节能网络通用控制器.pdf

本发明公开了一种节能网络通用控制器，它包括壳体、设于壳体内中央处理器、与中央处理器连接的功能模块。所述的功能模块至少包括：触摸按键控制模块、红外遥控接收模块、LCD显示模块、A/D数据采集模块、控制及预测算法模块、I/O控制模块、网络通信模块和RTC实时时钟模块。本发明应用在楼宇控制领域HVAC系统，通过对暖通(HVAC)系统的智能控制，达到节能、舒适的目的。

1、  一种节能网络通用控制器，包括壳体、设于壳体内中央处理器、与中央处理器连接的功能模块，其特征在于所述的功能模块至少包括：触摸按键控制模块、红外遥控接收模块、LCD显示模块、A/D数据采集模块、控制及预测算法模块、I/O控制模块、网络通信模块和RTC实时时钟模块；
触摸按键控制模块的功能主要是处理按键设定，它包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
红外遥控接收模块的功能主要是对接收到的外遥控信号数据进行设定，包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
LCD显示模块的功能主要是显示设定的数据和工作状态，它包括时间、温度、风机状态、工作模式；
A/D数据采集模块的功能主要是对温度的模拟物理量信号进行采集，转换成数字信号；
控制及预测算法模块的功能是根据A/D数据采集模块采集的数据与已设定的数据确定控制规律；
I/O控制模块的功能是根据算得的控制规律对阀门和风机进行开、关的控制；
RTC实时时钟模块的功能是主要对时间进行运算得到正确的时间信号；
网络通信模块的功能主要是和上位计算机按标准的MODBUS数据方式进行交互处理，来实现对控制器的远程数据设定和远程得到控制工作状态功能。

2、  根据权利要求1所述的节能网络通用控制器，其特征在于壳体上设有接口、触摸屏和按键，所述的接口至少包括：红外遥控接口、网络通信接口、数字通断阀门控制接口、风机控制接口、时钟接口。

3、  根据权利要求1和2所述的节能网络通用控制器，其特征在于红外遥控接口与红外遥控接收模块连接，网络通信接口与网络通信模块连接，数字通断阀门控制接口、风机阀门控制接口与I/O控制模块连接，触摸屏、按键与触摸按键控制模块连接。

节能网络通用控制器
技术领域
本发明属于楼宇控制领域暖通(HVAC)系统的节能型网络控制器。
背景技术
目前国内外HVAC水系统房间空调和地暖控制大多采用非智能电驱动数字阀控制。由于水系统风机盘管和水系统地暖盘管系统存在热交换滞后现象，简单的数字开关阀的控制，不能及时精确控制流量，使得房间温度波动控制的精度得不到保证，能量利用率不高。为了满足提高控制精度和节能的要求，国外有些厂家采用电动调节阀、电动调节阀控制器、专用的房间温度DDC控制器来实现精确控制流量达到控制温度精度和节能要求，但普遍技术复杂，价格高昂。由于HVAC中，水系统风机盘管和水系统地暖盘管楼宇建筑物中使用盘管数量非常庞大，如果简单的采用此类方案，将需要巨大的设备成本和使用维护人力成本。
发明内容
本发明的目的是设计出一种应用于楼宇控制领域HVAC系统的节能网络通用控制器。
本发明要解决的是现有技术中使用数字通断阀门无法进行流量精确控制以及人机操作界面不友好、没有网络通信功能的问题。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：
它包括壳体、设于壳体内中央处理器、与中央处理器连接的功能模块。所述的功能模块至少包括：触摸按键控制模块、红外遥控接收模块、LCD显示模块、A/D数据采集模块、控制及预测算法模块、I/O控制模块、网络通信模块和RTC实时时钟模块。
触摸按键控制模块的功能主要是处理按键设定，它包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
红外遥控接收模块的功能主要是对接收到的外遥控信号数据进行设定，包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
LCD显示模块的功能主要是显示设定的数据和工作状态，它包括时间、温度、风机状态、工作模式；
A/D数据采集模块的功能主要是对温度的模拟物理量信号进行采集，转换成数字信号；
控制及预测算法模块的功能是根据A/D数据采集模块采集的数据与已设定的数据确定控制规律；
I/O控制模块的功能是根据算得的控制规律对阀门和风机进行开、关的控制；
RTC实时时钟模块的功能是主要对时间进行运算得到正确的时间信号；
网络通信模块的功能主要是和上位计算机按标准的MODBUS数据方式进行交互处理，来实现对控制器的远程数据设定和远程得到控制工作状态功能。
本发明基于先进的模拟、数字电子技术、计算机软硬件及网络通讯、暖通空调控制技术，研发出了智能化节能型通用网络控制器。该通用控制器主要用于风机盘管和地暖盘管的节能和舒适性控制，具备远程控制及组态功能。本发明的网络通信功能使其为新的控制手段，可以将计算机通信接口与本通用节能控制器通信接口相联，通过楼宇组态软件可进行统一操作控制及管理。本发明应用在楼宇控制领域HVAC系统，对暖通(HVAC)系统的智能控制。
应用本发明的优点是：1)、人机界面友好，操作方便。2)、流量精确控制、达到节能效果。
附图说明
图1是本发明的壳体结构示意图。
图2是本发明中央处理器与接口的连接关系框图。
图3是本发明中央处理器与功能模块之间的关系框图。
图4是本发明各模块工作流程框图。
图5是本发明按键、触摸键、RTC实时时钟、A/D采集和红外接收/指示的电路原理图。
图6是本发明中央处理器、显示、网络通信、I/O控制电路原理图。
图7是本发明电源电路原理图。
图8是LCD触摸显示内容示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明。
如图所示，本发明包括壳体1、设于壳体1内中央处理器、与中央处理器连接的功能模块。所述的功能模块至少包括：触摸按键控制模块、红外遥控接收模块、LCD显示模块、A/D数据采集模块、控制及预测算法模块、I/O控制模块、网络通信模块和RTC实时时钟模块。
触摸按键控制模块的功能主要是处理按键设定，它包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
红外遥控接收模块的功能主要是对接收到的外遥控信号数据进行设定，包括时间设定、工作模式设定、风机运行模式设定、工作温度设定；
LCD显示模块的功能主要是显示设定的数据和工作状态，它包括时间、温度、风机状态、工作模式；
A/D数据采集模块的功能主要是对温度的模拟物理量信号进行采集，转换成数字信号；
控制及预测算法模块的功能是根据A/D数据采集模块采集的数据与已设定的数据确定控制规律；
I/O控制模块的功能是根据算得的控制规律对阀门和风机进行开、关的控制；
RTC实时时钟模块的功能是主要对时间进行运算得到正确的时间信号；
网络通信模块的功能主要是和上位计算机按标准的MODBUS数据方式进行交互处理，来实现对控制器的远程数据设定和远程得到控制工作状态功能。
在壳体1上设有接口、触摸屏2和按键3。所述的接口至少包括：红外遥控接口、网络通信接口、数字通断阀门控制接口、风机控制接口、时钟接口。
红外遥控接口与红外遥控接收模块连接，网络通信接口与网络通信模块连接，数字通断阀门控制接口、风机阀门控制接口与I/O控制模块连接，触摸屏、按键与触摸按键控制模块连接。
本发明所述模块的信号处理过程采用顺序处理的方式：1)开机，先对中央处理器进和接口进行初始化处理；2)用按键、触摸按键、红外遥控接收模块对数据设定；3)A/D数据采集模块采集温度的数字化信号；4)根据采集到的温度数字信号和设定数据用控制及预测算法模块进行运算得到控制信号；5)得到的控制信号送到I/O控制模块，由I/O控制模块对阀门和风机进行开、关控制；6)本发明的控制器和上位计算机进按标准MODBUS通信方式进行交互处理，来得到控制设定信号和上传控制器的工作状态；7)所设定的信号和工作状态在LCD显示屏上显示。重新设置，重复步骤2)到步骤7)之间的信号处理。