即插即用通用輸入致動器的制造方法
【專利摘要】一種HVAC系統(tǒng)中的致動器包括電動機和由電動機驅動的驅動裝置。該驅動裝置連接至可移動HVAC組件以在多個位置之間驅動可移動HVAC組件。致動器還包括配置成接收輸入信號的輸入連接以及連接至電動機的處理電路。處理電路被配置成確定輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號。處理電路被配置成響應于確定輸入信號是AC電壓信號而使用AC電動機控制技術來運作電動機以及響應于確定輸入信號是DC電壓信號而使用DC電動機控制技術來運作電動機。
【專利說明】即插即用通用輸入致動器
[0001]關聯(lián)專利申請的交叉引用
[0002]本申請要求2015年3月18日提交的美國臨時專利申請N0.62/135,008以及2016年I月28日提交的美國臨時專利申請N0.62/288，402的權益和優(yōu)先權，這兩篇臨時申請的全部被援引包含于此。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及即插即用通用輸入致動器。
【背景技術】
[0004]本公開總體涉及加熱、通風或空調(HVAC)系統(tǒng)中的致動器。HVAC致動器用于運作多種多樣的HVAC組件，例如擋風板、流體閥、空氣處理單元以及HVAC系統(tǒng)中使用的其它組件。例如，致動器可耦合至HVAC系統(tǒng)中的擋風板并可用來在打開位置和關閉位置之間驅動擋風板。HVAC致動器典型地包括電動機和由電動機驅動并連接至HVAC組件的驅動裝置(例如輪軸、傳動系統(tǒng)等)。
[0005]HVAC致動器存在多種布線配置，包括:比例0N/0FF、浮動0N/0FF以及浮動增量。根據(jù)布線配置，HVAC致動器可工作在一具體工作模式下，包括:比例模式，其中致動器可基于輸入信號的值驅動至最小旋轉位置和最大旋轉位置之間的中間位置；以及浮動模式，其中致動器可基于輸入信號的存在而在最小旋轉位置和最大旋轉位置之間驅動。選擇工作模式的現(xiàn)有方案總體涉及外部工具或DIP開關。然而，這些方案是無法令人滿意的，因為它們依賴于操作者來選擇工作模式，這使得安裝過程變得復雜并且引入錯誤的可能性。
【發(fā)明內容】
[0006]本公開的一個實施方式是HVAC系統(tǒng)中的致動器。該致動器包括電動機和由電動機驅動的驅動裝置。驅動裝置連接至可移動的HVAC組件以在多個位置之間驅動可移動HVAC組件。致動器還包括接收輸入信號的輸入連接。致動器還包括處理電路。處理電路連接至電動機并確定輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號。響應于確定輸入信號是AC電壓信號，處理電路使用AC電動機控制技術來運作電動機。響應于確定輸入信號是DC電壓信號，處理電路進一步使用DC電動機控制技術來運作電動機。
[0007]在一些實施例中，處理電路包括控制器。在一些實施例中，處理電路包括AC電壓檢測器，該AC電壓檢測器響應于確定輸入信號是AC電壓信號而將AC檢測信號提供給控制器。在一些實施例中，處理電路包括DC電壓檢測器，該DC電壓檢測器響應于確定輸入信號是DC電壓信號而將DC檢測信號提供給控制器。響應于從AC電壓檢測器接收到AC檢測信號，控制器可使用AC電動機控制技術來運作電動機。響應于從DC電壓檢測器接收到DC檢測信號，控制器可使用DC電動機控制技術來運作電動機。
[0008]在一些實施例中，輸入連接具有比例布線配置。在一些實施例中，比例布線配置可包括順時針輸入連接，其接收DC電壓信號。在一些實施例中，比例布線配置可包括逆時針輸入連接，其接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。
[0009]在一些實施例中，DC電動機控制技術包括確定驅動裝置與DC電壓信號的值成比例的設定點位置。在一些實施例中，DC電動機控制技術包括運作電動機以將驅動裝置驅動至該設定點位置。
[0010]在一些實施例中，輸入連接具有0N/0FF布線配置。在一些實施例中，0N/0FF布線配置包括順時針輸入連接。該順時針輸入連接可包括順時針輸入開關。在一些實施例中，當順時針輸入開關閉合時，順時針輸入連接接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，而當順時針輸入開關斷開時，順時針輸入連接接收零電壓。在一些實施例中，0N/0FF布線配置包括接收穩(wěn)定AC或DC電壓的逆時針輸入連接。
[0011]在一些實施例中，AC電動機控制技術是0N/0FF控制技術。在一些實施例中，0N/0FF控制技術包括當順時針輸入開關閉合并且通過順時針輸入連接接收到穩(wěn)定的AC或DC電壓時運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，0N/0FF控制技術包括當順時針輸入開關斷開并且通過順時針輸入連接接收到零電壓時運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。
[0012]在一些實施例中，輸入連接具有浮動0N/0FF布線配置。在一些實施例中，浮動ON/OFF布線配置包括順時針輸入連接和逆時針輸入連接。在一些實施例中，浮動0N/0FF布線配置可進一步包括開關，該開關在第一位置和第二位置之間切換。在第一位置，可將穩(wěn)定的AC或DC電壓提供至順時針輸入連接并將零電壓提供至逆時針輸入連接。在第二位置，可將零電壓提供至順時針輸入連接并將穩(wěn)定的AC或DC電壓提供至逆時針輸入連接。
[0013]在一些實施例中，AC電動機控制技術是浮動0N/0FF控制技術。在一些實施例中，浮動0N/0FF控制技術包括當開關處于第一位置并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至順時針輸入連接時運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，浮動0N/0FF控制技術包括當開關處于第二位置并且零電壓被提供至順時針輸入連接時運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。
[0014]在一些實施例中，輸入連接具有浮動增量布線配置。在一些實施例中，浮動增量布線配置包括順時針輸入連接。順時針輸入連接可包括順時針輸入開關。當順時針輸入開關閉合時，順時針輸入連接可接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，當順時針輸入開關斷開時，順時針輸入連接接收零電壓。在一些實施例中，浮動增量布線配置包括逆時針輸入連接。逆時針輸入連接可包括逆時針輸入開關。當逆時針輸入開關閉合時，逆時針輸入連接可接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，而當逆時針輸入開關斷開時，逆時針輸入連接接收零電壓。
[0015]在一些實施例中，AC電動機控制技術是浮動增量控制技術。在一些實施例中，浮動增量控制技術可包括當順時針輸入開關閉合并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至順時針輸入連接時運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，浮動增量控制技術可包括:當逆時針輸入開關閉合且順時針輸入開關斷開以將穩(wěn)定的AC或DC電壓提供至逆時針輸入連接并將零電壓提供至順時針輸入連接時，運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。在一些實施例中，浮動增量控制技術可包括:當順時針輸入開關和逆時針輸入開關均斷開以使零電壓被提供至順時針輸入連接和逆時針輸入連接兩者時，防止電動機對驅動裝置進行驅動。
[0016]本公開的另一實施方式是控制HVAC致動器的方法。該HVAC致動器包括電動機和驅動裝置，該驅動裝置由電動機驅動并連接至可移動的HVAC組件。該方法包括在致動器的輸入連接處接收輸入信號。該方法涉及:通過致動器的處理電路，判斷輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號。該方法包括響應于確定輸入信號是AC電壓信號而通過處理電路使用AC電動機控制技術來運作電動機。該方法涉及:響應于確定輸入信號是DC電壓信號通過處理電路使用DC電動機控制技術來運作電動機。
[0017]在一些實施例中，該方法包括響應于確定輸入信號是AC電壓信號而將AC檢測信號從AC電壓檢測器提供至控制器。在一些實施例中，響應于控制器從AC電壓檢測器接收到AC檢測信號，使用AC電動機控制技術來運作電動機。在一些實施例中，該方法包括響應于確定輸入信號是DC電壓信號而將DC檢測信號從DC電壓檢測器提供至控制器。在一些實施例中，響應于控制器從DC電壓檢測器接收到DC檢測信號，使用DC電動機控制技術來運作電動機。
[0018]在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括在順時針輸入連接處接收DC電壓信號。在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。
[0019]在一些實施例中，使用DC電動機控制技術運作電動機包括:確定驅動裝置與DC電壓信號的值成比例的設定點位置。在一些實施例中，使用DC電動機控制技術運作電動機包括運作電動機以將驅動裝置驅動至該設定點位置。
[0020]在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當順時針輸入開關閉合時，在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當順時針輸入開關斷開時，在順時針輸入連接處接收零電壓。在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。
[0021]在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當順時針輸入開關閉合并且通過順時針輸入連接接收到穩(wěn)定的AC或DC電壓時，運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當順時針輸入開關斷開并且通過順時針輸入連接接收到零電壓時，運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。
[0022]在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當開關切換至第一位置時，在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓并在逆時針輸入連接處接收零電壓。在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當開關切換至第二位置時，在順時針輸入連接處接收零電壓并在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。
[0023]在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當開關處于第一位置并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至順時針輸入連接時，運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當開關處于第二位置并且零電壓被提供至順時針輸入連接時，運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。
[0024]在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當順時針輸入開關閉合時在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，并且當順時針輸入開關斷開時在順時針輸入連接處接收零電壓。在一些實施例中，在致動器的輸入連接處接收輸入信號包括:當逆時針輸入開關閉合時在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，并且當逆時針輸入開關斷開時在逆時針輸入連接處接收零電壓。
[0025]在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當順時針輸入開關閉合并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至順時針輸入連接時，運作電動機以將驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置。在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當逆時針輸入開關閉合而順時針輸入開關斷開以使穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至逆時針輸入連接并且零電壓被提供至順時針輸入連接時，運作電動機以將驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。在一些實施例中，使用AC電動機控制技術運作電動機包括:當順時針輸入開關和逆時針輸入開關均斷開以使零電壓被提供至順時針輸入連接和逆時針輸入連接兩者時，防止電動機對驅動裝置進行驅動。
[0026]本領域內技術人員將理解，
【發(fā)明內容】
僅僅是解說性的并且無論如何不旨在構成限制。本文描述的裝置和/或過程的其它方面、創(chuàng)新性特征和優(yōu)勢，如權利要求書中單獨定義的那樣，將在本文中展開并結合附圖考慮的詳細描述中變得顯而易見。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)一些實施例的具有加熱、通風或空調(HVAC)系統(tǒng)以及建筑物管理系統(tǒng)(BMS)的建筑物的立體圖。
[0028]圖2是根據(jù)一些實施例的可用于支持圖1的HVAC系統(tǒng)的水側系統(tǒng)的示意圖。
[0029]圖3是根據(jù)一些實施例的可用作圖1的HVAC系統(tǒng)的一部分的空氣側系統(tǒng)的框圖。
[0030]圖4是根據(jù)一些實施例的可實現(xiàn)在圖1的建筑物中的BMS的框圖。
[0031 ]圖5是根據(jù)一些實施例的可用于圖1的HVAC系統(tǒng)、圖2的水側系統(tǒng)、圖3的空氣側系統(tǒng)或圖4的BMS系統(tǒng)以控制HVAC組件的致動器的示意性立體圖。
[0032]圖6是根據(jù)一些實施例的圖5所示的致動器的示意性俯視圖。
[0033]圖7是根據(jù)一些實施例的圖5所示的致動器的示意性仰視圖。
[0034]圖8-11是根據(jù)一些實施例的圖5所示的致動器的詳細布線圖。
[0035]圖12是根據(jù)一些實施例的圖5所示的致動器的框圖。
[0036]圖13是示出根據(jù)一些實施例的可用于圖5所示的致動器中的通用輸入檢測器的電路圖。
[0037]圖14-17是根據(jù)一些實施例當將各種順時針輸入信號和逆時針信號提供至處理電路時示出校正電壓信號、DC檢測信號和AC檢測信號的性質的曲線圖。
[0038]圖18是根據(jù)一些實施例的可由圖5所示的致動器執(zhí)行的通用輸入檢測的流程圖。
[0039]圖19是根據(jù)一些實施例的描述當處理電路不包含AC輸入檢測器和DC輸入檢測器時期望的致動器操作的表格。
[0040]圖20是根據(jù)一些實施例的描述當處理電路包含AC輸入檢測器和DC輸入檢測器時期望的致動器操作的表格。
【具體實施方式】
[0041 ] 總述
[0042]總體參照附圖，它們示出了根據(jù)一些實施例的有能力接收通用輸入的HVAC致動器。致動器可以是擋風板致動器、閥致動器、風扇致動器、栗致動器或可用于HVAC系統(tǒng)中的任何其它類型的致動器。致動器包括:被配置成(例如從控制器)接收輸入信號的輸入連接、電動機、被配置成基于輸入信號控制電動機的處理電路、以及由電動機驅動的驅動裝置。驅動裝置可被連接至可移動的HVAC組件(例如擋風板、閥等)并可被配置成使HVAC組件移動過某一范圍的多個位置。
[0043]致動器可接收多種不同類型的輸入信號，例如AC電壓信號和DC電壓信號。在一些實施例中，致動器自動地確定輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號。致動器能響應于確定輸入信號是AC電壓信號而使用AC電動機控制技術(例如0N/0FF控制、浮動0N/0FF控制、浮動增量控制等)來運作電動機。類似地，致動器能響應于確定輸入信號是DC電壓信號而使用DC電動機控制技術(例如比例控制)來運作電動機。致動器能基于接收的輸入信號的類型來自動地選擇工作模式，而不需要外部配置工具、用戶可操作的模式選擇開關或用戶可操作的DIP開關。下面將更詳細地描述HVAC致動器的額外特征和優(yōu)勢。
[0044]建筑物管理系統(tǒng)和HVAC系統(tǒng)
[0045]現(xiàn)在參見圖1-4，其示出根據(jù)一些實施例的其中能夠實施本公開的系統(tǒng)和方法的建筑物管理系統(tǒng)(BMS)和HVAC系統(tǒng)。特別參見圖1，其示出建筑物10的立體圖。建筑物10由BMS提供服務。BMS—般是裝置系統(tǒng)，被配置成控制、監(jiān)視和管理建筑物或建筑物區(qū)域之內或周圍的設備。BMS可包括例如HVAC系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、火警系統(tǒng)、能夠管理建筑物功能或裝置的任何其它系統(tǒng)、或者其任意組合。
[0046]為建筑物10提供服務的BMS包括HVAC系統(tǒng)10t3HVAC系統(tǒng)100可包括多個HVAC裝置(例如加熱器、冷卻器、空氣處理單元、栗、風扇、熱能存儲等)，被配置成提供加熱、冷卻、通風或對建筑物10的其它服務。例如，HVAC系統(tǒng)100被圖示為包括水側系統(tǒng)120和空氣側系統(tǒng)130。水側系統(tǒng)120可將受熱或冷卻的流體提供至空氣側系統(tǒng)130的空氣處理單元。空氣側系統(tǒng)130可使用該受熱或冷卻的流體以加熱或冷卻被提供至建筑物10的空氣流。將結合圖2-3更詳細地描述可用在HVAC系統(tǒng)100中的水側系統(tǒng)和空氣側系統(tǒng)。
[0047]HVAC系統(tǒng)100被圖示為包括冷卻器102、鍋爐104以及屋頂空氣處理單元(AHU) 106。水側系統(tǒng)120可使用鍋爐104和冷卻器102來加熱或冷卻工作流體(例如水、乙二醇等)并可將工作流體循環(huán)至AHU 106。在各種實施例中，水側系統(tǒng)120的HVAC裝置可位于建筑物10之內或周圍(如圖1所示)，或者位于諸如中央設施(例如冷卻器設施、蒸汽設施、加熱設施等)的異地位置。根據(jù)建筑物10中需要加熱還是冷卻，工作流體可在鍋爐104中被加熱或在冷卻器102中被冷卻。鍋爐104可例如通過燃燒可燃材料(例如天然氣)或使用電熱元件對循環(huán)的流體施加熱量。冷卻器102可使循環(huán)的流體與熱交換器(例如汽化器)中的另一流體(例如制冷劑)形成熱交換關系，以從循環(huán)流體吸熱。來自冷卻器102和/或鍋爐104的工作流體可經(jīng)由管道108被輸送至AHU 106。
[0048]AHU 106能使工作流體與經(jīng)過AHU 106的空氣流形成熱交換關系(例如經(jīng)由一級或多級冷卻盤管和/或加熱盤管)?？諝饬骺梢允抢缡彝饪諝?、來自建筑物10內的回流空氣或兩者的結合。AHU 106可在空氣流和工作流體之間傳熱以提供對空氣流的加熱或冷卻。例如AHU 106可包括一個或多個風扇或鼓風機，其被配置成將空氣流傳至或傳過含工作流體的熱交換器。工作流體隨后可經(jīng)由管道110返回到冷卻器102或鍋爐104。
[0049]空氣側系統(tǒng)130可將AHU106提供的空氣流(例如供給空氣流)經(jīng)由空氣供給導管112輸送至建筑物10，并可經(jīng)由空氣回流導管114將回流空氣從建筑物10提供至AHU 106。在一些實施例中，空氣側系統(tǒng)130包括多個可變空氣體積(VAV)單元116。例如，空氣側系統(tǒng)130被圖示為在建筑物10的每個樓層或區(qū)域上包括獨立的VAV單元116 JAV單元116可包括擋風板或其它流量控制部件，其能被操作以控制被提供至建筑物10的各個區(qū)域的空氣流供給量。在其它實施例中，空氣側系統(tǒng)130(例如經(jīng)由供給導管112)將供給空氣流輸送到建筑物10的一個或多個區(qū)域中，而無需使用中間的VAV單元116或其它流量控制部件。AHU 106可包括各種傳感器(例如溫度傳感器、壓力傳感器等)，被配置成測量供給空氣流的屬性。AHU106可從位于AHU 106中和/或建筑物區(qū)域中的傳感器接收輸入并可調節(jié)流過AHU 106的供給空氣流的流率、溫度或其它屬性以取得建筑物區(qū)域的設定點條件。
[0050]現(xiàn)在參見圖2，其示出根據(jù)一些實施例的水側系統(tǒng)200的框圖。在各種實施例中，水側系統(tǒng)200可作為HVAC系統(tǒng)100中的水側系統(tǒng)120的補充或取代，或者可獨立于HVAC系統(tǒng)100實現(xiàn)。當實現(xiàn)在HVAC系統(tǒng)100中時，水側系統(tǒng)200可包括HVAC系統(tǒng)100中的HVAC裝置(例如鍋爐104、冷卻器102、栗、閥等)的子集，并可工作以將受熱或冷卻的流體供應給AHU 106。水側系統(tǒng)200的HVAC裝置可位于建筑物10內(例如作為水側系統(tǒng)120的組件)或位于諸如中央設施的異地位置。
[0051 ]在圖2中，水側系統(tǒng)200被圖示為具有多個子設施202-212的中央設施。子設施202-212被圖不為包括加熱器子設施202、熱回收冷卻器子設施204、冷卻器子設施206、冷卻塔子設施208、熱熱能存儲(TES)子設施210以及冷熱能存儲(TES)子設施212。子設施202-212消耗來自公用事業(yè)的資源(例如水、天然氣、電力等)以為建筑物或園區(qū)的熱能負載(例如熱水、冷水、加熱、冷卻等)提供服務。例如，加熱器子設施202可被配置成加熱熱水環(huán)路214中的水，所述熱水環(huán)路214使熱水在加熱器子設施202和建筑物10之間循環(huán)。冷卻器子設施206可被配置成使冷水環(huán)路216中的水冷卻，所述冷水環(huán)路216使冷水在冷卻器子設施206和建筑物10之間循環(huán)。熱回收冷卻器子設施204可被配置成將熱從冷水環(huán)路216傳遞至熱水環(huán)路214以為熱水提供額外的加熱并為冷水提供額外的冷卻。冷凝水環(huán)路218可從冷卻器子設施206中的冷水吸收熱并在冷卻塔子設施208中將吸收的熱驅逐，或者將吸收的熱傳遞至熱水環(huán)路214。熱TES子設施210和冷TES子設施212能夠分別存儲熱的和冷的熱能以供之后使用。
[0052]熱水環(huán)路214和冷水環(huán)路216能將受熱和/或冷卻的水輸送至位于建筑物10屋頂(例如AHU 106)的空氣處理器，或者輸送至建筑物10的各個樓層或區(qū)域(例如VAV單元116)?？諝馓幚砥魍苿涌諝馐蛊浣?jīng)過熱交換器(例如加熱盤管或冷盤管)，水流過所述熱交換器以提供對空氣的加熱或冷卻。受熱或冷卻的空氣可被輸送至建筑物10的各個區(qū)域以為建筑物10的熱能負載提供服務。水然后回流到子設施202-212以接受進一步的加熱或冷卻。
[0053]盡管子設施202-212被圖示和描述為加熱和冷卻水以循環(huán)至建筑物，然而要理解，可作為水的取代或附加地使用任何其它類型的工作流體(例如乙二醇、C02等)來為熱能負載提供服務。在其它實施例中，子設施202-212可將加熱和/或冷卻直接提供給建筑物或園區(qū)而不需要中間的熱傳遞流體。對于水側系統(tǒng)200的這些和其它變型落在本發(fā)明的教義內。
[0054]子設施202-212中的每一個可包括被配置成利于實現(xiàn)子設施功能的多種設備。例如，加熱器子設施202被圖示為包括多個加熱部件220(例如鍋爐、電加熱器等)，這些加熱部件220被配置成對熱水環(huán)路214中的熱水加熱。加熱器子設施202也被圖示為包括若干栗222、224，這些栗被配置成使熱水在熱水環(huán)路214中循環(huán)并控制熱水流過各加熱元件220的流率。冷卻器子設施206被圖示為包括多個冷卻器232，這些冷卻器被配置成從冷水環(huán)路216中的冷水移除熱。冷卻器子設施206也被圖示為包括若干栗234、236，這些栗被配置成使冷水在冷水環(huán)路216中循環(huán)并控制冷水流過各冷卻器232的流率。
[0055]熱回收冷卻器子設施204被圖示為包括多個熱回收熱交換器226(例如制冷回路)，所述熱回收熱交換器被配置成將熱量從冷水環(huán)路216傳遞至熱水環(huán)路214。熱回收冷卻器子設施204也被圖示為包括若干栗228、230，這些栗被配置成使熱水和/或冷水循環(huán)流過熱回收熱交換器226并控制水經(jīng)過各熱回收熱交換器226的流率。冷卻塔子設施208被圖示為包括多個冷卻塔238，所述冷卻塔被配置成從冷凝水環(huán)路218中的冷凝水移除熱。冷卻塔子設施208也被圖示為包括若干栗240，所述栗240被配置成使冷凝水在冷凝水環(huán)路218中循環(huán)并控制冷凝水流過各冷卻塔238的流率。
[0056]熱TES子設施210被圖示為包括熱TES水箱242，該熱TES水箱被配置成存儲熱水以供之后使用。熱TES子設施210也可包括一個或多個栗或閥，它們被配置成控制熱水流入或流出熱TES水箱242的流率。冷TES子設施212被圖示為包括冷TES水箱244，該冷TES水箱被配置成存儲冷水以供之后使用。冷TES子設施212也可包括一個或多個栗或閥，它們被配置成控制冷水流入或流出冷TES水箱244的流率。
[0057]在一些實施例中，水側系統(tǒng)200中的栗(例如栗222、224、228、230、234、236和/或240)或水側系統(tǒng)200中的管線中的一個或多個包括與之關聯(lián)的隔離閥。隔離閥可與栗一體形成或位于位于栗的上游或下游，以控制水側系統(tǒng)200中的流體流動。在各實施例中，基于水側系統(tǒng)200的具體配置以及由水側系統(tǒng)200提供服務的負載的類型，水側系統(tǒng)200可包括更多、更少或不同類型的裝置和/或子設施。
[0058]現(xiàn)在參見圖3，其示出根據(jù)一些實施例的空氣側系統(tǒng)300的框圖。在各實施例中，空氣側系統(tǒng)300能作為HVAC系統(tǒng)100中的空氣側系統(tǒng)130的補充或替代，或者能獨立于HVAC系統(tǒng)100實現(xiàn)。當實現(xiàn)在HVAC系統(tǒng)100中時，空氣側系統(tǒng)300可包括HVAC系統(tǒng)100中的HVAC裝置(例如AHU 106、VAV單元116、導管112-114、風扇、擋風板等)的子集并可位于建筑物10之內或周圍?？諝鈧认到y(tǒng)300可工作以使用由水側系統(tǒng)200提供的受熱或冷卻的流體來加熱或冷卻被提供至建筑物10的空氣流。
[0059]在圖3中，空氣側系統(tǒng)300被圖示為包括經(jīng)濟型空氣處理單元(AHU)302。經(jīng)濟型AHU改變由空氣處理單元用來加熱或冷卻的外部空氣和回流空氣的量。例如，AHU 302可經(jīng)由回流空氣導管308從建筑物區(qū)域306接收回流空氣304并可將供給空氣310經(jīng)由供給空氣導管312輸送至建筑物區(qū)域306。在一些實施例中，AHU 302是位于建筑物10屋頂上(例如圖1所示的AHU 106)或如若不然則被定位成接收回流空氣304和外部空氣314兩者的屋頂單元。AHU302可被配置成運作廢氣擋風板316、混合擋風板318和外部空氣擋風板320以控制外部空氣314和回流空氣304的量，外部空氣314和回流空氣304組合以形成供給空氣310。不流過混合擋風板318的任何回流空氣304可作為廢氣322通過廢氣擋風板316從AHU 302排出。
[0060]擋風板316-320中的每一個可由致動器運作。例如，廢氣擋風板316可由致動器324運作，混合擋風板318可由致動器326運作，而外部空氣擋風板320可由致動器328運作。致動器324-328可經(jīng)由通信鏈路332與AHU控制器330通信。致動器324-328可從AHU控制器330接收控制信號并可將反饋信號提供給AHU控制器330。反饋信號可包括例如當前致動器或擋風板位置的指示、由致動器施加的轉矩或力的量、診斷信息(例如由致動器324-328執(zhí)行的診斷測試的結果)、狀態(tài)信息、委派信息、配置設定、校準數(shù)據(jù)和/或能夠由致動器324-328采集、存儲或使用的其它類型信息或數(shù)據(jù)。AHU控制器330可以是經(jīng)濟型控制器，其被配置成使用一個或多個控制算法(例如基于狀態(tài)的算法、極值搜索控制(ESC)算法、比例積分(PI)控制算法、比例積分微分(PID)控制算法、模型預測控制(MPC)算法、反饋控制算法等)來控制致動器324-328。
[0061]仍然參見圖3，AHU302被圖示為包括被定位在供給空氣導管312內的冷卻盤管334、加熱盤管336和風扇338。風扇338可被配置成迫使供給空氣310流過冷卻盤管334和/或加熱盤管336并將供給空氣310提供至建筑物區(qū)域306AHU控制器330可經(jīng)由通信鏈路340與風扇338通信以控制供給空氣310的流率。在一些實施例中，AHU控制器330通過調節(jié)風扇338的轉速而控制被施加至供給空氣310的加熱或冷卻的量。
[0062]冷卻盤管334可經(jīng)由管道342從水側系統(tǒng)200(例如從冷水環(huán)路216)接收冷卻的流體，并可使冷卻的流體經(jīng)由管道344回流到水側系統(tǒng)200。閥346可沿管道342或管道344定位以控制冷卻的流體通過冷卻盤管334的流率。在一些實施例中，冷卻盤管334包括可被獨立地激活和禁用(例如通過AHU控制器330、通過BMS控制器366等)以調節(jié)被施加至供給空氣310的冷卻量的多級冷卻盤管。
[0063]加熱盤管336可經(jīng)由管道348從水側系統(tǒng)200(例如從熱水環(huán)路214)接收加熱的流體，并可經(jīng)由管道350使加熱的流體回流至水側系統(tǒng)200。閥352可沿管道348或管道350定位以控制加熱的流體經(jīng)過加熱盤管336的流率。在一些實施例中，加熱盤管336包括可被獨立地激活和禁用(例如通過AHU控制器330、通過BMS控制器366等)以調節(jié)被施加至供給空氣310的加熱量的多級加熱盤管。
[0064]閥346、352中的每一個可由致動器控制。例如，閥346可由致動器354控制而閥352可由致動器356控制。致動器354-356可經(jīng)由通信鏈路358-360與AHU控制器330通信。致動器354-356可從AHU控制器330接收控制信號并可將反饋信號提供給控制器330。在一些實施例中，AHU控制器330從被定位在供給空氣導管312(例如在冷卻盤管334和/或加熱盤管336的下游)中的溫度傳感器362接收供給空氣溫度的測量值。AHU控制器330也可從位于建筑物區(qū)域306內的溫度傳感器364接收建筑物區(qū)域306的溫度的測量值。
[0065]在一些實施例中，AHU控制器330經(jīng)由致動器354-356運作閥346、352，以調節(jié)被提供至供給空氣310的加熱或冷卻的量(例如達到供給空氣310的設定點溫度或將供給空氣310的溫度維持在設定點溫度范圍內)。閥346、352的位置影響由冷卻盤管334或加熱盤管336提供至供給空氣310的加熱或冷卻的量，并可關聯(lián)于為了取得所需的供給空氣溫度而被消耗的能量。AHU控制器330可通過激活或禁用盤管334-336、通過調整風扇338的轉速或通過兩者的結合來控制供給空氣310和/或建筑物區(qū)域306的溫度。
[0066]仍然參照圖3，空氣側系統(tǒng)300被圖示為包括建筑物管理系統(tǒng)(BMS)控制器366和客戶端裝置3683MS控制器366可包括一個或多個計算機系統(tǒng)(例如服務器、監(jiān)管控制器、子系統(tǒng)控制器等)，它們充當空氣側系統(tǒng)300、水側系統(tǒng)200、HVAC系統(tǒng)100和/或為建筑物10提供服務的其它可控制系統(tǒng)的系統(tǒng)級控制器、應用或數(shù)據(jù)服務器、頭節(jié)點或主機控制器。BMS控制器366可根據(jù)相同或相異的協(xié)議(例如L0N、BACnet等)經(jīng)由通信鏈路370與多個下游建筑物系統(tǒng)或子系統(tǒng)(例如HVAC系統(tǒng)100、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、水側系統(tǒng)200等)通信。在各實施例中，AHU控制器330和BMS控制器366可以是分離的(如圖3所示)或者一體的。在一體的實施方式中，AHU控制器330可以是被配置成由BMS控制器366的處理器執(zhí)行的軟件模塊。
[0067]在一些實施例中，AHU控制器330從BMS控制器366接收信息(例如命令、設定點、操作邊界等)并將信息(例如溫度測量值、閥或致動器位置、操作狀態(tài)、診斷等)提供至BMS控制器366。例如，AHU控制器330可為BMS控制器366提供來自溫度傳感器362-364的溫度測量值、設備on/off狀態(tài)、設備工作能力和/或可由BMS控制器366使用以監(jiān)視或控制建筑物區(qū)域306內的可變狀態(tài)或條件的任何其它信息。
[0068]客戶端裝置368可包括一個或多個人機接口或客戶端接口(例如圖形用戶接口、報告接口、基于文本的計算機接口、面向客戶端的網(wǎng)絡服務、向網(wǎng)絡客戶端提供頁面的網(wǎng)絡服務器等)，用于控制、瀏覽HVAC系統(tǒng)100、其子系統(tǒng)和/或裝置或以其它方式與HVAC系統(tǒng)100、其子系統(tǒng)和/或裝置交互?？蛻舳搜b置368可以是計算機工作站、客戶端、遠程接口或本地接口或任何其它類型的用戶接口裝置?？蛻舳搜b置368可以是固定終端或移動設備。例如，客戶端裝置368可以是臺式機、具有用戶接口的計算機服務器、膝上計算機、平板電腦、智能電話、PDA或任何其它類型的移動設備或非移動設備?？蛻舳搜b置368可經(jīng)由通信鏈路372與BMS控制器366和/或AHU控制器330通信。
[0069]現(xiàn)在參見圖4，其示出根據(jù)一些實施例的建筑物管理系統(tǒng)(BMS)400的框圖。BMS400可實現(xiàn)在建筑物10中以自動地監(jiān)視和控制各種建筑物功能。BMS 400被圖示為包括BMS控制器366和多個建筑物子系統(tǒng)428。建筑物子系統(tǒng)428被圖示為包括建筑物電氣子系統(tǒng)434、信息通信技術(ICT)子系統(tǒng)436、安全子系統(tǒng)438、HVAC子系統(tǒng)440、照明子系統(tǒng)442、升降/自動扶梯子系統(tǒng)432以及火災安全子系統(tǒng)430。在各實施例中，建筑物子系統(tǒng)428可包括更少、附加或替代的子系統(tǒng)。例如，建筑物子系統(tǒng)428可另行或替代地包括制冷子系統(tǒng)、廣告或標記子系統(tǒng)、烹飪子系統(tǒng)、售賣子系統(tǒng)、打印機或復印服務子系統(tǒng)或使用可控制的設備和/或傳感器以監(jiān)視或控制建筑物10的任何其它類型的建筑物子系統(tǒng)。在一些實施例中，建筑物子系統(tǒng)428包括水側系統(tǒng)200和/或空氣側系統(tǒng)300，如參照圖2-3描述的那樣。
[0070]建筑物子系統(tǒng)428中的每一個可包括任何數(shù)量的裝置、控制器和連接，用以完成其各自的功能和控制活動。HVAC子系統(tǒng)440可包括許多與HVAC系統(tǒng)100相同的組件，如參照圖1-3描述的那樣。例如，HVAC子系統(tǒng)440可包括一定數(shù)量的冷卻器、加熱器、處理單元、節(jié)能器、現(xiàn)場控制器、監(jiān)管控制器、致動器、溫度傳感器和/或用于控制建筑物10內的溫度、濕度、空氣流動或其它可變條件的其它裝置。照明子系統(tǒng)442可包括任何數(shù)量的燈具、鎮(zhèn)流器、照明傳感器、調光器或被配置成可控制地調整被提供至建筑物空間的光量的其它裝置。安全子系統(tǒng)438可包括居住傳感器、視頻監(jiān)管相機、數(shù)字視頻錄像機、視頻處理服務器、侵入檢測裝置、訪問控制裝置和服務器或其它安全關聯(lián)的裝置。
[0071]仍然參見圖4，BMS控制器366被圖示為包括通信接口 407和BMS接口 409。接口 407可利于BMS控制器366和外部應用(例如監(jiān)視和報告應用422、企業(yè)控制應用426、遠程系統(tǒng)和應用444、駐留在客戶端裝置448上的應用等)之間的通信，以允許對BMS控制器366和/或子系統(tǒng)428的用戶控制、監(jiān)視和調整。接口 407也可利于BMS控制器366與客戶端裝置448之間的通信。BMS接口 409可利于BMS控制器366與建筑物子系統(tǒng)428 (例如HVAC、照明安全、升降機、配電、商務等)之間的通信。
[0072]接口407、409可以是或包括有線或無線通信接口(例如插座、天線、發(fā)射機、接收器、收發(fā)機、線路端子等)，用于執(zhí)行與建筑物子系統(tǒng)428或其它外部系統(tǒng)或裝置的數(shù)據(jù)通信。在各實施例中，經(jīng)由接口407、409的通信可以是直接的(例如本地有線或無線通信)或者經(jīng)由通信網(wǎng)絡446(例如WAN、因特網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等)。例如，接口407、409可包括以太網(wǎng)卡和端口，用于經(jīng)由基于以太網(wǎng)的通信鏈路或網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在另一例子中，接口407、409可包括WiFi收發(fā)器以經(jīng)由無線通信網(wǎng)絡進行通信。在另一例子中，接口407、409中的一個或兩者可包括蜂窩或移動電話通信收發(fā)器。在一個實施例中，通信接口 407是功率線通信接口而BMS接口409是以太網(wǎng)接口。在其它實施例中，通信接口407和BMS接口409兩者都是以太網(wǎng)接口或者是相同的以太網(wǎng)接口。
[0073]仍然參見圖4，BMS控制器366被圖示為包括處理電路404，該處理電路404包括處理器406和存儲器408。處理電路404可通信地連接至BMS接口 409和/或通信接口 407，以使處理電路404及其各組件能夠經(jīng)由接口 407、409發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。處理器406可被實現(xiàn)為通用處理器、專用集成電路(ASIC)、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、一組處理器件或其它適宜的電子處理器件。
[0074]存儲器408(例如存儲器、存儲器單元、存儲裝置等)可包括一個或多個裝置(例如RAM、R0M、閃存、硬盤存儲等)，用于存儲數(shù)據(jù)和/或計算機代碼以完成或促成本申請中描述的各個過程、層和模塊。存儲器408可以是或包括易失性存儲器或非易失性存儲器。存儲器408可包括數(shù)據(jù)庫組件、對象代碼組件、腳本組件或用于支持本申請描述的各種活動和信息結構的任何其它類型的信息結構。根據(jù)一些實施例，存儲器408經(jīng)由處理電路404可通信地連接至處理器406并包括用于執(zhí)行(例如通過處理電路404和/或處理器406)本文描述的一個或多個過程的計算機代碼。
[0075]在一些實施例中，BMS控制器366被實現(xiàn)在單個計算機(例如一個服務器、一個機體等)內。在各其它實施例中，BMS控制器366可跨多個服務器或計算機分布(例如能夠存在于分布的位置上)。此外，盡管圖4將應用422、426圖示為存在于BMS控制器366的外部，然而在一些實施例中，應用422、426可主宿在BMS控制器366之內(例如在存儲器408內)。
[0076]仍然參見圖4，存儲器408被圖示為包括企業(yè)整合層410、自動測量和驗證(AM&V)層412、需求響應(DR)層414、故障檢測和診斷(FDD)層416、整合控制層418以及建筑物子系統(tǒng)整合層420。層410-420可被配置成接收來自建筑物子系統(tǒng)428和其它數(shù)據(jù)源的輸入，基于該輸入確定建筑物子系統(tǒng)428的最佳控制動作，基于最佳控制動作產(chǎn)生控制信號，并將所產(chǎn)生的控制信號提供給建筑物子系統(tǒng)428。下面的圖描述了由BMS 400中的層410-420中的每一個執(zhí)行的一般功能中的一些。
[0077]企業(yè)整合層410可被配置成通過信息和服務為客戶端或本地應用提供服務以支持多種企業(yè)層面的應用。例如，企業(yè)控制應用426可被配置成向圖形用戶接口(GUI)或任何數(shù)量的企業(yè)層面商業(yè)應用(例如會計系統(tǒng)、用戶識別系統(tǒng)等)提供子系統(tǒng)跨度(spanning)控制。企業(yè)控制應用426可另行或替代地配置成提供配置GUI以配置BMS控制器366。在又一些實施例中，企業(yè)控制應用426可與層410-420—同工作以基于在接口407和/或BMS接口409接收到的輸入來優(yōu)化建筑物性能(例如效率、用能、舒適度或安全性)。
[0078]建筑物子系統(tǒng)整合層420可被配置成管理BMS控制器366和建筑物子系統(tǒng)428之間的通信。例如，建筑物子系統(tǒng)整合層420可從建筑物子系統(tǒng)428接收傳感器數(shù)據(jù)和輸入信號，并將輸出數(shù)據(jù)和控制信號提供給建筑物子系統(tǒng)428。建筑物子系統(tǒng)整合層420也可被配置成管理建筑物子系統(tǒng)428之間的通信。建筑物子系統(tǒng)整合層420翻譯多個多供應商/多協(xié)議系統(tǒng)之間的通信(例如傳感器數(shù)據(jù)、輸入信號、輸出信號等)。
[0079]需求響應層414可被配置成響應于滿足建筑物10的需求而優(yōu)化資源使用(例如用電、用天然氣、用水等)和/或這些資源使用的財務成本。優(yōu)化可基于使用時間價格、削減信號、能源可得性或從公用事業(yè)提供者、分布式產(chǎn)能系統(tǒng)424、從儲能裝置427(例如熱TES242、冷TES 244等)或從其它源接收的其它數(shù)據(jù)。需求響應層414可從BMS控制器366的其它層(例如建筑物子系統(tǒng)整合層420、整合控制層418等)接收輸入。從其它層接收的輸入可包括環(huán)境輸入或傳感器輸入，例如溫度、二氧化碳水平、相對濕度水平、空氣質量傳感器輸出、居住傳感器輸出、房間安排等。輸入也可包括下列輸入:例如用電(例如以kWh表示)、熱負載測量、定價信息、計劃定價、安撫性定價、來自公用事業(yè)的削減信號等等。
[0080]根據(jù)一些實施例，需求響應層414包括對其接收的數(shù)據(jù)和信號作出響應的控制邏輯。這些響應可包括與整合控制層418中的控制算法通信、改變控制策略、改變設定點或以受控制的方式激活/禁用建筑物設備或子系統(tǒng)。需求響應層414也可包括控制邏輯，該控制邏輯被配置成確定何時利用所存儲的能量。例如，需求響應層414可確定就在高峰用能時段開始前開始使用來自儲能裝置427的能量。
[0081]在一些實施例中，需求響應層414包括控制模塊，該控制模塊被配置成基于代表需求的一個或多個輸入或基于需求(例如價格、削減信號、需求水平等)主動地發(fā)起使能量成本最小化的控制動作(例如自動地改變設定點)。在一些實施例中，需求響應層414使用設備模型以確定控制動作的最佳集。設備模型可包括例如描述由建筑物設備的各個集執(zhí)行的輸入、輸出和/或功能的熱力學模型。設備模型可代表建筑物設備的集合(例如子設施、冷卻器陣列等)或個別裝置(例如個別冷卻器、加熱器、栗等)。
[0082]需求響應層414可進一步包括或利用一個或多個需求響應策略定義(例如數(shù)據(jù)庫、XML文件等)。策略定義可由用戶(例如經(jīng)由圖形用戶接口)編輯或調整，以使響應于需求輸入發(fā)起的控制動作可針對用戶的應用、要求的舒適水平、具體的建筑物設備或基于其它因素被定制。例如，需求響應策略定義可規(guī)定哪個設備響應于具體的需求輸入可被接通或斷開、系統(tǒng)或一件設備應當被斷開多長時間、什么設定點可被改變、可容許的設定點調整范圍為何、在回到正常計劃的設定點之前保持高需求設定點多長時間、有多靠近近似能力極限、利用哪些設備模型、進入/離開儲能裝置(例如儲熱箱、電池組等)的能量轉換率(例如最大速率、警報率、其它速率邊界信息等)以及何時分派原地能量產(chǎn)生(例如經(jīng)由燃料電池、電動機發(fā)電機機組等)。
[0083]整合控制層418可被配置成使用建筑物子系統(tǒng)整合層420和/或需求響應層414的數(shù)據(jù)輸入或輸出來作出控制決策。由于建筑物子系統(tǒng)整合層420所提供的子系統(tǒng)整合，整合控制層418可整合子系統(tǒng)428的控制活動以使子系統(tǒng)428充當單個整合的超級系統(tǒng)。在一些實施例中，整合控制層418包括控制邏輯，該控制邏輯使用來自多個建筑物子系統(tǒng)的輸入和輸出以相比單獨子系統(tǒng)能夠單獨提供的舒適度和節(jié)能而提供更大的舒適度和節(jié)能。例如，整合控制層418可被配置成使用來自第一子系統(tǒng)的輸入以作出對于第二子系統(tǒng)的節(jié)能控制決策。這些決策的結果可被傳回給建筑物子系統(tǒng)整合層420。
[0084]整合控制層418被圖示為邏輯上在需求響應層414之下。整合控制層418可被配置成通過使建筑物子系統(tǒng)428及其相應控制環(huán)路能夠與需求響應層414協(xié)同地受到控制而提高需求響應層414的有效性。相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)，這種配置能有利地減少破壞性需求響應行為。例如，整合控制層418可被配置成確保需求響應驅使的、至冷卻水溫度(或直接或間接地影響溫度的另一成分)的設定點的向上調整不導致風扇能量(或用來冷卻空間的其它能量)的增加，所述風扇能量相比在冷卻器側節(jié)省的能量將導致更大的建筑物總用能。
[0085]整合控制層418可被配置成將反饋提供給需求響應層414，以使需求響應層414檢查出即使要求的降載正在進行時約束條件(例如溫度、照明水平等)也被正確地維持。約束條件也可包括設定點或感測邊界，其關聯(lián)于安全性、設備操作極限和性能、舒適度、防火規(guī)章、電氣規(guī)章、用能規(guī)章等等。整合控制層418也在邏輯上位于故障檢測和診斷層416和自動測量和驗證層412之下。整合控制層418可被配置成基于來自一個以上建筑物子系統(tǒng)的輸出將所計算出的輸入(例如集合)提供至那些較高的水平。
[0086]自動測量和驗證(AM&V)成412可被配置成驗證由整合控制層418或需求響應層414命令的控制策略正在正確地工作(例如使用由AM&V層412、整合控制層418、建筑物子系統(tǒng)整合層420JDD層416或其它層匯總的數(shù)據(jù))。由AM&V層412作出的計算可基于建筑物系統(tǒng)用能模型和/或各個BMS裝置或子系統(tǒng)的設備模型。例如，AM&V層412可將模型預測的輸出與來自建筑物子系統(tǒng)428的實際輸出進行比較，以確定模型的準確性。
[0087]故障檢測和診斷(FDD)層416可被配置成為建筑物子系統(tǒng)428、建筑物子系統(tǒng)裝置(例如建筑物設備)和由需求響應層414和整合控制層418使用的控制算法提供持續(xù)故障檢測。FDD層416可從整合控制層418、直接從一個或多個建筑物子系統(tǒng)或裝置、或者從另一數(shù)據(jù)源接收數(shù)據(jù)輸入。FDD層416能夠自動地診斷和響應所檢測到的故障。對檢測或診斷出的故障的響應可包括向用戶、維護安排系統(tǒng)或被配置成嘗試修復故障或對故障作出應急的控制算法提供警報消息。
[0088]FDD層416可被配置成使用在建筑物子系統(tǒng)整合層420可得的詳細子系統(tǒng)輸入來輸出故障成分或故障起因(例如擋風板聯(lián)系件的松脫)的具體標識。在其它實施例中，F(xiàn)DD層416被配置成將“故障”事件提供給整合控制層418，所述整合控制層418響應于所接收的故障事件執(zhí)行控制策略和方針。根據(jù)一些實施例，F(xiàn)DD層416(或由整合控制引擎或商業(yè)規(guī)則引擎執(zhí)行的方針)能夠關閉系統(tǒng)或指引出故障的裝置或系統(tǒng)周圍的控制活動以減少能量浪費，延長設備壽命或確保正確的控制響應。
[0089]FDD層416可被配置成存儲或訪問多種不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器(或實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點)JDD層416可使用數(shù)據(jù)存儲的一些內容以識別在設備層面(例如特定冷卻器、特定AHU、特定終端單元等)的故障，并使用其它內容以識別在組件或子系統(tǒng)層面的故障。例如，建筑物子系統(tǒng)428可產(chǎn)生時間(即時間序列)數(shù)據(jù)，該時間數(shù)據(jù)指示BMS 400及其各個組件的性能。由建筑物子系統(tǒng)428產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可包括測量或計算的值，這些值展示統(tǒng)計特性并提供關于如何按照離其設定點的誤差執(zhí)行相應系統(tǒng)或過程(例如溫度控制過程、流量控制過程等)的信息。這些過程可由H)D層416檢查以揭示何時系統(tǒng)開始在性能上降級并在故障變得更嚴重之前提醒用戶修復故障。
[0090]通用輸入致動器
[0091]現(xiàn)在參見圖5-7，其示出根據(jù)一些實施例的用于HVAC系統(tǒng)的致動器500。在一些實施方式中，致動器500可用于HVAC系統(tǒng)100、水側系統(tǒng)200、空氣側系統(tǒng)300或BMS 400，如針對圖1-4描述的那樣。例如，致動器500可以是擋風板致動器、閥致動器、風扇致動器、栗致動器或能夠用于HVAC系統(tǒng)或BMS的任何其它類型的致動器。在各實施例中，致動器500可以是線性致動器(例如線性比例致動器)、非線性致動器、彈性復位致動器或非彈性復位致動器。
[0092]致動器500被圖示為包括殼體502，該殼體502具有前側504(即側A)、與前側504相對的后側506(圖7)(即側B)以及底部508。殼體502可包含致動器500的機械和處理組件。下面將結合圖12和圖13更詳細地描述致動器500的內部組件。
[0093]致動器500被圖示為包括驅動裝置510。驅動裝置510可以是驅動機構、輪軸或被配置成驅動HVAC系統(tǒng)組件或實現(xiàn)HVAC系統(tǒng)組件的運動的其它裝置。例如，驅動裝置510可被配置成接納擋風板、閥或任何其它可移動的HVAC系統(tǒng)組件的軸以驅動(例如旋轉)所述軸。在一些實施例中，致動器500包括連接裝置512，該連接裝置512被配置成幫助將驅動裝置510連接至可移動的HVAC系統(tǒng)組件。例如，連接裝置512可利于將驅動裝置510附連至閥或擋風板軸。
[0094]致動器500被圖示為包括輸入連接520和輸出連接522。在一些實施例中，輸入連接520和輸出連接522沿底部508定位。在其它實施例中，輸入連接520和輸出連接522可沿殼體502的一個或多個其它表面定位。輸入連接520可被配置成從外部系統(tǒng)或裝置接收控制信號(例如電壓輸入信號)。致動器500可使用該控制信號來確定電動機的適宜輸出。在一些實施例中，從控制器接收控制信號，所述控制器例如是AHU控制器(例如AHU控制器330)、經(jīng)濟型控制器、監(jiān)管控制器(例如BMS控制器366)、區(qū)域控制器、現(xiàn)場控制器、企業(yè)層面控制器、電動機控制器、設備層面控制器(例如致動器控制器)或可用于HVAC系統(tǒng)或BMS的任何其它類型的控制器。
[0095]在一些實施例中，控制信號是DC電壓信號。致動器500可以是線性比例致動器，其被配置成根據(jù)在輸入連接520接收的DC電壓值來控制驅動裝置510的位置。例如，最小輸入電壓(例如0.0VDC)可對應于驅動裝置510的最小旋轉位置(例如0°、-5°等)，而最大輸入電壓(例如10.0VDC)可對應于驅動裝置510的最大旋轉位置(例如90°、95°等)。最小和最大輸入電壓之間的輸入電壓可使致動器500將驅動裝置510移動到最小旋轉位置和最大旋轉位置之間的中間位置。在其它實施例中，致動器500可以是非線性致動器或者可使用不同的輸入電壓范圍或不同類型的輸入信號(例如AC電壓或電流)以控制驅動裝置510的位置和/或轉速。
[0096]在一些實施例中，控制信號是AC電壓信號。輸入連接520可被配置成接收AC電壓信號，該AC電壓信號具有24VAC的電壓或標準電力線電壓(例如50/60HZ下的120VAC或230VAC)。電壓信號的頻率可被調制(例如通過致動器500的控制器)以調節(jié)驅動裝置510的旋轉位置和/或速度。在一些實施例中，致動器500使用電壓信號向致動器500的各個組件供電。致動器500可使用經(jīng)由輸入連接520接收的AC電壓信號作為控制信號、電功率源或兩者。在一些實施例中，在輸入連接520處從電源線接收電壓信號，所述電源線向致動器500提供具有恒定或基本恒定的頻率的AC電壓(例如50/60HZ下的120VAC或230VAC)。輸入連接520可包括一個或多個數(shù)據(jù)連接(獨立于電源線)，通過所述數(shù)據(jù)連接，致動器500從控制器或另一致動器接收控制信號(例如0-1OVDC控制信號)。
[0097]在一些實施例中，在輸入連接520從另一致動器接收控制信號。例如，如果多個致動器以串聯(lián)布置互連，則輸入連接520可連接(例如經(jīng)由通信總線)至另一致動器的輸出數(shù)據(jù)連接。致動器之一可布置作為主致動器，其輸入連接520連接至控制器，而其它致動器可被配置作為從屬致動器，它們相應的輸入連接被連接至主致動器的輸出連接522。
[0098]輸出連接522可被配置成將反饋信號提供至其中實施致動器500的HVAC系統(tǒng)或BMS的控制器(例如AHU控制器、經(jīng)濟型控制器、監(jiān)管控制器、區(qū)域控制器、現(xiàn)場控制器、企業(yè)層面控制器等)。反饋信號可指示致動器500的旋轉位置和/或速度。在一些實施例中，輸出連接522可被配置成將控制信號提供至與致動器500串聯(lián)布置的另一致動器(例如從屬致動器)。輸入連接520和輸出連接522可經(jīng)由通信總線連接至控制器或另一致動器。通信總線可以是有線或無線通信鏈路并可使用多種相異的通信協(xié)議中的任何一種(例如84&1社、1!^^?1、藍牙、NFC、TCP/IP等)。
[0099]特別參照圖6，其示出根據(jù)一個實施例的多種用戶輸入控制。例如，用戶輸入控制可包含模式選擇開關602。用戶可調節(jié)模式選擇開關602的位置以設置致動器500，使其工作在直接作用模式、反作用模式或校準模式。應當理解，這些控制是可選組件并且不是致動器500執(zhí)行本文描述的過程所必需的。因此，這些用戶輸入控制中的一個或多個可被省去而不脫離本發(fā)明的教義。
[0100]現(xiàn)在參見圖8-11，其示出了根據(jù)一些實施例的布線輸入連接520和輸出連接522的各種配置。在各實施例中，輸入連接520可包含順時針輸入連接802和逆時針輸入連接804。順時針輸入連接802和逆時針輸入連接804可被利用作為信號以控制驅動裝置510的旋轉位置和旋轉方向(即順時針運動或逆時針運動)兩者。
[0101]現(xiàn)在特別參照圖8，其示出比例布線配置800。在這種配置中，順時針輸入802是DC電壓信號，逆時針輸入804是穩(wěn)定電壓信號(例如24VAC或24VDC)，并且致動器500可用作線性比例致動器。當用作線性比例致動器時，致動器500根據(jù)所接收的DC電壓的值控制驅動裝置510的位置。例如，最小順時針輸入電壓(例如0.0VDC)可對應于驅動裝置510的最小旋轉位置(例如0°、_5°等)，而最大順時針輸入電壓(例如10.0VDC)可對應于驅動裝置510的最大旋轉位置(例如90°、95°等)。最小輸入電壓和最大輸入電壓之間的順時針輸入電壓可使致動器500將驅動裝置510移動到最小旋轉位置和最大旋轉位置之間的中間位置。
[0102]現(xiàn)在參見圖9，其示出0N/0FF布線配置900。在該配置中，順時針輸入802和逆時針輸入804兩者被配置成提供穩(wěn)定電壓信號(例如24VAC或24VDC)，盡管順時針輸入802被連接至可能位于ON配置和OFF配置之間的開關。由于輸入信號被配置成提供穩(wěn)定電壓，因此致動器500不被配置成用作線性比例致動器(即致動器500不將驅動裝置510移動至最小旋轉位置和最大旋轉位置之間的任何中間位置)。當順時針輸入802處于ON位置時，順時針輸入802提供穩(wěn)定電壓，該穩(wěn)定電壓使致動器500將驅動裝置510移動至其最大旋轉位置(例如90°、95°等)。當順時針輸入802處于OFF位置時，順時針輸入802不提供電壓(例如OVAC或0VDC)并且致動器500可將驅動裝置510移動至最小旋轉位置(例如0°、-5°等)。
[0103]現(xiàn)在參見圖10和圖11，其示出了浮動布線配置的兩個版本。圖10繪出了浮動ON/OFF布線配置1000，其中順時針輸入802和逆時針輸入804兩者均被配置成提供穩(wěn)定電壓信號(例如24VAC或24VDC)，并且兩者均連接至單個開關。例如，如果順時針輸入802處于ON位置，則逆時針輸入804必須處于OFF位置，反之亦然。與0N/0FF布線配置相似，當順時針輸入802處于ON位置(并且逆時針輸入804處于OFF位置)，順時針輸入802提供穩(wěn)定電壓，該穩(wěn)定電壓使致動器500將驅動裝置510移動至其最大旋轉位置(例如90°、95°等)。當順時針輸入802處于OFF位置(并且逆時針輸入信號處于ON位置)，順時針輸入802不提供電壓(例如OVAC或0VDC)并且致動器500可將驅動裝置510移動至最小旋轉位置(例如0°、-5°等)。
[0104]現(xiàn)在參見圖11，繪出了一種不同的布線配置，即浮動增量布線配置1100，其中順時針輸入802和逆時針輸入804兩者被配置成提供穩(wěn)定電壓信號(例如24VAC或24VDC)，并且兩輸入信號被連接至不同的ΟΝ/OFF開關。與圖10所示的配置不同，順時針輸入802的存在不決定逆時針輸入804的存在，反之亦然。當順時針輸入802處于ON位置并且逆時針輸入804處于OFF位置時，順時針輸入802提供穩(wěn)定電壓，該穩(wěn)定電壓使致動器500將驅動裝置510移動至其最大旋轉位置(例如90°、95°等)。當順時針輸入802處于OFF位置并且逆時針輸入804處于ON位置時，順時針輸入802不提供電壓(例如OVAC或0VDC)并且致動器500可將驅動裝置510移動至最小旋轉位置(例如0°、-5°等)。當順時針輸入802和逆時針輸入804兩者均處于OFF位置時，致動器500將驅動裝置510保持在其當前位置(即或者在最小旋轉位置、或者在最大旋轉位置、或者在最小旋轉位置與最大旋轉位置之間的增量位置)。
[0105]現(xiàn)在參見圖12，它是根據(jù)一些實施例更詳細地示出致動器500的框圖。致動器500被圖示為包括接地連接1202、逆時針輸入連接804、順時針輸入連接802以及輸出連接1208，這些連接包含在殼體1200內。在一些實施例中，逆時針輸入連接804和順時針輸入連接802可以是輸入連接520的組件。順時針輸入連接802和逆時針輸入連接804可將電壓輸入提供給功率轉換器1238。在一些實施例中，作為響應，功率轉換器1238可提供各種輸出電壓(例如Vmqtqr、15VDC、5VDC等)，這些輸出電壓可用來向致動器供電。
[0106]致動器500被圖示為進一步包括連接至驅動裝置510的電動機1210以及被配置成測量電動機和/或驅動裝置的位置的位置傳感器1214。位置傳感器1214可包括霍爾效應傳感器、電位計、光學傳感器或被配置成測量電動機和/或驅動裝置的旋轉位置的其它類型傳感器。位置傳感器1214可將位置信號1216提供至處理電路1218。處理電路1218使用位置信號1216確定是否運作電動機1210。例如，處理電路1218可將驅動裝置的當前位置與經(jīng)由輸入連接520接收的位置設定點進行比較，并可運作以取得該位置設定點。
[0107]仍然參見圖12，處理電路1218被圖示為包括處理器1220和存儲器1222。處理器1220可以是通用或專用處理器、專用集成電路(ASIC)、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、一組處理器件或其它適宜的處理器件。處理器1220可被配置成執(zhí)行被存儲在存儲器中或從其它計算機可讀介質(例如CDR0M、網(wǎng)絡存儲器、遠程服務器等)接收的計算機代碼或指令。
[0108]存儲器1222可包括一個或多個裝置(例如存儲單元、存儲裝置、存貯裝置等)，用于存儲數(shù)據(jù)和/或計算機代碼以完成和/或促成本公開所描述的各個過程。存儲器1222包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、硬驅存儲器、臨時存儲器、非易失性存儲器、閃存、光學存儲器或用于存儲軟件對象和/或計算機指令的任何其它合適的存儲器。存儲器1222可包括數(shù)據(jù)庫組件、目標代碼組件、腳本組件或支持本公開所描述的各種活動和信息結構的任何其它類型的信息結構。存儲器1222可經(jīng)由處理電路1218可通信地連接至處理器1220并可包括用于執(zhí)行(例如通過處理器)本文描述的一個或多個過程的計算機代碼。當處理器1220執(zhí)行存儲器1222中存儲的指令時，處理器1220大體地配置致動器500(更具體地說是處理電路)以完成這些活動。
[0109]處理電路1218被圖示為包括AC輸入檢測器1224、DC輸入檢測器1226和控制器1232 JC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226可被配置成從順時針輸入連接802接收控制信號1234，所述順時針輸入連接802可以是輸入連接520的組件。處理電路1218可被配置成確定控制信號1234是AC電壓信號還是DC電壓信號。處理電路1218可響應于確定控制信號1234是AC電壓信號而使用AC電動機控制技術來運作電動機1210。然而，處理電路1218可響應于確定控制信號1234是DC電壓信號而使用DC電動機控制技術來運作電動機1210。例如，如果由順時針輸入連接802提供的控制信號1234是AC電壓信號，則AC輸入檢測器1224可被配置成產(chǎn)生AC檢測信號1228，相反，DC輸入檢測器1226可以不產(chǎn)生DC檢測信號1230。如果由順時針輸入連接802提供的控制信號1234是DC電壓信號，則DC輸入檢測器1226可被配置成產(chǎn)生DC檢測信號1230，而AC輸入檢測器1224可以不產(chǎn)生AC檢測信號1228。如果順時針輸入連接802既不提供AC電壓信號又不提供DC電壓信號，則AC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226可以都不產(chǎn)生檢測信號。
[0110]仍然參見圖12，處理電路1218被圖示為包括控制器1232，該控制器1232被配置成從AC輸入檢測器1224接收AC檢測信號1228和從DC輸入檢測器1226接收DC檢測信號1230。在一些實施例中，一旦接收到AC檢測信號1228或DC檢測信號1230，控制器1232被配置成產(chǎn)生電動機控制信號1236，該電動機控制信號1236能夠控制電動機1210的轉速或位置。例如，如果控制器1232接收到AC檢測信號1228，則控制器1232可將電動機控制信號1236送至電動機1210以將驅動裝置510移動至其最大旋轉位置。
[0111]相反，如果控制器1232接收到DC檢測信號1230，則控制器1232可利用DC檢測信號1230的值來產(chǎn)生電動機控制信號1236，所述電動機控制信號1236使電動機1210基于DC檢測信號1230的值將驅動裝置510移動到某個位置。例如，DC檢測信號1230可以是DC電壓?；贒C電壓的值，控制器1232可確定可與DC電壓成比例的合適位置。由DC檢測信號1230命令的位置可以是最小旋轉位置、最大旋轉位置或最小旋轉位置和最大旋轉位置之間的某個中間位置。在其它實施例中，可通過提供AC或DC電壓信號的外部控制器產(chǎn)生電動機控制信號1236ο
[0112]如果控制器1232不接收AC檢測信號1228或DC檢測信號1230，控制器1232可將電動機控制信號1236送至電動機1210，這使電動機1210將驅動裝置510移動至最小旋轉位置。如果電動機1210被供電(例如通過在逆時針輸入804處接收的電壓輸入)，電動機1210可使驅動裝置510驅動至最小旋轉位置(例如，如同在0N/0FF控制中常見的)。然而，如果電動機1210不被供電(例如在CCW輸入804或CW輸入802處沒有接收到輸入電壓)，則電動機1210可停止在其當前位置(例如，如同在浮點控制中常見的)。
[0113]現(xiàn)在參見圖13，其示出根據(jù)一些實施例的電路圖1300，該電路圖1300包括順時針輸入連接802、逆時針輸入連接804、AC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226 JC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226兩者被圖示為從順時針輸入連接802(在圖13中以“灰線”表示)接收輸入。根據(jù)順時針輸入信號(例如AC信號、DC信號等)的狀態(tài)，或者AC輸入檢測器1224產(chǎn)生AC檢測信號1228，或者DC輸入檢測器1226產(chǎn)生DC檢測信號1230。
[0114]圖13另外繪出了對校正的電壓(V—Rectified)作出貢獻的順時針輸入連接802和逆時針輸入連接804兩者。在一些實施例中，經(jīng)校正的電壓可用作電動機1210的可用功率的源。盡管順時針輸入連接802和逆時針輸入連接804兩者都對校正的電壓有貢獻，然而設置在順時針輸入連接和逆時針輸入連接之間的電流路徑中的二極管1240(被圖示為二極管D2)確保了只有順時針輸入信號被AC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226評估。換句話說，二極管1240阻擋CCW輸入信號到達輸入檢測器，但允許CW輸入和CCW輸入兩者對校正的電壓作出貢獻。AC輸入檢測器1224中的電路包括光耦合電路U2、電阻器R6、R7和R8、二極管Dl以及電容器C4 o DC輸入檢測器1226中的電路包括運算放大器Ul、電阻器Rl、R2、R3、R4、R5和R8、電壓源V2以及電容器Cl、C2和C3。電容器C5和可變電阻器Il并聯(lián)在二極管D3和接地點之間，二極管D3耦合至紅線。
[0115]AC輸入檢測器1224被配置成響應于輸入連接802上的AC信號提供方波AC檢測信號1228。在一些實施例中，AC信號具有在地電位以上電壓(例如大于0V)和地電位以下電壓(例如小于0V)之間振蕩的電壓值。當AC信號的電壓值低于地電位時，電流流過光耦合電路U2和二極管DI (在圖中向下)。該電流使光耦合電路U2向光耦合電路U2內的晶體管供電，這使5V信號作為AC檢測信號1228的值被提供。當AC信號的電壓值在地電位以上，電流不流過二極管D1。電流的缺乏使得沒有功率提供給光耦合電路U2內的晶體管，這使OV信號作為AC檢測信號1228的值被提供。當AC輸入信號的電壓值在地電位以上和地電位以下之間振蕩時，產(chǎn)生方波AC檢測信號1228。
[0116]AC輸入檢測器1224被配置成響應輸入連接802上的DC信號提供低電壓DC信號(例如0VDC)。在一些實施例中，DC信號具有高于地電位電壓的電壓值。AC輸入檢測器1224以與處理AC信號的地電位以上部分相同的方式對具有地電位以上電壓的DC輸入信號作出響應。當在輸入連接802接收到地電位以上的DC輸入信號時，電流不流過二極管Dl ο電流的缺乏不對光耦合電路U2內的晶體管供電，這使得OV信號被提供作為AC檢測信號1228的值。如果DC輸入信號具有一直是地電位以上的電壓值，則電流將不流過二極管Dl并且AC檢測信號1228的值將是恒定的0V。
[0117]DC輸入檢測器1226被配置成響應于輸入連接802上的DC信號提供DC信號(例如0-2.5VDC)。在一些實施例中，輸入連接802上的進入DC信號具有可在0-10VDC或0-12VDC的范圍內變化的電壓值。電阻器R4和R5用作分壓器以在電阻器R4和R5之間產(chǎn)生范圍在0-2.5VDC內的DC電壓。0-2.5VDC電壓信號的值與進入的0-10VDC或0-12VDC輸入信號的值成比例。例如，1 VDC輸入信號導致2.5 VDC輸出信號，而O VDC輸入信號導致O VDC輸出電壓。DC輸入檢測器1226的其余組件(8陽1、1?2、1?、(:1工2、03和1]1)作為噪聲濾波器以減少0-2.5￥0(:信號中的噪聲。在一些實施例中，DC檢測信號1230具有0-2.5VDC之間的值。然而，可通過改變電阻器R4、R5的大小來取得任何其他范圍的電壓值。
[0118]DC輸入檢測器1226被配置成響應于輸入連接802上的AC信號產(chǎn)生低電壓信號(例如0V)。在一些實施例中，AC輸入信號傳播過DC輸入檢測器1226。電阻器R4、R5以與電阻器R4、R5減小DC輸入信號的電壓相同的方式減小AC輸入信號的電壓。在一些實施例中，噪聲濾波器的截止頻率低，這使得電壓減小的AC信號傳播通過DC輸入檢測器1226，由此導致振蕩的DC檢測信號1230ο在其他實施例中，噪聲濾波器的截止頻率高，這將高頻振蕩從AC信號中濾除并產(chǎn)生穩(wěn)定的低電壓(例如0V)DC檢測信號1230。在一些實施例中，控制器1232使用AC檢測信號1228作為超馳信號并當由AC輸入檢測器1224檢測到AC信號時忽略DC檢測信號1230的值。
[0119]圖表
[0120]現(xiàn)在參見圖14-17，其示出根據(jù)一些實施例的由致動器500執(zhí)行的輸入信號檢測的圖表。圖14-17示出當將不同類型的順時針輸入信號和逆時針輸入信號提供至致動器500時經(jīng)校正的電壓信號(Vrect)、DC檢測信號(Vdc—detect)和AC檢測信號(Vac—detect)的性質。圖14_17中包含的圖表的垂直軸代表電壓，每個圖表的比例依賴于由圖表顯示的具體電壓信號。圖表的水平軸代表以秒計的時間。
[0121]參見圖14，圖表1400示出當處理電路1218從順時針輸入連接1408接收非零DC電壓信號和從逆時針輸入連接1410接收非零AC電壓信號時徑校正的電壓信號1402、DC檢測信號1404和AC檢測信號1406的性質。作為響應，Vrect 1402是以三角波形狀的非零電壓信號。Vdc—detect 1404是響應于檢測到DC電壓信號的穩(wěn)定的非零電壓信號。Vac—detect 1406是由于沒有AC電壓被提供給AC輸入檢測器1224而得到的穩(wěn)定零電壓信號。盡管AC電壓信號被提供給逆時針輸入連接1410，然而該電壓通過二極管1240與AC輸入檢測器1224阻斷開。在這種情形下，控制器1232根據(jù)一些實施例基于DC電壓信號的值以比例輸入模式運作電動機1210。
[0122]現(xiàn)在參見圖15，圖表1500示出當處理電路1218從順時針輸入連接1508接收非零AC電壓信號并從逆時針輸入連接1510接收零AC電壓信號時經(jīng)校正的電壓信號1502、DC檢測信號1504和AC檢測信號1506的性質。作為響應，Vrect 1502是三角波形狀的非零電壓信號。Vdc—detect 1504是由于沒有DC電壓被提供給DC輸入檢測器1226而得到的穩(wěn)定零電壓信號。Vac—detect 1506是響應于檢測到AC電壓信號的以方波形狀出現(xiàn)的非零電壓信號。在這種情形下，控制器1232提供電動機控制信號1236，該電動機控制信號1236在某些實施例中朝向順時針終止位置順時針地驅動電動機1210。根據(jù)一些實施例，由于存在非零的校正電壓，電動機1210如指示的那樣被供電，由此使電動機1210朝向順時針終止位置驅動。
[0123]現(xiàn)在參見圖16，圖表1600示出當處理電路1218從順時針輸入連接1608接收零電壓信號并從逆時針輸入連接1610接收非零AC電壓信號時經(jīng)校正的電壓信號1602、DC檢測信號1604和AC檢測信號1606的性質。作為響應，Vrect 1602是以三角波形狀的非零電壓信號。Vdc—detect 1604和Vac—detect 1606兩者均是穩(wěn)定的零電壓信號，因為在順時針輸入連接1608處既未提供AC電壓也未提供DC電壓。盡管AC電壓信號被提供給逆時針輸入連接1610，然而該電壓通過二極管1240與AC輸入檢測器1224阻斷開。在這種情形下，控制器1232提供電動機控制信號1236，該電動機控制信號1236在一些實施例中朝向逆時針終止位置逆時針地驅動電動機1210。根據(jù)一些實施例，由于存在非零的校正電壓，電動機1210如指示的那樣被供電，由此使電動機1210朝向逆時針終止位置驅動。
[0124]最后參見圖17，圖表1700示出當處理電路1218從順時針輸入連接1708和逆時針輸入連接1710兩者接收零電壓信號時經(jīng)校正的電壓信號1702、DC檢測信號1704和AC檢測信號1706的性質。作為響應，Vrect 1702、Vdc—detect 1704和Vac—detect 1706全部是穩(wěn)定的零電壓信號。在這種情形下，根據(jù)一些實施例，控制器1232不提供電動機控制信號1236，這使電動機1210保持在其當前位置。在一些實施例中，控制器1232提供電動機控制信號1236，該電動機控制信號1236朝向逆時針終止位置逆時針地驅動電動機1210。然而，根據(jù)一些實施例，對電動機1210的供電缺乏防止電動機1210移動，這導致電動機1210保持在其當前位置。
[0125]流程圖
[0126]現(xiàn)在參見圖18，其示出根據(jù)一些實施例表示HVAC致動器的操作的流程圖1800。在一些實施例中，HVAC致動器與前面參照圖5-13描述的致動器500相同或相似。致動器500可以是擋風板致動器、閥致動器、風扇致動器、栗致動器或者可用于HVAC系統(tǒng)或BMS中的任何其他類型致動器。致動器500可以是線性致動器(例如線性比例致動器)、非線性致動器、彈性復位致動器或非彈性復位致動器。致動器可受HVAC致動器的處理電路控制，以控制致動器的電動機。致動器可通過處理電路的一個或多個器件自動地受到控制，如參照圖5-13描述的那樣。
[0127]流程圖1800被圖示為包括:在步驟1802中對致動器上電，在步驟1804對致動器進行初始化，并確定是否接收到驅動致動器的信號。流程圖1800被圖示為包括在步驟1806確定是否已從控制器1232接收到VAC控制信號。如果已接收到VAC控制信號，則控制器1232可進至步驟1812并接通電動機1210。如果尚未接收到VAC控制信號，則流程圖1800圖示為包括在步驟1808確定是否已從控制器1232接收到VDC控制信號。如果尚未接收到VDC控制信號，則控制器1232可進至步驟1812并接通電動機1210。在各實施例中，可從控制器、用戶裝置或任何其他外部系統(tǒng)或裝置接收用于驅動致動器的信號作為控制信號。
[0128]流程圖1800被圖示為包括:一旦已從控制器1232接收到VAC或VDC控制信號，則在步驟1812中接通電動機1210。電動機1210可耦合至驅動裝置，該驅動裝置可連接至可移動的HVAC組件。在一些實施例中，驅動裝置與參照圖5-13描述的驅動裝置510相同或相似。驅動裝置可被配置成接納擋風板、閥或任何其他可移動HVAC系統(tǒng)組件的軸，以驅動(例如轉動)該軸。接通電動機1210可造成驅動裝置的相應移動，由此使得HVAC組件移動。
[0129]仍然參照圖18，流程圖1800被圖示為包括在步驟1814確定是否已到達特定位置。該特定位置可包括在之前接收到的命令或控制信號中(例如作為DC輸入信號的DC電壓值)。在一些實施例中，確定是否已到達特定位置包括確定驅動裝置510的位置?？墒褂脕碜砸粋€或多個位置傳感器的位置信號來確定驅動裝置510的位置。位置傳感器可以是霍爾效應傳感器、電位計、光學傳感器或被配置成測量電動機、驅動裝置和/或連接至驅動裝置的HVAC組件的位置的任何其它類型傳感器?？砂凑栈魻杺鞲衅饔嫈?shù)、電動機轉數(shù)、電動機位置、驅動裝置位置或能夠用來量化電動機、驅動裝置和/或HVAC組件的位置的任何其他單元來確定驅動裝置510的位置。例如，驅動裝置510的位置可以被確定為驅動裝置相對于固定位置(例如零位置、機械端部止動結構等)的旋轉度數(shù)、電動機的轉數(shù)、霍爾傳感器的計數(shù)等等。
[0130]在步驟1814，可將驅動裝置510的位置與特定位置相比較以確定是否已到達特定位置。如果已到達特定位置，電動機1210可被斷開。然而，如果尚未到達特定位置，控制器1232可在步驟1816開始確定致動器500是否接收到足夠的功率以運作電動機1210。如果致動器500接收到足夠的功率，則控制器1232可重復步驟1814以確定驅動裝置510的位置是否已到達特定位置，直到到達特定位置為止。如果致動器500沒有接收到驅動電動機1210的足夠功率，則電動機1210可在步驟1818中斷開。在電動機1210斷開后，流程圖1800圖示為包括返回到步驟1820以確定致動器500是否接收到足夠的功率。一旦已接收到足夠的功率，則流程圖1800能夠在步驟1804再次初始化致動器500。
[0131]表格
[0132]現(xiàn)在參見圖19，根據(jù)各實施例，表格1900繪出了當處理電路1218不包含AC輸入檢測器和DC輸入檢測器時的期望致動器操作。表格1900代表現(xiàn)有技術，其中用戶必須基于致動器輸入布線配置手動地選擇模式。因此，列1902中的前面四行表示當用戶選擇比例輸入模式(在表格中通過“PROP”來表示)時的期望致動器操作，而列1902中的接下去的四行表示當用戶選擇浮動輸入模式(在表格中通過“FLT”來表示)時的期望致動器操作。
[0133]表格描繪了當將0-20VDC范圍內的DC電壓提供給順時針輸入802時用戶的模式選擇的影響。當用戶已選擇比例輸入模式時，致動器500驅動至與DC電壓信號的值對應的終止位置或在最小和最大旋轉位置之間的中間位置。例如，對順時針輸入802的OV DC電壓輸入可使致動器500驅動至第一終止位置，對順時針輸入802的20V DC電壓輸入可使致動器500驅動至相反的終止位置，而對順時針輸入802的1V DC電壓輸入可使致動器500驅動至中間位置。然而，如果用戶已選擇浮動輸入模式并且0-20 VDC范圍內的DC電壓被提供給順時針輸入802，致動器500保持在其當前設定點，而不是移動至由DC電壓信號指示的位置。這種行為可能是不合需的。
[0134]現(xiàn)在參見圖20，根據(jù)一些實施例，表格2000描繪了當處理電路1218不包含AC輸入檢測器和DC輸入檢測器時的期望致動器操作。由于AC輸入檢測器1224和DC輸入檢測器1226的存在使用戶無需選擇比例輸入模式或浮動輸入模式，因此將列1902從表格中刪除。因此，每當0-20 VDC范圍內的DC電壓被提供給順時針輸入8024，致動器500驅動至與DC電壓信號的值對應的終止位置或在最小和最大旋轉位置之間的中間位置。對順時針輸入802的AC輸入信號的存在或缺乏使得致動器500朝向終止位置驅動或保持在其當前位置，如前面描述的那樣。有利地，這種行為允許用戶向順時針輸入804提供AC電壓信號或DC電壓信號。不管所提供的輸入信號的類型如何，致動器500都將正確地運作而無需用戶撥動手動模式選擇開關。
[0135]示例性實施例的配置
[0136]在一些實施例中所示的系統(tǒng)和方法的結構和布置僅是解說性的。盡管本公開中僅詳細描述了一些實施例，然而許多修正是可能的(例如各部件的大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數(shù)值、安裝布置、材料使用、顏色、取向等的變化)。例如，部件的位置可以顛倒或以其他方式改變，并且分立的部件或位置的性質或數(shù)目可以改變或變化。因此，所有這些修正都旨在包含在本公開的范圍內。任何過程或方法步驟的次序或順序可根據(jù)替代實施例被改變或重排序?？蓪χT實施例的設計、工作條件和布置作出其他替換、修正、改變和刪除而不脫離本公開的范圍。
[0137]本公開涉及用于實現(xiàn)各種操作的方法、系統(tǒng)和任何機器可讀介質上的程序產(chǎn)品。本公開的實施例可使用已有的計算機處理器實現(xiàn)，或通過用于適宜系統(tǒng)(為了這個目的或另一目的而納入)的專用計算機處理器實現(xiàn)，或通過硬線系統(tǒng)實現(xiàn)。本公開范圍內的實施例包括程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品包括用于攜帶或具有被存儲在其上的機器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結構機器可讀介質。該機器可讀介質可以是可由通用或專用計算機或其他帶處理器的機器訪問的任何可用介質。作為示例，這種機器可讀介質可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲、磁盤存儲或其他磁存儲裝置，或者可用于攜帶或存儲要求的程序代碼(以機器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結構的形式)并可由通用或專用計算機或其他帶處理器的機器訪問的任何其他介質。上述內容的組合也包含在機器可讀介質的范圍內。機器可執(zhí)行指令包括，例如使通用計算機、專用計算機或專用處理機執(zhí)行某一功能或一組功能的指令和數(shù)據(jù)。
[0138]盡管附圖示出了方法步驟的具體次序，然而步驟的次序可能不同于圖示的次序。另外，可同時地或部分同時地執(zhí)行兩個或更多個步驟。這種變化可依賴于所選擇的軟件和硬件系統(tǒng)以及設計者選擇。所有這些變化落在本公開的范圍內。同時，軟件實現(xiàn)可通過標準編程技術來達成，所述標準編程技術用基于規(guī)則的邏輯和其他邏輯來實現(xiàn)各種連接步驟、處理步驟、比較步驟和判決步驟。
【主權項】
1.一種HVAC系統(tǒng)中的致動器，所述致動器包括: 電動機； 驅動裝置，由所述電動機驅動并連接至可移動HVAC組件以在多個位置之間驅動所述可移動HVAC組件； 輸入連接，被配置成接收輸入信號；以及 處理電路，所述處理電路連接至所述電動機并被配置成: 確定所述輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號； 響應于確定所述輸入信號是AC電壓信號，使用AC電動機控制技術來運作電動機；以及 響應于確定所述輸入信號是DC電壓信號，使用DC電動機控制技術來運作電動機。2.如權利要求1所述的致動器，其中，所述處理電路包括: 控制器； AC電壓檢測器，被配置成響應于確定所述輸入信號是AC電壓信號而將AC檢測信號提供給所述控制器；以及 DC電壓檢測器，被配置成響應于確定所述輸入信號是DC電壓信號而將DC檢測信號提供給所述控制器； 其中所述控制器被配置成: 響應于從所述AC電壓檢測器接收到AC檢測信號，使用AC電動機控制技術來運作電動機； 響應于從所述DC電壓檢測器接收到DC檢測信號，使用DC電動機控制技術來運作電動機。3.如權利要求1所述的致動器，其中，所述輸入連接具有比例布線配置，包括: 順時針輸入連接，被配置成接收DC電壓信號；以及 逆時針輸入連接，被配置成接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。4.如權利要求1所述的致動器，其中，所述DC電動機控制技術包括: 確定所述驅動裝置與DC電壓信號的值成比例的設定點位置；以及 運作所述電動機以將所述驅動裝置驅動至所述設定點位置。5.如權利要求1所述的致動器，其中，所述輸入連接具有ON/OFF布線配置，包括: 順時針輸入連接，其包括順時針輸入開關，其中所述順時針輸入連接被配置成當所述順時針輸入開關閉合時接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，而當所述順時針輸入開關斷開時接接收零電壓； 逆時針輸入連接，被配置成接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。6.如權利要求5所述的致動器，其中，所述AC電動機控制技術是ON/OFF控制技術，包括: 當所述順時針輸入開關閉合并且所述順時針輸入連接接收到穩(wěn)定的AC或DC電壓時運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置;以及 當所述順時針輸入開關斷開并且所述順時針輸入連接接收到零電壓時運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。7.如權利要求1所述的致動器，其中，所述輸入連接具有浮動ON/OFF布線配置，包括: 順時針輸入連接； 逆時針輸入連接；以及 開關，被配置成在下列位置之間切換: 第一位置，在所述第一位置，穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述順時針輸入連接并且零電壓被提供至所述逆時針輸入連接;以及 第二位置，在所述第二位置，零電壓被提供至所述順時針輸入連接并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述逆時針輸入連接。8.如權利要求7所述的致動器，其中所述AC電動機控制技術是浮動ON/OFF控制技術，包括: 當所述開關處于第一位置并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述順時針輸入連接時運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置;以及 當所述開關處于第二位置并且零電壓被提供至所述順時針輸入連接時運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。9.如權利要求1所述的致動器，其中所述輸入連接具有浮動增量布線配置，包括: 順時針輸入連接，其包括順時針輸入開關，其中所述順時針輸入連接被配置成當所述順時針輸入開關閉合時接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，而當所述順時針輸入開關斷開時接收零電壓； 逆時針輸入連接，其包括逆時針輸入開關，其中所述逆時針輸入連接被配置成當所述逆時針輸入開關閉合時接收穩(wěn)定的AC或DC電壓，而當所述逆時針輸入開關斷開時接收零電壓。10.如權利要求9所述的致動器，其中所述AC電動機控制信號技術是浮動增量控制技術，包括: 當所述順時針輸入開關閉合并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述順時針輸入連接時運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置； 當所述逆時針輸入開關閉合且所述順時針輸入開關斷開以使穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述逆時針輸入連接并使零電壓被提供至所述順時針輸入連接時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置；以及 當所述順時針輸入開關和所述逆時針輸入開關均斷開以使零電壓被提供至所述順時針輸入連接和所述逆時針輸入連接兩者時，防止所述電動機驅動所述驅動裝置。11.一種控制HVAC致動器的方法，所述HVAC致動器包括電動機和驅動裝置，所述驅動裝置由所述電動機驅動并連接至可移動HVAC組件，所述方法包括: 在所述致動器的輸入連接處接收輸入信號；以及 通過所述致動器的處理電路，確定所述輸入信號是AC電壓信號還是DC電壓信號； 響應于確定所述輸入信號是AC電壓信號而通過所述處理電路使用AC電動機控制技術來運作所述電動機;以及 響應于確定所述輸入信號是DC電壓信號而通過所述處理電路使用DC電動機控制技術來運作所述電動機。12.如權利要求11所述的方法，還包括: 響應于確定所述輸入信號是AC電壓信號而將AC檢測信號從AC電壓檢測器提供至控制器，其中響應于所述控制器從所述AC電壓檢測器接收AC檢測信號，使用AC電動機控制技術來運作所述電動機;以及 響應于確定所述輸入信號是DC電壓信號而將DC檢測信號從DC電壓檢測器提供至控制器，其中響應于所述控制器從所述DC電壓檢測器接收DC檢測信號使用所述DC電動機控制技術來運作所述電動機。13.如權利要求11所述的方法，其中在所述致動器的輸入連接處接收輸入信號包括: 在順時針輸入連接處接收DC電壓信號；以及 在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。14.如權利要求13所述的方法，其中使用DC電動機控制技術運作所述電動機包括: 確定所述驅動裝置與所述DC電壓信號的值成比例的設定點位置；以及 運作所述電動機以將所述驅動裝置驅動至所述設定點位置。15.如權利要求11所述的方法，其中在所述致動器的輸入連接處接收輸入信號包括: 當順時針輸入開關閉合時，在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓； 當所述順時針輸入開關斷開時，在所述順時針輸入連接處接收零電壓；以及 在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。16.如權利要求15所述的方法，其中使用AC電動機控制技術運作所述電動機包括: 當所述順時針輸入開關閉合并且所述順時針輸入連接接收到穩(wěn)定的AC或DC電壓時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置;以及 當所述順時針輸入開關斷開并且所述順時針輸入連接接收到零電壓時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。17.如權利要求11所述的方法，其中在所述致動器的輸入連接處接收輸入信號包括: 當開關切換至第一位置時，在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓并在逆時針輸入連接處接收零電壓；以及 當所述開關切換至第二位置時，在所述順時針輸入連接處接收零電壓并在所述逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓。18.如權利要求17所述的方法，其中使用AC電動機控制技術運作所述電動機包括: 當所述開關處于所述第一位置并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述順時針輸入連接時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置；以及 當所述開關處于所述第二位置并且零電壓被提供至所述順時針輸入連接時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置。19.如權利要求11所述的方法，其中在所述致動器的輸入連接處接收輸入信號包括: 當順時針輸入開關閉合時在順時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓； 當所述順時針輸入開關斷開時在所述順時針輸入連接處接收零電壓； 當逆時針輸入開關閉合時在逆時針輸入連接處接收穩(wěn)定的AC或DC電壓；以及 當所述逆時針輸入開關斷開時在所述逆時針輸入連接處接收零電壓。20.如權利要求19所述的方法，其中使用AC電動機控制技術運作所述電動機包括: 當所述順時針輸入開關閉合并且穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述順時針輸入連接時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿順時針方向驅動至最大旋轉位置； 當所述逆時針輸入開關閉合且所述順時針輸入開關斷開以使穩(wěn)定的AC或DC電壓被提供至所述逆時針輸入連接并且零電壓被提供至所述順時針輸入連接時，運作所述電動機以將所述驅動裝置沿逆時針方向驅動至最小旋轉位置；以及 當所述順時針輸入開關和所述逆時針輸入開關均斷開以使零電壓被提供至所述順時針輸入連接和所述逆時針輸入連接兩者時，防止所述電動機驅動所述驅動裝置。21.一種HVAC系統(tǒng)中的致動器，包括權利要求1至10中的任意一個技術特征或者技術特征的任意組合。22.—種控制HVAC致動器的方法，包括權利要求11至20中的任意一個技術特征或者技術特征的任意組合。
【文檔編號】G05B19/04GK105988390SQ201610152813
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】羅伯特·K·亞歷山大, 伯納德·P·克萊門特, 蓋瑞·A·羅曼諾維奇
【申請人】約翰遜控制技術公司