專利名稱：空調(diào)系統(tǒng)冷、熱負荷分配分支控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)冷(熱)負荷分配控制技術(shù)中的 分支控制模塊。
背景技術(shù)：
目前，在中央空調(diào)冷(熱)水輸配過程中，冷熱量分配不均衡是最常見 的問題，人們?yōu)榱双@得冷熱量的合理分配，往往采用節(jié)流孔板、調(diào)節(jié)閥、平衡閥等節(jié)流元件 來調(diào)節(jié)管路的阻力和流量，使各個環(huán)路實際流量符合設(shè)計流量的要求或保持一個定值。但 即使做到這樣，靜態(tài)的平衡仍然無法保證空調(diào)各區(qū)域(環(huán)路)對冷熱量的動態(tài)需求。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型旨在提供一種空調(diào)系統(tǒng) 冷、熱負荷分配分支控制模塊；它能夠通過對分支環(huán)路相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和對環(huán)路的負荷進 行實時分析，動態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)路上電動閥門的開度，使各環(huán)路的流量與其負荷的需求相匹配，降 低整個系統(tǒng)對冷(熱)水流量的需求，從而為中央空調(diào)系統(tǒng)挖掘更大的節(jié)能空間。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案它包括DSP控制處理器、與該 處理器適配的模擬量和數(shù)字量輸入/輸出接口、存儲器、電源轉(zhuǎn)換電路以及電源；存儲器 電路、看門狗保護電路、數(shù)字量輸入電路、數(shù)字量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電 路、RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路以及電源轉(zhuǎn)換電路分別與控制處理器電路連接，一端并聯(lián)后 的存儲器電路、看門狗保護電路以及模擬量輸入電路與電源轉(zhuǎn)換電路連接，電源電路分別 與電源轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字量輸入電路、數(shù)字量輸出電路、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路以 及RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路連通?？刂铺幚砥麟娐酚蒁SP處理器U7，與該DSP處理器連接的晶體振蕩器Y1、振蕩電 容C61和C62、濾波電容C5-C9、C11-C15和C18-C23、以及電阻R88、R6-R7構(gòu)成；存儲器電路由1 存儲器和靜態(tài)隨機存儲器組成，所述1 存儲器由集成電路U14， 與該集成電路連接的上拉電阻R73-R75、以及濾波電容C43構(gòu)成；所述靜態(tài)隨機存儲器由相 互連接的集成電路U5和TO、與集成電路U5連接的濾波電容C17構(gòu)成；看門狗保護電路由集成電路U1、與該集成電路連接的濾波電容Cl構(gòu)成；數(shù)字量輸入電路是由相互并聯(lián)的光電耦合器N4-N11，與對應(yīng)的光電耦合器連接的 限流電阻R113-R128、濾波電容C72-C87、以及發(fā)光二極管LED3-LED10組成的八路獨立數(shù)字 量采集單元；數(shù)字量輸出電路是由集成電路U18，與該集成電路連接的繼電器JK1-JK6、限流電 阻RU9-R134、以及發(fā)光二極管LED11-LED16組成的六路獨立數(shù)字量輸出電路；模擬量輸入電路由電流/電壓輸入單元電路和三線制鉬電阻輸入單元電路構(gòu)成； 所述電流/電壓輸入單元電路由分壓電阻R9-RM、濾波電容C55-C58和保護二極管V1-V8 構(gòu)成，所述三線制鉬電阻輸入單元電路由集成電路U8-U12、濾波電容C26-C41和C63-C66、 電阻R25-R67構(gòu)成；模擬量輸出電路由集成電路U19-U22、三極管Q1-Q8、電阻R93-R112和Ri;35-R146、 濾波電容C88-C95、以及積分電容C68-C71構(gòu)成；RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路為半雙工通訊接口，它由集成電路Ul3和U15、光電耦合 器m-N3、發(fā)光二極管LED2、以及與之相連接的電阻R68-R72和R76-R80構(gòu)成；[0013]電源轉(zhuǎn)換電路由集成電路D1-D2和U3-U4，電阻Rl、R2、電容C47、C49、C2-C4、 C52-C53 和 C24-C25 構(gòu)成；電源電路由獨立的兩路+5V電壓電路、獨立的兩路+24V電壓電路、一路+15V電壓 電路、一路-15V電壓電路構(gòu)成；與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型由于采用了上述技術(shù)方案，因此能夠根據(jù)采集到的 數(shù)據(jù)實現(xiàn)對中央空調(diào)冷(熱)水輸配過程中模擬量和數(shù)字量參數(shù)的檢測，并可通過內(nèi)置的 自動控制算法程序來完成對中央空調(diào)冷(熱)水輸配系統(tǒng)中各環(huán)路的閥門開度進行動態(tài)的 實時調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)水流量按需動態(tài)分配的效果；本實用新型除了提供可同時輸出的四路 模擬量輸出和六路數(shù)字量輸出通道以外，還提供了能夠同時檢測的四路模擬量輸入、四路 鉬電阻信號輸入以及八路數(shù)字量輸入通道。另外，本實用新型還帶有一路RS-485接口，通 過該通訊接口可實現(xiàn)更高一級的控制管理軟件對多個分支控制模塊的統(tǒng)一管理功能。

[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；[0017]圖2是本實用新型控制處理器電路的示意圖；[0018]圖3是本實用新型存儲器電路的示意圖；[0019]圖4是本實用新型看門狗保護電路的示意圖；[0020]圖5是本實用新型數(shù)字量輸入電路的示意圖；[0021]圖6是本實用新型數(shù)字量輸出電路的示意圖；[0022]圖7是本實用新型模擬量輸入電路的示意圖；[0023]圖8是本實用新型模擬量輸出電路的示意圖；[0024]圖9是本實用新型RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路的示意圖；[0025]圖10是本實用新型電源轉(zhuǎn)換電路的示意圖；[0026]圖11是本實用新型電源電路的示意圖。[0027]圖中控制處理器電路1存儲器電路2看門狗保護電路3數(shù)字量輸入電路
字量輸出電路5模擬量輸入電路6模擬量輸出電路7 RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路8電源轉(zhuǎn) 換電路9電源電路10具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實例對本實用新型作進一步說明在圖1 11中，存儲器電路2、看門狗保護電路3、數(shù)字量輸入電路4、數(shù)字量輸出 電路5、模擬量輸入電路6、模擬量輸出電路7、RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路8以及電源轉(zhuǎn)換電 路9分別與控制處理器電路1連接，一端并聯(lián)后的存儲器電路2、看門狗保護電路3以及模 擬量輸入電路6與電源轉(zhuǎn)換電路9連接，電源電路10分別與電源轉(zhuǎn)換電路9、數(shù)字量輸入電 路4、數(shù)字量輸出電路5、模擬量輸入電路6、模擬量輸出電路7以及RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電 路8連通。其中控制處理器電路1由DSP處理器U7，與該DSP處理器連接的晶體振蕩器Y1、振蕩 電容C61和C62、濾波電容C5-C9、C11-C15和C18-C23、以及電阻R88、R6-R7構(gòu)成。DSP處 理器U7的型號為TMS320LFM07A，它是一款基于TMS320C2xx DSP的16位CPU核，帶有3 字的高速Flash存儲器、1. 5K字的數(shù)據(jù)/程序RAM、544字雙端口 DARAM以及I字的單口 SARAM,并支持在線實時仿真和跟蹤。DSP處理器U7采用144腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、16路10位ADC、12路PWM輸出以及多個的外部中斷，這款微控制器特別適合工業(yè) 控制、圖像處理、醫(yī)療系統(tǒng)、高速數(shù)字處理系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域。存儲器電路2由1 存儲器和靜態(tài)隨機存儲器組成，所述1 存儲器由集成電路 U14,與該集成電路連接的上拉電阻R73-R75、以及濾波電容C43構(gòu)成；所述靜態(tài)隨機存儲器 由相互連接的集成電路TO和TO、與集成電路TO連接的濾波電容C17構(gòu)成。1 存儲器的 型號為24C256，帶有256K位的存儲空間，用于存儲各種系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)掉電后數(shù)據(jù)不 會丟失；而靜態(tài)隨機存儲器的型號為CY7C1021V33-12，帶有64KX16bit大小的存儲空間， 用于系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)交換和暫存，但系統(tǒng)掉電后數(shù)據(jù)將丟失?？撮T狗保護電路3由集成電路U1，與該集成電路連接的濾波電容Cl構(gòu)成；用于 CPU受環(huán)境干擾或程序錯誤而導(dǎo)致工作不正常時，使CPU重新復(fù)位啟動，從而提高了系統(tǒng)的
可靠性。數(shù)字量輸入電路4用于采集數(shù)字量信號，它是由相互并聯(lián)的光電耦合器N4-N11， 與對應(yīng)的光電耦合器連接的限流電阻R113-R128、濾波電容C72-C87、以及發(fā)光二極管 LED3-LED10組成的八路獨立數(shù)字量采集單元。所述的光電耦合器N4-N11能實現(xiàn)單元 內(nèi)部電路與外部設(shè)備的完全隔離，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；所述的發(fā)光二極管 LED3-LED10用于指示相應(yīng)的數(shù)字量輸入通道的工作狀況。數(shù)字量輸出電路5用于輸出數(shù)字量信號，它是由集成電路U18，與該集成電路連接 的繼電器JK1-JK6、限流電阻RU9-R134、以及發(fā)光二極管LED11-LED16組成的六路獨立數(shù) 字量輸出電路。所述的發(fā)光二極管LED11-LED16用于指示相應(yīng)的數(shù)字量輸出通道的工作狀 況。模擬量輸入電路6用于采集模擬信號，它由電流/電壓輸入單元電路和三線制 鉬電阻輸入單元電路構(gòu)成；所述電流/電壓輸入單元電路由分壓電阻R9-RM、濾波電容 C55-C58和保護二極管V1-V8構(gòu)成，所述三線制鉬電阻輸入單元電路由集成電路U8-U12、濾 波電容C26-C41和C63-C66、電阻R25-R67構(gòu)成。以上八個單元電路將得到的模擬電壓經(jīng)過 分壓、將得到的電阻信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，直接送入控制處理器電路1的AD轉(zhuǎn)換接口，由控 制處理器電路1將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后做進一步處理。模擬量輸出電路7用于輸出四路獨立的模擬信號，它由由集成電路U19-U22、三極 管Q1-Q8、電阻R93-R112和R135-R146、濾波電容C88-C95、以及積分電容C68-C71構(gòu)成。以 上所述每一路模擬量輸出電路可輸出0-10V的電壓信號或輸出4-20mA的電流信號。RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路8為半雙工通訊接口，它由集成電路U13和U15、光電耦 合器m-N3、發(fā)光二極管LED2、以及與之相連接的電阻R68-R72和R76-R80構(gòu)成。所述RS485 半雙工通訊接口的最大通訊距離為1200m，能夠與其它帶有RS-485通訊接口的監(jiān)控設(shè)備進 行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控；所述光電耦合器W-N3能實現(xiàn)與其他監(jiān)控設(shè)備通訊 的完全隔離，提高了系統(tǒng)運作的安全性。電源轉(zhuǎn)換電路9由集成電路D1-D2和U3-U4，電阻Rl、R2、電容C47、C49、C2-C4、 C52-C53和CM-C25構(gòu)成；主要用于提供CPU及部分功能電路的工作電源。電源電路10由兩路+5V電壓電路、獨立的兩路+24V電壓電路、一路+15V電壓電 路、一路-15V電壓電路構(gòu)成；主要用于網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路和其他電路的工作電源，并可為 被控的環(huán)路電動調(diào)節(jié)閥提供+24V的電源。[0040] 工作原理根據(jù)中央空調(diào)冷(熱)水輸配系統(tǒng)實際分支環(huán)路的多少，將本實用新型 安裝在每個分支環(huán)路上，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求首先采集與被控分支環(huán)路調(diào)節(jié)相關(guān)的數(shù)據(jù)。 其中，數(shù)字量輸入電路4采集具有兩態(tài)工作特性的閥門狀況參數(shù)；模擬量輸入電路6采集環(huán) 路溫度、壓力、流量和閥門開度等各種模擬量信號，同時由控制處理器電路1選擇其電壓或 電流模式并設(shè)置相應(yīng)的工作參數(shù)；控制處理器電路1將得到的模擬量信號進行修正處理后 再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并保存在存儲器電路2中?？刂铺幚砥麟娐?根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進行分析 處理，對被控分支環(huán)路消耗的冷量進行計量，并發(fā)出控制指令，數(shù)字量輸出電路5根據(jù)控制 指令要求輸出開關(guān)狀態(tài)并通過相應(yīng)的指示燈指示其開關(guān)狀態(tài)；模擬量輸出電路7根據(jù)控制 指令及參數(shù)要求先進行修正處理，再由模擬量輸出電路7輸出電壓或電流值去控制分支環(huán) 路閥門的開度；從而實現(xiàn)各分支環(huán)路水流量的動態(tài)的調(diào)節(jié)，使得各分支環(huán)路的流量與其負 荷的需求相匹配。
權(quán)利要求1.一種空調(diào)系統(tǒng)冷、熱負荷分配分支控制模塊，包括DSP控制處理器、與該處理器適配 的模擬量和數(shù)字量輸入/輸出接口、存儲器、電源轉(zhuǎn)換電路以及電源；其特征在于存儲器 電路( 、看門狗保護電路C3)、數(shù)字量輸入電路(4)、數(shù)字量輸出電路( 、模擬量輸入電路 (6)、模擬量輸出電路(7)、RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路(8)以及電源轉(zhuǎn)換電路(9)分別與控 制處理器電路(1)連接，一端并聯(lián)后的存儲器電路O)、看門狗保護電路(3)以及模擬量輸 入電路(6)與電源轉(zhuǎn)換電路(9)連接，電源電路(10)分別與電源轉(zhuǎn)換電路(9)、數(shù)字量輸入 電路G)、數(shù)字量輸出電路(5)、模擬量輸入電路(6)、模擬量輸出電路(7)以及RS-485網(wǎng)絡(luò) 通訊接口電路⑶連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)系統(tǒng)冷、熱負荷分配分支控制模塊，其特征在于控制處理器電路(1)由DSP處理器U7，與該DSP處理器連接的晶體振蕩器Y1、振蕩電 容C61和C62、濾波電容C5-C9、C11-C15和C18-C23、以及電阻R88、R6_R7構(gòu)成；存儲器電路( 由1 存儲器和靜態(tài)隨機存儲器組成，所述1 存儲器由集成電路U14， 與該集成電路連接的上拉電阻R73-R75、以及濾波電容C43構(gòu)成；所述靜態(tài)隨機存儲器由相 互連接的集成電路U5和TO、與集成電路U5連接的濾波電容C17構(gòu)成；看門狗保護電路(3)由集成電路U1，與該集成電路連接的濾波電容Cl構(gòu)成； 數(shù)字量輸入電路(4)是由相互并聯(lián)的光電耦合器N4-N11，與對應(yīng)的光電耦合器連接的 限流電阻R113-R128、濾波電容C72-C87、以及發(fā)光二極管LED3-LED10組成的八路獨立數(shù)字 量采集單元；數(shù)字量輸出電路(5)是由集成電路U18，與該集成電路連接的繼電器JK1-JK6、限流電 阻RU9-R134、以及發(fā)光二極管LED11-LED16組成的六路獨立數(shù)字量輸出電路；模擬量輸入電路(6)由電流/電壓輸入單元電路和三線制鉬電阻輸入單元電路構(gòu)成； 所述電流/電壓輸入單元電路由分壓電阻R9-RM、濾波電容C55-C58和保護二極管V1-V8 構(gòu)成，所述三線制鉬電阻輸入單元電路由集成電路U8-U12、濾波電容C26-C41和C63-C66、 電阻R25-R67構(gòu)成；模擬量輸出電路⑵由集成電路U19-U22、三極管Q1-Q8、電阻R93-R112和R135-R146、 濾波電容C88-C95、以及積分電容C68-C71構(gòu)成；RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路(8)為半雙工通訊接口，它由集成電路U13和U15、光電耦合 器m_N3、發(fā)光二極管LED2、以及與之相連接的電阻R68-R72和R76-R80構(gòu)成；電源轉(zhuǎn)換電路(9)由集成電路D1-D2和U3-U4，電阻Rl、R2、電容C47、C49、C2-C4、 C52-C53 和 C24-C25 構(gòu)成；電源電路(10)由獨立的兩路+5V電壓電路、獨立的兩路+24V電壓電路、一路+15V電 壓電路、一路-15V電壓電路構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種空調(diào)系統(tǒng)冷、熱負荷分配分支控制模塊，屬于中央空調(diào)冷(熱)水輸配技術(shù)；旨在提供一種按空調(diào)各區(qū)域(環(huán)路)的實際負荷進行冷(熱)量動態(tài)分配的控制裝置。它由控制處理器電路(1)、存儲器電路(2)、看門狗保護電路(3)、數(shù)字量輸入電路(4)、數(shù)字量輸出電路(5)、模擬量輸入電路(6)、模擬量輸出電路(7)、RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路(8)、電源轉(zhuǎn)換電路(9)以及分別與上述電路相連通并提供工作電源的電源電路(10)構(gòu)成。本實用新型具有現(xiàn)場接線及施工難度小、施工和調(diào)試周期短等優(yōu)點，可用于中央空調(diào)冷(熱)水輸配系統(tǒng)中的冷熱量動態(tài)分配控制。
文檔編號F24F11/00GK201844503SQ20102054214
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者張良, 楊欣, 王曉保, 羅慶保, 郭晟 申請人:貴州匯通華城樓宇科技有限公司