，其中，各分布式控制器1110用于在接收到用户通过控制面板1120输入的针对分布式控制器1110对应的冷机设备2110与其他冷机设备2110的连接指令后，建立与其他冷机设备2110对应的分布式控制器1110之间的通信连接，如图3所示。

可选地，参见图3，上位机1100与plc可编程控制器1200可通过以太网进行通信，多台冷机设备2100可通过rs485总线与plc可编程控制器1200相连。

进一步地，各分布式控制器1110还用于在与其他分布式控制器1110建立通信连接后，对相应的分布式控制程序1112进行优化，并通过指令写入单元1220将优化结果写入控制单元1230，其中，控制单元1230还用于根据优化结果生成优化指令，并将优化指令发送至相应的执行器2120，以通过执行器2120对相应的冷机设备2100进行优化控制。

具体而言，冷机设备2100可大可小，例如，其可以包括一台冷冻水泵、一台冷机、一台冷却水泵及一台冷却塔，对应其在plc可编程控制器1200的控制单元中配置有一台智能控制器，各智能控制器之间以手拉手的形式相互连接，通过相互协作并以进化类算法完成冷机运行组合的寻优，同时在个别智能控制器损坏时，其他智能控制器的某一台能够接替损坏的智能控制器继续控制其下面连接的冷机设备。

当在plc可编程控制器1200基础上增加上位机1100时，上位机1100中的多个分布式控制器1110，与总线上的冷机设备2100一一对应，可以通过多进程或多线程的方式来实现，每个分布式控制器1110独占一部分内存，将原有的控制逻辑按照无中心架构进行解耦，形成各个设备的独立控制程序并以异步的方式运行，进一步各个虚拟设备的连接拓扑可以在上位机1100的控制面板1120上来操作。参见图3，在控制面板1120屏幕上显示的两个冷机设备2100的拓扑连接，即代表两个分布式控制器1110进程之间建立通讯，分布式控制器1110之间通过相互合作的方式进行运行优化，然后将优化结果发送给plc可编程控制器1200，最后经总线发送给冷机设备2100执行。

综上所述，本发明实施例的中央空调的控制装置，能够有效缩短中央空调初期施工周期，降低人工成本，提高配置的灵活性，降低过程中的配置难度，且方便中央空调的维护、改造。

图4是本发明实施例的中央空调的控制系统的结构框图。

如图4所示，中央空调的控制系统包括：中央空调2000和上述实施例的中央空调的控制装置1000。

其中，中央空调2000包括多台冷机设备2100。

本发明实施例的中央空调的控制系统，采用上述实施例的中央空调的控制装置，能够实现中央空调的分布式控制，改善中央空调配置灵活性差、维护改造困难等问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。