專利名稱：機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到熱交換器節(jié)能系統(tǒng)，尤其涉及到一種基于MODBUS總線
網(wǎng)關的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術：
目前我國的通信行業(yè)不僅是一個高科技的行業(yè)，也是一個高耗能行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計， 一般通信機房耗電量約占其整個運營系統(tǒng)耗電量的89%左右，無論從降低電信企業(yè)自身的運營成本考慮，還是從節(jié)能環(huán)保的社會責任方面來說，應用各種技術實現(xiàn)通信機房節(jié)能降耗都是電信運營企業(yè)亟需解決的重大課題。目前用的機房熱交換器節(jié)能系統(tǒng)多采用單臺控制方式，在多機組應用中走線相對比較復雜，而在增減設備的時候又需要對熱交換器節(jié)能系統(tǒng)的軟硬件進行重新配置；并且其無網(wǎng)絡通信功能，不能實現(xiàn)多點測量和多機組聯(lián)動，無法進行遠程監(jiān)控。
基于上述現(xiàn)有熱交換器節(jié)能系統(tǒng)的不足之處，本發(fā)明人設計了本實用新型一種"機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)"。

實用新型內(nèi)容
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術的不足所要解決的技術問題是提供基于
MODBUS現(xiàn)場總線連接的分布式智能控制方式，通過MODBUS (Modbus是一
種通訊結構，廣泛應用在智能設備之間進行主-從方式通訊)總線網(wǎng)關與企業(yè)信息網(wǎng)絡相連，實現(xiàn)了節(jié)能系統(tǒng)靈活配置和遠程監(jiān)控管理的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是
一種機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，包括熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)包括微處理器和內(nèi)外循環(huán)風機，所述的熱交換器系統(tǒng)還設有MODBUS接口電路，
MODBUS接口電路的輸入端與微處理器的通信輸出端相連接，MODBUS接口電路的輸出端通過MODBUS總線與遠程控制系統(tǒng)相連，遠程控制系統(tǒng)由依次相連接的遠程監(jiān)控計算機、控制系統(tǒng)微處理器和MODBUS總線網(wǎng)關組成，MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線與MODBUS接口電路的輸出端相連，MODBUS總線網(wǎng)關與遠程監(jiān)控計算機之間采用以太網(wǎng)接口電路連接進行通信，MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線訪問熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)通過MODBUS總線傳送至MODBUS總線網(wǎng)關，然后經(jīng)以太網(wǎng)接口電路傳送至遠程監(jiān)控計算機，同時遠程監(jiān)控計算機通過IE瀏覽器頁面或監(jiān)控軟件依序經(jīng)以太網(wǎng)接口電路、MODBUS總線網(wǎng)關和MODBUS總線給熱交換器系統(tǒng)下達控制指令或下達新的設置參數(shù)，控制熱交換器系統(tǒng)的運行。通過MODBUS接口電路可將熱交換器系統(tǒng)掛到MODBUS總線上，這樣熱交換器系統(tǒng)即成為網(wǎng)絡型智能從站。
所述的MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個以上的熱交換器系統(tǒng)，各熱交換器系統(tǒng)的MODBUS接口電路均與MODBUS總線網(wǎng)關相連接。
所述熱交換器系統(tǒng)內(nèi)的微處理器內(nèi)置有AD轉換模塊和CCP模塊，AD轉換模塊通過信號調(diào)理電路分別連接溫度傳感器和濕度傳感器，熱交換器系統(tǒng)的微處理器通過啟停控制電路與內(nèi)外循環(huán)風機相連，CCP模 與內(nèi)外循環(huán)風機之間設有脈沖測速電路和脈寬調(diào)速電路，根據(jù)溫度傳感器和濕度傳感器檢測的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)由啟?？刂齐娐泛兔}寬調(diào)速電路控制內(nèi)外循環(huán)風機的運行和調(diào)速。將PI模糊控制算法應用于熱交換器系統(tǒng)中，通過大量試驗，整定出對象機房的最優(yōu)控制參數(shù)表。熱交換器系統(tǒng)根據(jù)檢測到的機房內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，通過PWM控制來調(diào)節(jié)風機轉速，通過計算風機脈沖頻率檢測風機轉速并進行故障判斷。
所述的MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個或一個以上空調(diào)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)包括相連接的空調(diào)微處理器和機房空調(diào)機組，空調(diào)微處理器連接有MODBUS接口電路，通過MODBUS接口電路將空調(diào)控制系統(tǒng)掛到MODBUS總線。遠程監(jiān)控計算機通過IE瀏覽器或監(jiān)控軟件訪問嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關的嵌入式Web服務器，嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線訪問各熱交換器系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)。各熱交換器系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)通過MODBUS總線傳送至嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關Web服務器，然后經(jīng)以太網(wǎng)傳送至遠程監(jiān)控計算機，同時遠程監(jiān)控計算機通過IE瀏覽器頁面或監(jiān)控軟件，依序經(jīng)以太網(wǎng)通信接口、嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關和MODBUS總線給各設備下達控制指令或下達新的設置參數(shù)，控制熱交換器系統(tǒng)和機房空調(diào)機組等設備的運行。
所述的空調(diào)微處理器連設有紅外接收電路，空調(diào)微處理器通過紅外接收電路接收空調(diào)遙控器發(fā)出的紅外信號來進行機房空調(diào)機組控制，空調(diào)微處理器與機房空調(diào)機組之間還設有紅外發(fā)射電路、電源控制電路和霍爾檢測電路，空調(diào)控制系統(tǒng)通過紅外接收電路解調(diào)出來的波形解碼空調(diào)遙控器的紅外信號，在接受啟停指令時，通過模擬遙控器指令和開合電源控制電路來控制機房空調(diào)機組；采用霍爾檢測電路檢測機房空調(diào)機組電流進行故障判斷，并對多臺空調(diào)進行延時啟動以保護空調(diào)及延長空調(diào)壽命。
所述的MODBUS總線還通過MODBUS接口電路連接有人機界面，人機 界面通過MODBUS總線對各熱交換器系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)下達啟停指令，對 熱交換器系統(tǒng)和機房空調(diào)機組進行調(diào)度聯(lián)動運行。
本實用新型一種機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)的有益效果是
1、 功能模塊化設計，將節(jié)能控制分散到現(xiàn)場設備(Field Device)中，避 免了一個設備的失效造成整個系統(tǒng)的失效，利于工程配置和維護。本實用新型 中的熱交換器系統(tǒng)作為功能自治的網(wǎng)絡從站節(jié)點，可自動依據(jù)檢測的內(nèi)外環(huán)境 參數(shù)，通過對風機的啟停及PWM調(diào)速，充分利用自然冷源進行散熱；空調(diào)控 制系統(tǒng)作為獨立的從站節(jié)點，具有紅外線自學習功能，可依據(jù)主站指令，對不 同型號的自啟動(非自啟動)空調(diào)進行精確控制。
2、 采用MODBUS協(xié)議構建FCS系統(tǒng)，各熱交換器系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng) 和MODBUS總線網(wǎng)關之間僅用一根MODBUS總線相連，可以大量減少現(xiàn)場 接線；由于熱交換器系統(tǒng)等從站采用了功能模塊化設計、通信采用了標準化協(xié) 議，系統(tǒng)具有開放性、互換性和互操作性的特點，可根據(jù)通信機房的設備情況 進行配置集成，功能擴展更加簡化，便于安裝、運行、維護。
3、 具有遠程網(wǎng)絡通信功能，通過MODBUS總線網(wǎng)關充分利用現(xiàn)有的以太 網(wǎng)資源，遠程監(jiān)控計算機通過以太網(wǎng)訪問嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關Web服務 器，通過IE瀏覽器或監(jiān)控軟件可顯示出嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關Web服務 器內(nèi)嵌網(wǎng)頁，可進行參數(shù)設置及監(jiān)控現(xiàn)場參數(shù)變化情況，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡型智能 遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
4、 采用智能控制，本實用新型的熱交換器系統(tǒng)采用模糊控制對機房環(huán)境參數(shù)進行智能控制；空調(diào)控制系統(tǒng)采用智能自學習紅外遙控編碼的方式，通過啟 ?？照{(diào)電源、發(fā)送紅外控制指令、檢測空調(diào)電流來實現(xiàn)對不同類型空調(diào)的精確 控制。這些控制方式通過軟件算法實現(xiàn)，無需額外增加硬件成本，有效地提高 裝置的性能價格比，提高系統(tǒng)的節(jié)能率和適用性。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是熱交換器系統(tǒng)的結構原理簡圖； 圖2是空調(diào)控制系統(tǒng)的結構原理簡圖； 圖3是本實用新型的整體結構監(jiān)控原理圖。 附圖標記說明
10、熱交換器系統(tǒng) 20、空調(diào)控制系統(tǒng)
具體實施方式
參照圖1至圖3，本實用新型是這樣實施的
機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，包括熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)包括微處
理器和內(nèi)外循環(huán)風機，熱交換器系統(tǒng)還設有MODBUS接口電路，MODBUS接 口電路的輸入端與微處理器的通信輸出端相連接，MODBUS接口電路的輸出 端通過MODBUS總線與遠程控制系統(tǒng)相連，遠程控制系統(tǒng)由依次相連接的遠 程監(jiān)控計算機、控制系統(tǒng)微處理器和MODBUS總線網(wǎng)關組成，MODBUS總線 網(wǎng)關通過MODBUS總線與MODBUS接口電路的輸出端相連，MODBUS總 線網(wǎng)關與遠程監(jiān)控計算機之間采用以太網(wǎng)接口電路連接進行通信，MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線訪問熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)通 過MODBUS總線傳送至MODBUS總線網(wǎng)關，然后經(jīng)以太網(wǎng)接口電路傳送至 遠程監(jiān)控計算機，同時遠程監(jiān)控計算機通過IE瀏覽器頁面或監(jiān)控軟件依序經(jīng)以 太網(wǎng)接口電路、MODBUS總線網(wǎng)關和MODBUS總線給熱交換器系統(tǒng)下達控制 指令或下達新的設置參數(shù)，控制熱交換器系統(tǒng)的運行。
MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個以上的熱交換器系統(tǒng)，各 熱交換器系統(tǒng)的MODBUS接口電路均與MODBUS總線網(wǎng)關相連接。
熱交換器系統(tǒng)內(nèi)的微處理器內(nèi)置有AD轉換模塊和CCP模塊，AD轉換模 塊通過信號調(diào)理電路分別連接溫度傳感器和濕度傳感器，熱交換器系統(tǒng)的微處 理器通過啟?？刂齐娐放c內(nèi)外循環(huán)風機相連，CCP模塊與內(nèi)外循環(huán)風機之間設 有脈沖測速電路和脈寬調(diào)速電路，根據(jù)溫度傳感器和濕度傳感器檢測的環(huán)境參 數(shù)，經(jīng)由啟?？刂齐娐泛兔}寬調(diào)速電路控制內(nèi)外循環(huán)風機的運行和調(diào)速。
MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個或一個以上空調(diào)控制系 統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)包括相連接的空調(diào)微處理器和機房空調(diào)機組，空調(diào)微處理器 連接有MODBUS接口電路，通過MODBUS接口電路將空調(diào)控制系統(tǒng)掛到 MODBUS總線。
空調(diào)微處理器連設有紅外接收電路，空調(diào)微處理器通過紅外接收電路接收 空調(diào)遙控器發(fā)出的紅外信號來進行機房空調(diào)機組控制，空調(diào)微處理器與機房空 調(diào)機組之間還設有紅外發(fā)射電路、電源控制電路和霍爾檢測電路，空調(diào)控制系 統(tǒng)通過紅外接收電路解調(diào)出來的波形解碼空調(diào)遙控器的紅外信號，在接受啟停 指令時，通過模擬遙控器指令和開合電源控制電路來控制機房空調(diào)機組；采用 霍爾檢測電路檢測機房空調(diào)機組電流進行故障判斷，并對多臺空調(diào)進行延時啟動以保護空調(diào)及延長空調(diào)壽命。
MODBUS總線還通過MODBUS接口電路連接有人機界面，人機界面通過 MODBUS總線對各熱交換器系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)20下達啟停指令，對熱交換 器系統(tǒng)和機房空調(diào)機組進行調(diào)度聯(lián)動運行。
在圖1中，每臺熱交換器系統(tǒng)10的輸入通道由順序連接到微處理器的溫度 傳感器、濕度傳感器、調(diào)理電路、AD轉換模塊、脈沖測速電路、CCP模塊等 組成。微處理器內(nèi)置有AD轉換模塊和CCP模塊，根據(jù)檢測的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)由 啟?？刂齐娐贰⒚}寬(PWM)調(diào)速電路控制內(nèi)外循環(huán)風機的運行和調(diào)速。微處 理器還連接MODBUS接口電路，通過MODBUS接口電路可將熱交換器系統(tǒng) 10掛到MODBUS總線上，這樣熱交換器系統(tǒng)10即成為網(wǎng)絡型智能從站。
在圖2中，空調(diào)控制系統(tǒng)20的輸入通道由順序連接到微處理器的紅外接收電 路、霍爾檢測電路組成，空調(diào)控制系統(tǒng)20的輸出通道由紅外發(fā)射電路和電源控 制電路組成?？照{(diào)微處理器連接有MODBUS接口電路，通過MODBUS接口電 路將空調(diào)控制系統(tǒng)20掛到MODBUS總線。空調(diào)微處理器通過紅外接收電路接收 空調(diào)遙控器發(fā)出的紅外信號來進行機房空調(diào)機組控制，空調(diào)控制系統(tǒng)20通過紅 外接收電路解調(diào)出來的波形解碼空調(diào)遙控器的紅外信號，在接受啟停指令時， 通過模擬遙控器指令和開合電源控制電路來控制機房空調(diào)機組；采用霍爾檢測 電路檢測機房空調(diào)機組電流進行故障判斷，并對多臺空調(diào)進行延時啟動以保護 及延長空調(diào)壽命。
圖3是基于MODBUS網(wǎng)關的機房節(jié)能系統(tǒng)監(jiān)控示意圖 圖中熱交換器系統(tǒng) 10、空調(diào)控制系統(tǒng)20、人機界面與MODBUS網(wǎng)關通過MODBUS總線相連，遠 程監(jiān)控計算機通過以太網(wǎng)與MODBUS網(wǎng)關相連，這樣便構成了遠程計算機對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控和管理。嵌入式MODBUS總線網(wǎng)關采用ARM9處理器、 以太網(wǎng)接口電路、總線驅(qū)動電路等構成了嵌入式網(wǎng)關的硬件平臺。在這個平臺 上移植了源代碼免費、公開的嵌入式實時操作系統(tǒng)lJC/OS—l1，簡化并移植了 TCP/IP協(xié)議棧，開發(fā)了MODBUS總線和以太網(wǎng)驅(qū)動程序，并在此基礎上開發(fā) 了嵌入式CGI(Common Gateway lnterface)程序，實現(xiàn)嵌入式Web服務器。這 樣遠程計算機通過上位機監(jiān)控軟件或IE瀏覽器便能實現(xiàn)對MODBUS總線網(wǎng)關 的訪問。MODBUS網(wǎng)關將MODBUS現(xiàn)場底層網(wǎng)絡與MODBUSTCP企業(yè)管理網(wǎng) 絡無縫連接，實現(xiàn)了機房散熱節(jié)能系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡化和標準化。
以上所述，僅是本實用新型一種機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)的較佳實施例 而己，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術 實質(zhì)對以上的實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用 新型技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求1、機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，包括熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)包括微處理器和內(nèi)外循環(huán)風機，其特征在于所述的熱交換器系統(tǒng)還設有MODBUS接口電路，MODBUS接口電路的輸入端與微處理器的通信輸出端相連接，MODBUS接口電路的輸出端通過MODBUS總線與遠程控制系統(tǒng)相連，遠程控制系統(tǒng)由依次相連接的遠程監(jiān)控計算機、控制系統(tǒng)微處理器和MODBUS總線網(wǎng)關組成，MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線與MODBUS接口電路的輸出端相連，MODBUS總線網(wǎng)關與遠程監(jiān)控計算機之間采用以太網(wǎng)接口電路連接進行通信。
2、 根據(jù)權利要求1所述的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個以上的熱交換器系統(tǒng)，各熱交換器系統(tǒng)的MODBUS接口電路均與MODBUS總線網(wǎng)關相連接。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述熱交換器系統(tǒng)內(nèi)的微處理器內(nèi)置有AD轉換模塊和CCP模塊，AD轉換模塊通過信號調(diào)理電路分別連接溫度傳感器和濕度傳感器，熱交換器系統(tǒng)的微處理器通過啟停控制電路與內(nèi)外循環(huán)風機相連，CCP模塊與內(nèi)外循環(huán)風機之間設有脈沖測速電路和脈寬調(diào)速電路。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線連接一個或一個以上空調(diào)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)包括相連接的空調(diào)微處理器和機房空調(diào)機組，空調(diào)微處理器連接有MODBUS接口電路，通過MODBUS接口電路將空調(diào)控制系統(tǒng)掛到MODBUS總線。
5、 根據(jù)權利要求4所述的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的空調(diào)微處理器連設有紅外接收電路，空調(diào)微處理器與機房空調(diào)機組之間還設有紅外發(fā)射電路、電源控制電路和霍爾檢測電路。
6、根據(jù)權利要求1或2所述的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述的MODBUS總線還通過MODBUS接口電路連接有便于對熱交換器系統(tǒng)和機房空調(diào)機組進行調(diào)度聯(lián)動運行的人機界面。
專利摘要本實用新型涉及到熱交換器節(jié)能系統(tǒng)，尤其涉及到一種基于MODBUS總線網(wǎng)關的機房熱交換器節(jié)能控制系統(tǒng)。包括熱交換器系統(tǒng)，熱交換器系統(tǒng)包括微處理器和內(nèi)外循環(huán)風機，所述的熱交換器系統(tǒng)還設有MODBUS接口電路，MODBUS接口電路與微處理器相連接，MODBUS接口電路的輸出端通過MODBUS總線與遠程控制系統(tǒng)相連，遠程控制系統(tǒng)由依次相連接的遠程監(jiān)控計算機、控制系統(tǒng)微處理器和MODBUS總線網(wǎng)關組成，MODBUS總線網(wǎng)關通過MODBUS總線與MODBUS接口電路的輸出端相連。其有益效果是功能模塊化設計，將節(jié)能控制分散到現(xiàn)場設備中，避免了一個設備的失效造成整個系統(tǒng)的失效，利于工程配置和維護。大量減少現(xiàn)場接線。具有遠程網(wǎng)絡通信功能。具有智能控制功能。
文檔編號G05B19/418GK201396888SQ20092013075
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權日2009年4月16日
發(fā)明者朱云云, 謝代鋒 申請人:深圳市中興新地通信器材有限公司