嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究.doc

嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究 1 嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究 1 设计要求 引言随着国民经济的快速增长,我国人民生活水平的不断提高。空调机组能够改善和提高人们的生活和健康水平,所以国内空调企业的规模也在不断的扩张,空调生产开始从单一品种、大规模生产、压库存的模式逐渐转向多品种,按订单生产、零库存的方向发展。但中央空调机组因其设备功率大,零部件多,运转工序复杂,所以对其使用时的可控性能、节能性能、人机交互性能的要求也随之提高。目前的中央空调控制技术还以分散控制为主,每个控制器只能监控其所控制的中央空调机组的状态,而对同一楼宇之中的其它控制器所控制的中央空调的状态则无法知道,更无法在总体上获知所有中央空调机组的工作状态。其采用的通信方式主要为用 485 串口将中央空调控制器与工控机相联,再用 RS232 串口将工控机和上位机相连。因为受 RS23 2 串口的限制,使得通信距离较短,所能集中控制的中央空调的数目也就受到了较大限制,使得集中控制的效果和意义均不明显。此种缺点造成由于资金缺口和工程进度等等问题,许多已建成的商用建筑和办公大楼的空调系统往往都没有设计或安装自动控制系统,随着建筑物的投入使用,会发现空调区域的温、湿度波动很大,往往会超过答应的变化范围。旧有的空调系统在运行中往往遭到一些人为因素的影响,致使风系统平衡遭到破坏,加装自控系统前必须先对旧有空调系统的风道系统重新进行平衡调整,不然自控系统可能达不到预期限效果;另外加装自动控制系统后对原空调系统的制冷、供热和水循环系统都交有一定的影响;同时在改造进程中也会碰到一些非凡的问题。 中央空调系统基本原理及组成空调系统的组成有:被调对象、空调处理机组、空气输送设备以及分配设备。针对空气处理设备在集中程度上的差异,空调系统通常分为集中式空调系统、半集中式空调系统以及分散式空调系统;根据热湿负荷所使用的介质的区别,空调系统又可以划分为空气系统、水系统、、冷剂系统;又可根据空气来源来分类,有直流式系统、封闭式系统和混合式系统三类系统。空气调节的定义通常为:将温度、湿度、流速等参数经过处理后的空气,通过空气输入管道送入室内,以使整个室内空气温湿度、流速、清洁度及压强等控制在设定要求内。嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究 2 本文主要讨论中央空调控制系统,即为集中式控制系统。中央空调系统由空气加热、冷却, 加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。这些设备的容量是设计容量,但在日常运行中的实际负荷在大部分时间里都是部分负荷,不会达到设计容量。所以为了舒适和节能必须对上述设备进行实时控制,使其实际输出量与实际负荷相适应。当前,对其容量控制实现不同程度的自动化,其内容也越趋丰富。被控制参数主要有空气的湿度、温度、压力和空气清新度、气流方向等,在冷热源方面主要是冷热水温度,蒸汽压力。有时也需测量控制回水管的压力差,测量供回水温度以及回水量。同时,也要对这些参数进行指示、记录、打印,并监测各机电设备运行状态及事故报警。其主要具备以下自控系统:风机盘管控制系统、空调机组控制系统、冷冻站控制系统、热交换站控制系统、排水控制系统等。 2 设计作用与目的采用基于嵌入式中央空调集中控制系统,实现多台中央空调系统的数据采集、集中管理和集中控制。 3 所用设备及软件 RS485 集线器,计算机一台, 中央空调控制器, μ C/OSII 操作系统, UDPtest 软件 4 系统总体设计图1 系统总体框图 RS485 集线器的通信方式及数据处理过程中央空调单机组控制器( 本文研究所采用的中央空调单机组控制器为无锡华威控制技术科技有限公司所生产的中央空调控制器) 首先对检测到的中央空调机组的运行状态的信息( 包括环境温度,设定温度,运行模式等)进行编码, 以约定的格式和波特率(9600bps) 通过 RS485 总线发往 RS485 集线器。每个 RS485 集线器采用多串口单片机设计,分为 8口和 16口两种型号。 8口的 RS485 集线器可以同时连接 8个中央空调单机组控制器, 16口的 RS485 集线器可以同时连接 16 个中央空调单机组控制器。中央空调单机组控制器将不断的向 RS485 集线器发送其状态信息数据, RS485 集线器接收到这些数据后会检查这些数据的合法性,如果该数据合法则将该数据存储到接收缓冲区并等待发送。嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究 3 RS485 集线器与中央空调网络集中控制器的通信方式及数据处理方式 RS485 集线器通过 RS485 总线与中央空调网络集中控制器相连。 RS485 集线器将中央空调单机组控制器发送来的数据信息通