智能节点控制装置及应用该装置的风机盘管集中控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种智能节点控制装置及其应用该控制装置的控制系统，尤其是涉及一种智能节点控制装置及应用该装置的风机盘管集中控制系统。


背景技术：

2.风机盘管机组，也称为fan coil uni t或indoor un it，是指安装在诸如宾馆、医院、商场、饭店、办公楼、工厂或高档住宅等建筑物内，运用空气热交换循环方式对房间内空气进行处理，从而满足人们需要的温度、湿度和空气品质(indoor air quality)的空调系统末端处理装置，风机盘管主要依靠风机的强制作用，使空气通过加热器表面时被加热，因而强化了散热器与空气间的对流换热作用，能够迅速加热房间的空气。现有技术对风机盘管机组的控制常常采用现场或远程控制方式，如，现有技术，如cn103712319a，节能型风机盘管组件，包括盘管和风机总成，所述风机总成包括风机和驱动电机，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括：环境参数检测单元，用于检测风机运行环境的物理参数；电机驱动电路，用于控制并驱动电机转动；中央控制单元，接收环境参数检测单元的物理参数并根据该参数发送指令至电机驱动电路用于调整电机的转速。还包括远程控制单元，通过网络与中央控制单元传输交互数据，所述远程控制单元通过的网络为互联网、3g或gprs无线通讯电路。然而，该现有技术虽然通过远程控制单元实现数据的远程控制，但是该现有技术侧重点解决的技术问题是：目前风机盘管是通过单相交流电机驱动，不具有自动的调速功能，因而，该电机与风机配合驱动具有较高的能耗，且调速不连续，电机运行状态差，温度较高，造成较大的振动和噪声，其通过对风机电机的无级调速以保证电机的运行状态，减小发热、振动和噪声。该文献并没有进一步阐述如何实现风机盘管的现场数据采集及其数据传输，从而实现远程控制的目的。
3.目前，国网中兴公司白广路办公区综合楼的风机盘管机组已使用20余年，并且一直沿用现场人工调解的方法，存在如下问题：一方面其末端温度调控精度不精确，另一方面无法实现远程监测风机盘管运行状态及室内温度情况，进而无法对风机盘管的工作状态进行集中管控；虽然国网中兴公司工程技术人员可以参考上述现有技术实现对目前设备进行改进，但是，由于是上述现有技术对本公司来说是一种全新设计，不能结合现有设备布局进行改造，从而将会导致公司付出大量的人力物力以及财力，进而加重公司负担。
4.此外，虽然现有技术cn104896686a公开了一种基于plc载波通信的中央空调节能控制系统，但是，该现有技术并没有采用光电耦合器采集风机和二通阀的状态，也没有增加继电器实现采集风机盘管的风速和冷冻水阀的开关状态数据上传给中心控制系统，从而无法保证中心控制系统实时监控到现场设备的运行状况。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型公开一种风机盘管集中控制系统，其技术方案如下：
6.一种智能节点控制装置，包括：单片机、第一电力线载波通信模块、以及包括温度采集模块、继电器输出模块、光耦输入模块、按键输入模块和led输出模块的功能模块；所述功能模块与单片机的i/0端电连接；所述第一电力线载波通信模块将单片机采集的信号通过电力线上传到远端；其特征为：
7.温度采集模块：采集室内温度和湿度，并将采集的温度和湿度数据通过i/o端口传送到单片机中，并保存在分配的内存中；
8.光耦输入模块：用于采集风机盘管的风速和冷冻水阀的开关状态数据，通过i/o端口传送到单片机，并保存在分配的内存中。
9.继电器输出模块：通过单片机的i/o端口输出指令给响应的继电器控制端，控制风机盘管的风速和冷冻水阀的开/关。
10.优选为：所述功能模块还包括：按键输入模块：采用8按键输入，单片机的i/o输出，进而控制风机盘管的风速和冷冻水阀的开关，实现空调末端控制系统的现场手动控制；led输出模块：根据按键输入模块的8按键输入对应的led指示灯对其输入操作进行指示。
11.优选为：所述风机盘管通过与继电器输出模块连接实现对风机盘管设备状态的控制，并通过光耦输入模块采集风机盘管中的电机以及二通阀的状态。
12.优选为：所述单片机的rxd、txd管脚与所述第一电力线载波通信模块的rxd、txd管脚连接；所述单片机i/o端口与继电器组控制线圈连接；所述继电器组与电力线连接。
13.本实用新型还公开一种风机盘管集中控制系统，包括上位机、第二电力线载波通信模块，其特征为：还包括多个上述的智能节点控制装置，多个所述智能节点控制装置通过电力线与第二电力线载波通信模块连接；所述第二电力线载波通信模块通过max232芯片与上位机连接。
14.优选为：所述温度采集模块采用ds18b20型号温度传感器，该传感器与单片机p3.4管脚连接，并最终通过第一电力线载波通信模块传送到上位机上实时显示。
15.优选为：所述第一电力线载波通信模块采用ttl电平串行接口，与单片机的串口p3.0，p3.1端口连接。
16.优选为：所述第一、二电力线载波通信模块采用型号为bwp10a芯片。
17.有益效果
18.本实用新型采用公知的电力载波技术，利用国网中兴公司白广路办公区综合楼中已有的电力传输线作为风机盘管机组数据采集信号的传输线路，简化了设计方案，降低了改造成本，同时实现了远程控制。
附图说明
19.图1为本实用新型某个建筑区域智能节点控制装置示意图；
20.图2为本实用新型某个建筑区域风机盘管集中控制系统示意图；
21.图3为本实用新型风机盘管集中控制系统中控制模块电路连接示意图；
22.图4为本实用新型某个建筑区域风机盘管集中控制系统中盘管状态采集接线示意图。
具体实施方式
23.低压电力线载波通信技术(low vo l tage power l i ne commun i cat i on，lvplc)是一种将低压电力线(220v用户线)作为传播载体，把信息数据调制耦合到电力线上同电源同步传输，利用调制解调技术在接收端将信息解调的通信方式。
24.本实用新型技术方案就是依赖于该公知的电力载波技术实现了国网中兴公司白广路办公区综合楼的风机盘管机组的远程监控与控制。
25.参见图1-2所示。其中图1显示了某个建筑区域智能节点控制装置示意图，包括建筑区域中多个风机盘管1-n,每个风机盘管都对应一个智能节点控制装置以对该对应区的风机盘管的工作状态进行实时监控，并将采集的数据经过智能节点控制装置通过建筑区域已有的电力线上传到国网中兴公司白广路办公区综合楼控制中心(本发明定义为上位机)，具体技术方案如下：
26.风机盘管集中控制系统，包括上位机、第二电力线载波通信模块、多个上述的智能节点控制装置，多个所述智能节点控制装置通过电力线与第二电力线载波通信模块连接；所述第二电力线载波通信模块通过max232芯片与上位机连接。所述智能节点控制装置，包括：单片机、第一电力线载波通信模块、以及包括温度采集模块、继电器输出模块、光耦输入模块、按键输入模块和led输出模块的功能模块；所述功能模块与单片机的i/0端电连接；所述第一电力线载波通信模块将单片机采集的信号通过电力线上传到远端；本发明第一、二电力线载波通信模块采用型号为bwp10a芯片，其中：温度采集模块：采集室内温度和湿度，并将采集的温度和湿度数据通过i/o端口传送到单片机中，并保存在分配的内存中，同时定时把这些数据通过电力线上传给上位机以实现温度采集区温度的控制提供数据支持。
27.建筑区域中空调系统的末端设备主要包括风机盘管、新风机、空调机等设备。其中风机盘管是数量最多的设备，也是本系统控制模块主要控制的对象。风机盘管安装在建筑内每个房间，为房间提供热量或冷量。智能节点控制装置控制对象是风机盘管的风机和二通阀，但是，由于白广路办公区综合楼的中央空调系统风机和水阀除了总开关外，没有其它的控制装置，故而当总开关送电后，进水二通阀全开，并且将一直保持这种状态直到断电，而风机的风速也需要手动调节，这样既影响室内环境的舒适性又浪费能源。为了实现房间舒适温度的控制，使风机盘管通过与智能节点控制装置的继电器输出模块相连，实现对风机盘管设备状态的控制，因此，在原有设备基础上增加继电器控制以实现控制二通阀的通断和风机速度，参见图4所示，k1、k2、k3、k4为交流继电器，其线圈电压为220/240vac、触点电流为5a，采用pc817光电耦合器采集风机和二通阀的状态，p1、p2、p3、p4分别接到四个光电耦合器的输入端，通过光耦输入模块采集风机盘管的风速和冷冻水阀的开关状态数据，同时通过i/o端口传送到单片机，并保存在分配的内存中，并定时将这些数据通过电力线上传给上位机以以便实时地掌握建筑房内所有空调的使用情况；当温度控制模块将采集回来的数据通过单片机上传到上位机，上位机通过电力线转发到相应的智能节点上，智能节点通过电力线载波通信模块输出指令，通过继电器输出模块控制风机盘管的风速和冷冻水阀的开/关，实现温度的控制。
28.此外，本实用新型除了远程控制外，还在应用现场设置了手动开关以控制设备的工作状态，其输入模式采用按键输入模块，该模块采用8按键输入，单片机的i/o输出，进而控制风机盘管的风速和冷冻水阀的开关，实现空调末端控制系统的现场手动控制；同时，根
据按键输入模块的8按键输入对应的采用led输出模块上的指示灯对其输入操作进行指示。由于按键开关与单片机的输入端连接，当输入按键命令后，单片机输出控制信号给继电器，实现继电器的通断，进而控制设备的运行状态。
29.本实用新型技术方案目前在白广路综合楼进行现场应用，实现综合楼801台房间风机盘管联网监管，由于该系统实现了远程监控功能，在方案实际运行中能够及时发现运行不稳定等问题，从而获得了如下效益：
30.经济效益：白广路综合楼风机盘管集中控制系统投运后，通过系统数据分析年节电量18万kwh，具有较好的节能效益。
31.管理效益：该产品只要具备低压电力线，经授权可本地、可任意地点移动进行远程自动化监控；对建筑区域风机盘管的工作状态的实时监控、从而使系统运行始终处于监控状态。
32.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。