本科毕业设计--关于中央空调的节能控制器

1 题目 中央空调节能设备 智能控制器 2 目 录 摘 要 2 第一章 绪 论 4 第二章 工作原理 5 体设计思想框图 5 制系统实现功能 5 第三章 方案论证与设计原理 7 案论证 7 度采集电路 7 10 门狗电路 12 宽调制电路 12 第四章 软件设计流程图 13 程序流程图 13 断及控制部分流程图 14 盘设定部分流程 15 第五章 器件介绍 16 16 片机 89 16 18 20 20 21 23 总 结 28 参考文献 29 附 录 30 附录一 电源继电器部分原理图 30 附录二 控制部分电路原理图 31 附录二 程序 32 3 摘 要 本论文介绍了一种中央空调节能设备控制系统设计 过程。为了能达到更好的控制效果，真正的实现智能化控制。本系统采用时时检测温度、压力、流量的方式，三变量经过 过分析运算最终输出 0 20输出电流为 0时，变频器对应的输出频率为 0，当输出电流为20时，变频器对应的输出频率为 50。中央空调水循环系统的拖动电机就在变频器的控制下变频运行，从而达到节电的效果。在设计时出于稳定性方面的考虑，主要选用了技术成熟的 处理器功能强大，可在线编程，还具有节电功能。前端的温度传感器采用精 度较高的 为温度信号的采集，压力应用液体压力传感器进行测量。 换器选用了速度较快的逐次逼近式 的分辨率是 8位的，电流输出稳定时间为 1s，完全符合系统的要求。该系统外扩 6于存储显示数据。在考虑到系统控制的人性化方面，采用了液晶作为人机交换界面，这样使显示、控制更加方便明了。 该控制系统性能稳定，抗干扰能力强，完全能够满足便流量装置的需求，具有广阔的市场前景。 关键词：变流量调速 0流输出 法 模糊控制技术 液晶显示 一切二 循环软启 多参量控制 a of to to to ID of to of , to of , be to 0, of to of to of , 4 of of to of of is he of be to to to to of AD , as s, of of to to 6 K in of of CD to be to is is of mA 5 第一章 绪论 随着两会的召 开，能源问题再次成为社会的焦点问题，缓解能源资源与经济社会发展的矛盾，节能降耗成了全社会共同关注的话题。我国政府发布的“十一五规划纲要”更是将节能降耗作为一项硬性指标要求重点企业强制执行。 随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人民对生活环境和舒适度要求越来越高， 空调 系统及相关设备已成为人们日常生活的一部分，其中 建筑 空调成为创造室内舒适环境、保证生产工艺，提高工作效率和发展生产力的重要保证。空调在营造舒适环境的同时，也在消耗大量的能源，其发展方向影响到国民经济的发展、能源应用和环境保护等方方面面的内容。中国已经成为世界第三大能源生产国和第二大能源消费国，但人均资源相对匮乏，生态环境极其脆弱与不断增长的能源需求的矛盾日趋明显，中国的能源问题已经不仅仅是中国的问题，更是世界问题。 因此中央空调系统的节电问题就显得十 分重要，那么中央空调系统是如何实现节能的呢？首先智能化节电系统采用温压力和流量等多种参数送至节能控制器，并与设定值相比较，经过运算后分别输出精确的控制量，经 制电机转速，改变流量使之虽负荷而变化，在不影响正常使用的前提下达到节能的目的。 本控制系统既为整个节能设备的核心部分，它直接影响到设备运行的稳定性和节电率。所以选用了技术成熟的 处理器功能强大，可在线编程，还具有节电功能。前端的温度传感器采用精度较高的 为温度信号的采集，压力 应用液体压力传感器进行测量。 的分辨率是 8位的，电流输出稳定时间为 1s，完全符合系统的要求。由于设计得需要，系统外扩 存储芯片，容量达 16于存储液晶界面显示数据和时时采集的信号数据等。在考虑到系统控制的人性化方面，采用了液晶作为人机交换界面。这样不但能使显示、控制更加方便明了，而且能美化产品的外观，提高产品的档次。 该控制系统性能稳定，抗干扰能力强，完全能够满足便流量装置的需求，可实现多泵智能切换运行、无级调节 功能。即达到了较好的节电效果，又能够改善水网的稳定性，提高自动化程度，具有广阔的市场前景。 6 第二章 工作原理 体设计思想框图 央控制器实现功能 1能同时带多个泵实现循环软启动。循环软启动可避免某个泵一直运行在工频状态下，而长期在工频状态运行将造成泵损耗程度加大。另外，循环软启是由变频泵频率达到 50免了工频的直接切换，大大降低了循环水管道中的水锤效应。 2实现了温度和压力（或流量）多参量控制。以往的中央 空调控制器是以单一温度为控制对象，设定目标温度值，进行 算，对输出进行控制。而中央空调冷冻水循环系统中是要保证一定的水压力（或流量），若低于此压力，将造成管道中水温过低而结冰，造成管道损坏。以往的系统只能是针对变频器设定最低频率输出，P I D 及模糊控制系统液晶显示操作系统0 20 00 00 压力 流量继电器输出控制系统 7 而不能根据管道中的实际水压力来控制电机的最低转速。本控制器能够测量水循环系统的出水压力和回水压力（或流量），来控制电机工作在最低转速以上，这样将有更大的节能空间。 3实现了变频器在任意设定频率值的软启。在多泵水循环系统中，由于多个水泵是并联泵水，当某一泵工作在工频时 ，它所产生的反压力将使变频水泵在频率较低时，无法正常泵水，只有当变频水泵达到一定转速时才能正常工作。本控制器可使变频器直接按照某一启动频率滑行软启，既实现了软启，又缩短了调节时间，使节能空间加大。 4本控制器备有 讯接口，可与上位机进行通讯，初步可实现多台控制柜的集中显示，进一步可实现上位计算机的集中参数设定，多台控制柜的协调控制。 5操作灵活，界面更加友好。本控制器可通过面板设定系统运行方式，是工作在制冷循环系统还是制热循环系统。因为现在很多中央空调都是冷暖空调，夏天是冷水循环，冬天切 换为热水循环。还可设定工作模式，是一用一备，还是一切二，还是多泵循环，都可通过面板设定。另外，启动泵、禁止备用泵都可设定，以防某泵出现故障进行检修。显示界面采用液晶中文显示，更加友好。 6控制算法上采用了传统的 保证了调节的快速性，又避免了超调，使系统调节更加平稳。 8 第三章 方案论证与设计原理 案论证 方案一： 1。单片机选用 89单片机功能强大，性能稳定，使用方便，价格便宜 2显示采用 码管，此种方式在设计和编程控制方面操作简单。并且用符号表示各操作代码，占用单片机的资源少，但显示不直观，界面不人性化，同时耗电量很大。 3输出端采用 0 10压信号输出符合工业标准，易于实现，但长距离传输或在干扰较大的环境中抗干扰能力较差。 4于上位机通信采用 方式成本较低，技术成熟使用方便，但传输得有效距离较近，不能适合现场的要求。 5继电器的驱动方面采用三极管放大电路驱动， 此方法简单适用，但当继电器数量较多时，使用起来较为麻烦，而且还需另加放电二极管保护电路。 方案二： 1。单片机选用 89单片机功能强大，性能稳定，使用方便，可再现编程 ,同时内置看门狗电路 2显示采用 晶显示，此种方式虽然在设计和编程控制方面较为困难。并且成本较高，字模的存储占用了大量的资源 易于操作，人性化程度较高，同时耗电量较小。 3输出端采用 0 20电流控制信号，电流信号抗干扰能力较强有助于远距离得传输 。 4与上位机通信采用 方式虽说成本较 232高，但有效距离较远，一般可达到上千米，完全符合设备现场的环境。 5继电器的驱动方面采用 芯片为继电器的专用驱动芯片，驱动功率大，使用方便，内置二极管保护电路，无须外加。 所以从各方面综合考虑，方案二是比较优化的所以在经过论证后选择第二方案 度采集电路原理 一、 化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温，其温度 /阻值对应关系为 1： （ 1） (2则 ,2;对调 (2 (2,2 ,2;若 (2=(2 ,2否则 (2 30H 0H,A ;若 (2(2则 0H,A ;否则 ,(2 30H ,2,2 ;若 (2=(2 0H,A ;相等 ,(2 30H 68 ;若