專用新風(fēng)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)
作者:石家莊風(fēng)機(jī) 日期:2015-3-11 瀏覽:1318
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計(jì)算機(jī)應(yīng)用專用新風(fēng)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)上海大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院(上海200072)肖學(xué)軍王健重點(diǎn)介紹了新風(fēng)機(jī)控制器功能、軟硬件設(shè)計(jì)與CAN總線通信。應(yīng)用結(jié)果表明,該裝置工作可靠、便于擴(kuò)展、精度高,能較好地實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度濕度的變化。
在智能建筑的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中,利用新風(fēng)機(jī)對(duì)環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行有效的節(jié)能控制是一件十分重要的工作。傳統(tǒng)的方法是采用直接數(shù)字控制器(英文縮寫為DDC)的方式,將新風(fēng)機(jī)的檢測(cè)點(diǎn)、控制點(diǎn)連接到一臺(tái)或多臺(tái)DDC上對(duì)多控制點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。然而,現(xiàn)代智能建筑的溫濕度控制點(diǎn)較多且處于不同的樓層,采用DDC控制將使控制器到控制點(diǎn)的引線過長,給施工帶來不便,也可能降低系統(tǒng)通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。
本文介紹了一種應(yīng)用80C196KC單片機(jī)設(shè)計(jì)的專用的新風(fēng)機(jī)控制器,它能控制不同型號(hào)的新風(fēng)處器局域網(wǎng))總線技術(shù),使通信可靠、快捷通過采取一些軟硬件的優(yōu)化措施,簡化了硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的編程,提高了程序運(yùn)行效率,較好地滿足了智能建筑對(duì)環(huán)境的智能化要求和節(jié)能要求。
新風(fēng)處理機(jī)是一種非獨(dú)立式空調(diào)機(jī),它本身并不帶有制冷機(jī),空氣的冷卻和加熱是通過冷熱管盤中冷熱水的循環(huán)、然后與空氣之間對(duì)流來實(shí)現(xiàn)的。
本文介紹的新風(fēng)機(jī)控制器是新風(fēng)處理機(jī)的專用控制器,它通過單片機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)節(jié)送風(fēng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)門的位置和冷熱盤管水閥門的開度,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度的智能化調(diào)節(jié)??刂破鲗?duì)測(cè)控量只區(qū)分為模擬量輸入/輸出和開關(guān)量輸入/輸出,可對(duì)工作在不同系統(tǒng)環(huán)境下(如二管式、單一冷水,二管式、冷熱水合用,四管式、冷熱水獨(dú)立)的新風(fēng)處理機(jī)進(jìn)行控制,可對(duì)定風(fēng)量型、變風(fēng)量型新風(fēng)處理機(jī)進(jìn)行控制。
新風(fēng)機(jī)控制器作為樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器,通過CAN總線接收樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)主機(jī)的各種操作控制命令,也可接收樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)主機(jī)下達(dá)的各種設(shè)定參數(shù)。兩個(gè)或兩個(gè)以上的新風(fēng)機(jī)控制器彼此之間還能通過CAN總線進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信,可以實(shí)現(xiàn)本地測(cè)量、異地控制。當(dāng)新風(fēng)機(jī)控制器脫離樓宇自動(dòng)化系統(tǒng),作為一個(gè)獨(dú)立的控制器工作時(shí),也能通過手持式編碼器對(duì)被控制的新風(fēng)機(jī)的各種狀態(tài)參數(shù)和測(cè)量參數(shù)進(jìn)行顯示或修改。
1控制器功能及軟硬件實(shí)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)控制器的硬件功能主要是自動(dòng)檢測(cè)新風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),根據(jù)設(shè)定的算法對(duì)新風(fēng)機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制,使新風(fēng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)。新風(fēng)機(jī)控制器的主要功能如下:1 .檢測(cè)回風(fēng)的溫濕度,與設(shè)定的溫濕度進(jìn)行比較后,控制冷熱水和蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作,使回風(fēng)的溫濕度保持在所需要的范圍。
2 .檢測(cè)回風(fēng)和新風(fēng)的溫度和濕度,進(jìn)行回風(fēng)和新風(fēng)的焓值計(jì)算,按回風(fēng)和新風(fēng)焓值的比例,控制回風(fēng)風(fēng)門和新風(fēng)風(fēng)門的比例開度,使系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的效果。
3 .可設(shè)定各種控制方式和控制參數(shù),包括時(shí)間、風(fēng)量、溫濕度的設(shè)定。
4 .具有自動(dòng)報(bào)警功能,包括風(fēng)機(jī)故障報(bào)警、過濾器淤塞報(bào)警、溫濕度越限報(bào)警等。
5 .使風(fēng)門與風(fēng)機(jī)連鎖,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與風(fēng)機(jī)啟動(dòng)連鎖,確保系統(tǒng)工作安全。
控制器為了實(shí)現(xiàn)最佳配置,應(yīng)用中以Intel公司16單片機(jī)80C196KC為核心,利用多達(dá)6路的高速輸出器HSO來產(chǎn)生PWM輸出,可以使系統(tǒng)具有9路模擬量輸出和8路模擬量輸入的能力。
80C196KC片內(nèi)RAM為488字節(jié),它們都可以作為通用寄存器來訪問,這使得程序的每一個(gè)模塊都可以有自己的專用寄存器使用,增強(qiáng)了模塊的獨(dú)立性上海貝爾有限公司021 5854 1240和抗干擾性。控制器硬件電路圖如圖1所示。
度超限時(shí)的報(bào)警指示,但P1 .3、P1 .4和P2 .5一起作為PWM方波輸出端。P2口除完成一些特殊功能外,還為串行通信提供控制信號(hào)、為看門狗電路X25045提供片選信號(hào)。時(shí)鐘芯片DS12887A在程序中可編程為提供每秒定時(shí)中斷,通過HSI.0向80C196KC提出中斷請(qǐng)求,在到達(dá)設(shè)定的間隔時(shí)間后將執(zhí)行增量型PID控制算法和模糊控制算法。
X25045實(shí)現(xiàn)硬件看門狗功能,它也提供512Bytes EEPROM來保存重要的系統(tǒng)控制參數(shù)。每當(dāng)系統(tǒng)掉電、上電后,通過串行時(shí)鐘輸出端SO將重要的系統(tǒng)參數(shù)讀到特定RAM區(qū),使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。