户式中央空调控制系统
一、 概述
　　中央空调的控制系统，大都采用PLC可编程控制器，而室内控制部分通常只有简单的电路及调节开关。这种结构的设备成本高，维护工作量大，室内用户可操纵性差，综合控制功能难以实现。而以目前的单片机性能，配合可靠高、抗干扰能力强的执行电路及采样电路，完全可以替代目前的PLC控制方式。事实上，PLC本身就是由微控制器单片机组成的通用装置，在空调控制这样一个专业领域，其通用性不再是优点。
　　家用中央空调控制系统是我们用单片机控制系统替代PLC的第一步。单片机控制系统完全能够取代PLC控制方式，并且能表现出更多的优势。东芝电子公司的微处理器品种多、可靠性高、耗电低、性能价格比高，在中央空调控制系统中，各部份的控制对象和任务特征差异很大，而东芝微处理器的各种应用功能组合，为我们选择同一系列用于系统的不同控制板提供了极大的便利。开发效率得到提高，生产采购配套更方便。
二、 系统结构
　　户型中央空调控制系统采用集散控制结构，逻辑上是一种星型网络，控制中心是集中控制器，每台室外机和室内机都是连接到中心的节点。由于采用总线式的通讯链路,从物理结构上看,更像总线型网络。
　　集中控制器是整个系统的中心，担负着系统的通讯控制和任务调度，同时实现系统工况的实时监控，并为更上一层的控制设备（如家用电脑或家庭综合控制网络）提供安全的控制接口。
　　室外机控制器完成热交换系统的各种泵、阀电机控制，各部位温度液位的传感器采样，由集中控制器通过网络发送操纵指令，并将执行结果和状态传送到集中控制器。
　　室内机控制器将室内环境温度、用户指令等发送给集中控制器，并根据调节需求控制风扇和叶片电机、负离子发生器等装置的运行。控制系统的整体结构见图
三、 通讯协议
　　家用中央空调控制系统采用RS-485通讯协议组网。对应通讯协议模型，从网络层直到应用层都由微处理器完成。
图二为中央空调控制系统网络通讯协议示意图
　　在编程结构上，简单地分成两个部分，即数据包传送模块和函数调用接口。
利用东芝处理器的异步通讯端口及其中断服务特性，外部构造RS-485长线驱动电路和匹配网络电路，以不大的软硬件资源消耗获得可靠稳定的通讯效果。
　　我们在通讯协议中，采用了BCH编码实现多重数据纠错算法。并在单片机的有限运算资源中高效地实现，为控制系统的可靠工作提供了坚实的通讯基础。
四、集中控制器　　
　　集中控制器是控制系统的核心，担负着整个系统的监控、协调工作，同时还将与更高层的控制系统协同运作。
　　集中控制器没有直接控制量，也没有直接的传感量采集，除了通讯处理（包括数据通讯、人机界面）外，其主要处理能力将用于数据分析、控制策略、智能管理。
　　集中控制器包含以下模块：
1． 处理器及其支持电路
2． SRAM和FLASH MEMORY模块（支持在线升级）
3． 日历时钟模块
4． 键盘输入模块
5． LCD显示模块（含汉字库或其它国家文字支持）
6． 通讯控制器（包括RS-232通讯接口，RS-485通讯接口）
7． 并行打印机接口
8． 后备电源管理模块
9． 日志备份模块
10． 扩展报警保护接口
11． 操作控制授权模块
12． 以太网接口（可选）
13． 开关电源模块
　　集中控制器从结构上更像一台专用PC，带有独立版权的基本操作系统和软件开发平台，应用软件设计可由第三方完成。
五、室外机
　　室外机控制器直接控制着所有动力和热交换装置，工作环境恶劣多变，安全、可靠、高效是这个部分的设计重点。冗余设计的意义将在这里得以体现，而由此带来的成本与它所控制的对象相比将是微不足道的。
　　室外机控制器包含以下模块：
　　1．处理器及其支持电路
　　2．RS-485通讯接口
　　3．模拟参量采集电路
　　4．数字（开关）量采集电路及辅助中断电路
　　5．数字（开关）量输出电路
　　6．变频调速电机驱动电路
　　7．功率控制（干扰抑制、功率因数调整等）电路
　　8．执行结果监测电路
　　9．各驱动模块的冗余保护电路
　　10．运行工况记录保护电路
　　11．多路直流供电电路
六、室内机
　　室内机控制器驱动一路风扇电机（可以支持直流变频电机）、一至两路叶片电机，采集室内温度传感器，另外还有红外遥控接收发送器、工作状态显示、RS-485接口等。
　　空调的运行效果是通过室内机表现出来的，人体主观感受的舒适度也决定于室内机的工作过程。运行平稳、静音也是室内机的重要性能指标，采用带位置传感器的直流无刷电机可以很好地满足用户的静噪要求。
　　室内机控制器包含以下模块：
　　1．处理器及其支持电路
　　2．显示驱动电路（LED/LCD，可选VFT）
　　3．RS-485通讯接口
　　4．变频调速电机驱动电路
　　5．步进电机驱动电路
　　6．温度传感采样
　　7．红外遥控接收电路
　　8．负离子发生器控制电路（可选）
　　9．多路直流供电电路
　　设计中充分考虑到空调技术发展的需要，预留资源给诸如负离子发生器、声控模块、氧气发生器等的控制接口。在多变的市场需求中快速适应用户的功能追捧。

（该系统在远大BCT控制系统招标中中标）

 

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