專利名稱：中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中央空調(diào)。特別是涉及一種中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常的中央空調(diào)末端控制系統(tǒng)，常規(guī)的末端控制系統(tǒng)是不考慮環(huán)節(jié)溫度的，只檢測(cè)室內(nèi)溫度并構(gòu)成溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境(室外)溫度變化時(shí)，需要經(jīng)過門窗、墻壁等介質(zhì)逐漸影響到室內(nèi)溫度，然后經(jīng)過圖1所示的控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，其具體調(diào)節(jié)是由如下步驟完成:步驟1:在溫度控制器的操作面板上設(shè)定室內(nèi)溫度Θ s ；步驟2:由室內(nèi)溫度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫度ef(t)，并將檢測(cè)信號(hào)送到溫度控制器；步驟3:溫度控制器將設(shè)定室內(nèi)溫度Θ s(t)減去檢測(cè)的室內(nèi)實(shí)際溫度Θ f (t)，得到溫度偏差e (t)，即Θ s (t) - Θ f (t) =e (t)，溫度偏差e (t)的數(shù)值可以大于零或等于零或小于零；步驟4:溫度控制器對(duì)溫度偏差進(jìn)行放大運(yùn)算，得比例控制項(xiàng)，即kp.e (t) =Cp (t)，kP為比例放大系數(shù)或稱為增益系數(shù)；步驟5:溫度控制器對(duì)溫度偏差進(jìn)行積分運(yùn)算，得積分控制項(xiàng)，即Tie^t = ，T1為積分時(shí)間常數(shù)；
iI 步驟6:將比例控制項(xiàng)和積分控制項(xiàng)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到溫度控制器輸出，即CP(t)+CI(t)=CPI(t)；步驟7:溫度控制器輸出送到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度a (t)，控制冷凍水的流量q(t)，從而對(duì)I #末端的室內(nèi)溫度進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。以上七個(gè)步驟是傳統(tǒng)的中央空調(diào)末端控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和控制算法?？刂扑惴ǖ牟蛔阒幨莐p和T1 一經(jīng)設(shè)定或整定，在系統(tǒng)運(yùn)行過程不再改變，難于滿足既響應(yīng)快又無超調(diào)、無振蕩且無穩(wěn)態(tài)誤差的技術(shù)要求。所以，經(jīng)過這些環(huán)節(jié)的逐個(gè)傳遞、轉(zhuǎn)換和運(yùn)算處理，造成了信息采集、信息交換、信息處理、控制輸出以及執(zhí)行器動(dòng)作的滯后，這種滯后降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量，造成了系統(tǒng)超調(diào)、振蕩。降低了室內(nèi)環(huán)境的舒適度，也增加了能耗。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠快速采集溫度信息，及時(shí)調(diào)整對(duì)空調(diào)的驅(qū)動(dòng)方式提高室內(nèi)環(huán)境舒適度的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，包括有依次相連的驅(qū)動(dòng)器、用于調(diào)節(jié)冷凍水流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和連接冷凍水的空調(diào)末端，還設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，用于控制驅(qū)動(dòng)器對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行多種方式驅(qū)動(dòng)的控制單元，所述控制單元的輸入端分別連接用于設(shè)定室內(nèi)溫度的溫度控制器、設(shè)置在室內(nèi)用于檢測(cè)室內(nèi)溫度的一體化室內(nèi)溫度傳感器，以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器的輸出端上用于檢測(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器，所述的控制單元還設(shè)置有室內(nèi)溫度設(shè)定輸入端口。所述的控制單元還連接一體化室外溫度傳感器。所述的控制單元包括有PLC控制模塊，所述PLC控制模塊的:Y0腳連接第一繼電器JZXl，Yl腳連接第二繼電器JZX2，Χ24腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器、通過一個(gè)電阻連接一體化室外溫度傳感器以及通過一個(gè)電阻連接一體化室內(nèi)溫度傳感器，Χ23腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器、一體化室外溫度傳感器以及一體化室內(nèi)溫度傳感器，Χ22腳連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器，Χ21腳連接一體化室外溫度傳感器，Χ20腳連接一體化室內(nèi)溫度傳感器，XO腳、Xl腳和Χ2腳分別對(duì)應(yīng)連接第一工作模式的控制開關(guān)SWl、第三工作模式的控制開關(guān)SW2和第二工作模式的控制開關(guān)SW3。所述的驅(qū)動(dòng)器采用電機(jī)Μ，所述的電機(jī)M的信號(hào)端是分別通過第一繼電器JZXl的開關(guān)觸點(diǎn)3 — 5、開關(guān)觸點(diǎn)4 — 6、第二繼電器JZX2的開關(guān)觸點(diǎn)3 — 5和開關(guān)觸點(diǎn)4 一 6連接控制單兀。本實(shí)用新型的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，能夠快速進(jìn)行信息采集、信息交換、信息處理、控制輸出使執(zhí)行器可以根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度進(jìn)行相應(yīng)的工作，提高了室內(nèi)環(huán)境的舒適度。本實(shí)用新型的特點(diǎn)如下:1、節(jié)能:本實(shí)用新型采用智能控策略，能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化，及時(shí)調(diào)整空調(diào)主機(jī)及水泵等耗能設(shè)備的能量輸出，按需生產(chǎn)；2、節(jié)省人力，本實(shí)用新型通過前段采集、后端處理的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，可以做到無人值守，這樣就可以大大節(jié)省人員成本，并且減少因人為原因造成的浪費(fèi)及損失；
3、保障安全，本實(shí)用新型具有限值報(bào)警功能，通過各種探測(cè)器接口，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況，并根據(jù)不同的報(bào)警情況自動(dòng)運(yùn)行自我保護(hù)措施等。

圖1是本實(shí)用新型第一種控制方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第二種控制方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型控制單元的電路圖；圖4是本實(shí)用新型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電路；圖5是本實(shí)用新型三種工作方式功能框圖。圖中1:控制單元2:驅(qū)動(dòng)器3:電動(dòng)調(diào)節(jié)閥4:空調(diào)末端5:閥位傳感器6:—體化室內(nèi)溫度傳感器7: 一體化室外溫度傳感器
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)做出詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，包括有依次相連的驅(qū)動(dòng)器2、用于調(diào)節(jié)冷凍水流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3和連接冷凍水的空調(diào)末端4，還設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)器2的輸入端相連，用于控制驅(qū)動(dòng)器2對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3進(jìn)行多種方式驅(qū)動(dòng)的控制單元1，所述控制單元I的輸入端分別連接用于設(shè)定室內(nèi)溫度的溫度控制器、設(shè)置在室內(nèi)用于檢測(cè)室內(nèi)溫度的一體化室內(nèi)溫度傳感器6，以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器2的輸出端上用于檢測(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器5，所述的控制單元I還設(shè)置有室內(nèi)溫度設(shè)定輸入端口。如圖2所示，所述的控制單元I還連接一體化室外溫度傳感器7。如圖3所示，所述的控制單元I包括有PLC控制模塊，所述PLC控制模塊選用WQ系列PLC，所述PLC控制模塊的:Y0腳連接第一繼電器JZXl，Yl腳連接第二繼電器JZX2，Χ24腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器5、通過一個(gè)電阻連接一體化室外溫度傳感器7以及通過一個(gè)電阻連接一體化室內(nèi)溫度傳感器6，Χ23腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器5、一體化室外溫度傳感器7以及一體化室內(nèi)溫度傳感器6，Χ22腳連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器5，Χ21腳連接一體化室外溫度傳感器7，Χ20腳連接一體化室內(nèi)溫度傳感器6，XO腳、Xl腳和Χ2腳分別對(duì)應(yīng)連接第一工作模式的控制開關(guān)SW1、第三工作模式的控制開關(guān)SW2和第二工作模式的控制開關(guān)SW3。WQ系列PLC的AD轉(zhuǎn)換器允許O 5V電壓輸入或4 20mA電流輸入，為此，選用HQWZ2461/C型變送器，與PtlOO鉬電阻溫度傳感器構(gòu)成一體化室內(nèi)溫度傳感器6，測(cè)量范圍為O 150° C，輸出4 20mA電流信號(hào)。如圖4所示，所述的驅(qū)動(dòng)器采用電機(jī)M，所述的電機(jī)M的信號(hào)端分別通過第一繼電器JZXl的開關(guān)觸點(diǎn)3 — 5和開關(guān)觸點(diǎn)4 一 6,以及第二繼電器JZX2的開關(guān)觸點(diǎn)3 — 5和開關(guān)觸點(diǎn)4 - 6連接控制單元。當(dāng)設(shè)定溫度低于實(shí)際溫度時(shí)，控制模塊7使YO端變?yōu)?N，小型繼電器JZXl線圈得電，JZXl的觸點(diǎn)3-5/4-6接通，電機(jī)M正向旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3開度增大，控制模塊7動(dòng)作的周期和周期里動(dòng)作時(shí)間均根據(jù)圖5的功能進(jìn)行控制。當(dāng)設(shè)定溫度與實(shí)際檢測(cè)溫度相等時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3不工作，其閥位為某一數(shù)值。當(dāng)設(shè)定溫度大于實(shí)際檢測(cè)溫度時(shí)，JZX2工作，減小電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3開度，減小冷凍水流量。當(dāng)設(shè)定溫度與實(shí)際檢測(cè)溫度再次相等時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3再次停止工作，其閥位為某一數(shù)值。環(huán)境溫度是對(duì)室內(nèi)溫度的擾動(dòng)，環(huán)境溫度變化通過門窗、墻壁以及屋頂?shù)扔绊懙绞覂?nèi)溫度，然后通過室內(nèi)溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這個(gè)過程中存在大慣性環(huán)節(jié)和純滯后環(huán)節(jié)，導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能下降且造成能源浪費(fèi)。由圖1、圖2、圖5可知，第二種工作方式是第一種工作方式的基礎(chǔ)上增加了一條環(huán)境溫度前饋補(bǔ)償通道，從而能夠及時(shí)地將環(huán)境溫度對(duì)室內(nèi)溫度的影響減至最小，同時(shí)也就節(jié)省了能源。本實(shí)用新型的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的末端控制，采用WQ-36MT-3DA-3AD型PLC，有20點(diǎn)D1、16點(diǎn)D0，3路模擬量輸入，3路模擬量輸出。WQ-36MT-3DA-3AD 型 PLC 的技術(shù)指標(biāo)如下: 工作電源DC24V 單機(jī)控 制規(guī)模36點(diǎn)MT+3DA+3AD (可定制).36路I/O輸入輸出，其中輸入20路，輸出16路(大功率晶體型DC24V/6A) 內(nèi)置3路0-10V(16bit)DA模擬量輸出 內(nèi)置3路最高3000Hz帶加減速高速脈沖輸出(Y00 Y02)[0048] 內(nèi)置3路最高IOOKHz帶加減速高速脈沖輸出(Y20 Y22選配) 內(nèi)置 4 路 0-5V/4-20mA(12bit)AD 模擬量輸入(X20 X23 選配) 內(nèi)置2組A、B相正交編碼器計(jì)數(shù)，標(biāo)配8.5KHz (X20 X23) 內(nèi)置2組A、B相正交編碼器計(jì)數(shù)，最高IOOKHz (X20 X23選配) 本機(jī)采用高性能進(jìn)口工業(yè)級(jí)ARM芯片設(shè)計(jì)，可適應(yīng)高電磁干擾的工業(yè)環(huán)境.高速運(yùn)算，基本指令每步0.0 IuS 通信接口:1 232(:、1 485、5 1_1^、0六吧.08(選配) 有擴(kuò)展接口，可以方便地連接模擬量輸入輸出、I/O等擴(kuò)展模塊，最多可支持512路I/O輸入輸出 程序空間為256K步，不用電池記憶，無需維護(hù) 內(nèi)部繼電器M5200點(diǎn).狀態(tài)繼電器S200點(diǎn) 定時(shí)器 T400 點(diǎn)，其中 TO T234 為 100ms, T235 T399 為 IOms 計(jì)數(shù)器C200點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器D5200點(diǎn) 變址寄存器16點(diǎn) 程序位置指針128個(gè) 處理器 ARM Cortex_M332 位 編程語言米用梯形圖 支持高級(jí)語言(C，C++)混合，高速表達(dá)式運(yùn)算 米用循環(huán)掃描工作方式。WQ-36MT-3DA-3AD型PLC的面板設(shè)置參數(shù)和顯示參數(shù)(I)室內(nèi)溫度設(shè)定:D3(2)室內(nèi)溫度檢測(cè)值顯示:D20(3)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度偏差:D1 ;偏差絕對(duì)值:D0(4)環(huán)境溫度檢測(cè)值顯示:D50(5)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度(％):D58以下參數(shù)只允許監(jiān)視不允許在面板上修改:(6)晝夜時(shí)間序列可變補(bǔ)償數(shù)據(jù):D4(7)可變溫度前饋系數(shù):D16(8)可變?cè)鲆?比例)系數(shù):D1500(9)調(diào)節(jié)閥最小動(dòng)作時(shí)間:D72(10)環(huán)境溫度可變補(bǔ)償系數(shù):D52(11)溫度設(shè)定與調(diào)節(jié)閥初始化開度可變比值系數(shù):D60(12)溫度前饋控制項(xiàng):D38(13)增益(比例)控制項(xiàng):D24(14)積分控制項(xiàng):D22(15)比例-積分(PI)控制項(xiàng):D26(16)比例-積分-前饋控制項(xiàng):D42 (工作方式I)[0086](17)比例-積分-前饋-環(huán)境溫度補(bǔ)償控制項(xiàng):D44 (工作方式2)(18)比例-積分-前饋-環(huán)境溫度-晝夜時(shí)間序列補(bǔ)償控制項(xiàng):D44 (工作方式3)(19)溫度設(shè)定與調(diào)節(jié)閥初始化開度可變比值系數(shù)控制項(xiàng):D46(20)綜合控制項(xiàng):D70。
權(quán)利要求1.一種中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，包括有依次相連的驅(qū)動(dòng)器(2)、用于調(diào)節(jié)冷凍水流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(3)和連接冷凍水的空調(diào)末端(4)，其特征在于，還設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)器(2)的輸入端相連，用于控制驅(qū)動(dòng)器(2)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(3)進(jìn)行多種方式驅(qū)動(dòng)的控制單元(1)，所述控制單元(I)的輸入端分別連接用于設(shè)定室內(nèi)溫度的溫度控制器、設(shè)置在室內(nèi)用于檢測(cè)室內(nèi)溫度的一體化室內(nèi)溫度傳感器(6)、以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器(2)的輸出端上用于檢測(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器(5)，所述的控制單元(I)還設(shè)置有室內(nèi)溫度設(shè)定輸入端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元(I)還連接一體化室外溫度傳感器(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元(I)包括有PLC控制模塊，所述PLC控制模塊的:Y0腳連接第一繼電器JZXl，Yl腳連接第二繼電器JZX2，Χ24腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器(5)、通過一個(gè)電阻連接一體化室外溫度傳感器(7 )以及通過一個(gè)電阻連接一體化室內(nèi)溫度傳感器(6 )，Χ23腳分別連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器(5)、一體化室外溫度傳感器(7)以及一體化室內(nèi)溫度傳感器(6)，Χ22腳連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器(5 )，Χ21腳連接一體化室外溫度傳感器(7 )，Χ20腳連接一體化室內(nèi)溫度傳感器(6)，Χ0腳、Xl腳和Χ2腳分別對(duì)應(yīng)連接第一工作模式的控制開關(guān)SW1、第三工作模式的控制開關(guān)SW2和第二工作模式的控制開關(guān)SW3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)器(2)采用電機(jī)Μ,所述的電機(jī)M的信號(hào)端分別通過第一繼電器JZXl的開關(guān)觸點(diǎn)3 — 5、開關(guān)觸點(diǎn)4—6、第二繼電器JZX2的開關(guān)觸點(diǎn)3 - 5和開關(guān)觸點(diǎn)4 一 6連接控制單元(I)。
專利摘要一種中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，包括有依次相連的驅(qū)動(dòng)器、用于調(diào)節(jié)冷凍水流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和連接冷凍水的空調(diào)末端，還設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，用于控制驅(qū)動(dòng)器對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行多種方式驅(qū)動(dòng)的控制單元，所述控制單元的輸入端分別連接用于設(shè)定室內(nèi)溫度的溫度控制器、設(shè)置在室內(nèi)用于檢測(cè)室內(nèi)溫度的一體化室內(nèi)溫度傳感器，以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器的輸出端上用于檢測(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位傳感器，所述的控制單元還設(shè)置有室內(nèi)溫度設(shè)定輸入端口。本實(shí)用新型能夠快速進(jìn)行信息采集、信息交換、信息處理、控制輸出使執(zhí)行器可以根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度進(jìn)行相應(yīng)的工作，提高了室內(nèi)環(huán)境的舒適度。
文檔編號(hào)F24F11/02GK203163157SQ20122065211
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者張躍 申請(qǐng)人:天津金碩信息科技集團(tuán)股份有限公司