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地温中央空调控制系统的研究

地温中央空调是一种新型的绿色无污染空调系统，它主要是提取地温能源，实现夏季制冷、冬季供热的高科技产品。该系统采用热泵技术，把土壤或地下水中的能量收集起来，经过能量转换，制冷时提供出口温度为７℃～１２℃冷水，供热时提供出口温度为４５℃～５０℃热水。夏季使室温控制在２５℃以下，冬季使室温控制在１６℃～２５℃。用地温供暖和制冷，可大大减少煤、石油、煤气和电的消耗；地温资源的高效、节能、安全、环保的特点，使其具有气动马达较好的可利用性；同时，地温供暖装置无压力、无燃烧、无爆炸危险，且占地面积小，变频节能，自动控制灵活方便，热水器又能提供生活用热水。因此，低温中央空调有着很好的应用前景。１ 各种地温空调控制系统的比较

由于地温空调推出时间相对较短，现在的地温空调控制系统绝大部分通过老式的配电控制柜，由管理人员通过观察温度计温度的高低，人为的来决定机组投入数量和各台机组的投入负荷数，这种方式既不方便，又不利于压缩机的最优化运行。对空调压缩机组的工况也不能及时准确的反映出来。所以，急需自动化程度较高的控制系统来完成整个系统的监视、控制。为了使控制系统更加高效、自动化，目前国内地吹瓶机温中央空调生产厂商开始使用基于ＰＬＣ的从采集到控制的全套控制系统，使得地温中央空调的控制取得了相当大的改观。ＰＬＣ控制系统具有以前控制系统所不具有的多项优点，并可以实现完全自动化控制。但是，由于ＰＬＣ的大小是由输入输出点数来决定的，空调机组数越多需要的点数就越多，当机组数达到６台以上时就要使用中型ＰＬＣ了，而且相应的温度模块数和Ｉ／Ｏ模块数势必越来越多，这也就导致了电源模块数增加，成本也增加。在６台机组以下的空调系统中一般采用小型ＰＬＣ，为了节省成本温度采集部分采用单片机控制的采集卡而不是ＰＬＣ温度采集模块。在６台机组以下的小型系统中，这种单片机温度采集卡加ＰＬＣ的控制方式既稳定又经济。但是在大型系统中，如果采用上述方式，由于一台空调机组需要一个温度采集卡，所以虽然温度采集卡稳定、可靠，但是由于其数量的增加，会直接导致成本大大增加。所以现在在大型系统中均采用ＰＬＣ温度采集模块，甚至采用继电器巡检来节省一半温度采集模块数的方法，虽然成本有所降低，但是由于温度传感器的所有引线都要接到ＰＬＣ上，而且机组现场和控制同时还提供各种装备资料单向阀信息现场距离较远，导线数目多、现场走线复杂，同时导线电阻通常导致温度模块采集的温度出现很大的误差，这一切导致控制系统可靠性不是很高。所以在成本和可靠性上不能找到一个很好的解决方式。现在需要一个从温度采集、阀门保护等开关量的采集到系统控制集成为一体的既可靠、生产成本又低的智能控制系统，为地温空调的推广打下坚实的基础。下面将介绍一种新型的智能地温空调控制系统。２ 控制系统的工作原理

本系统采用“子站（从机）——中控站——控制总站（主机）到目前为止”的由于该系统是建立在系统共振原理的基础上工作工作方式，每台机组上除了接有星型／三角型转换单元外，还额外接有子站采集卡，各台子站采集卡通过ＲＳ－４８５总线与中继卡相联接，中继卡通过ＲＳ－２３２总线连至工控机（触摸屏）上。２．１ 控制系统的硬件设计

本系统采用微型计算机和多台单片计算机构成小型集散控制系统的方案。按照多ＣＰＵ并行工作可以提高工作速率的设计思想，在从机和主机之间增加了一个由ＭＣＳ－５１单片机构成的中间控制器（以下简称中控站），如图２所示。

主机采用微型计算机或工业触摸屏，除了向各从机发送控制信息外，更重要的是按照中控站的安排为从机完成各种控制和数据处理任务提供必要的数据和控制命令，将从机传来的信息以图像的形式显示出来。另外，触摸屏方便操作者其作用是在施工中链接两个塑料波纹管；（3）负载保持10min；（4）拉升为为千分之8（5）导管不破坏、连接器不脱落现场查询和了解各机组运行的状况，并根据纪录的数据进行相关的处理。

从机独立完成各机组的控制、数据处理等任务，定时接收主机传送来的控制信息，随时将现场信息不定时的传送给主机并向主机索要为完成控制和数据处理等各种任务所必需的参数和数据。每一台从机完全相同并可以相互替代。从机是以８９Ｃ５单片机为控制核心，以ＭＡＸ１８６（ＴＬＣ２５４３）作为数据采集、以７５１７６实现与主机ＲＳ－４８５的串行通信。ＭＡＸ１８６是１２位的８通道串行Ａ／Ｄ转换芯片，通过它采集每台机组上的４个温度传感器。单片机通过光电隔离分别控制继电器的动作以实现对机组的控制和采集保护装置的状态。采用ＲＳ－４８５总线接口标准，接口芯片采用７５１７６，它以差分方式传输信息，抗共模干扰能力强，允许一对双绞线上１个发送器驱动多个负载设备，其最大允许通信距离达１２００ｍ。

中控站分担主机的部分工作，主要接收大量从从机发来的频繁、随机的中断申请，将其存入先进先出存储器，按照先联络先通信、后联络后通信的原则，组织主机和从机的通信。中控站的核心是一片与ＩＮＴＥＬ ８０５１单片机相兼容的Ｄａｌｌａｓ的ＤＳ８０Ｃ３２０（也可用华邦的Ｗ７７Ｅ５８替代）芯片，它分担和组织从机和主机的通信。中控