1、 制 冷 原 理 与 技 术 制冷空调计算机控制系统的组制冷空调计算机控制系统的组成成 计算机控制系统分为计算机控制系统分为 计算机巡回检测和数据处理系统计算机巡回检测和数据处理系统 操作指导控制系统操作指导控制系统 直接数字控制系统直接数字控制系统 监督控制系统监督控制系统 集散控制系统集散控制系统 制 冷 原 理 与 技 术计算机巡回检测和数据处理系统计算机巡回检测和数据处理系统 计算机巡回检测和数据处理系统的构成见图 制 冷 原 理 与 技 术操作指导控制系统操作指导控制系统 操作指导控制系统的构成见图。优点:灵活;保险 制 冷 原 理 与 技 术.直接数字控制系统直接数字控制系统 直接
2、数字控制（，简称）系统的构成见图。生产过程输 入 输出 通 道DDC控 制器 制 冷 原 理 与 技 术.监督计算机控制监督计算机控制 监督计算机控制（，简称）系统的构成见图。制 冷 原 理 与 技 术.集散控制系统集散控制系统 组成示意图见图。组成示意图见图。特点特点分层次分层次 在管理、操作、显示三方在管理、操作、显示三方面集中面集中 在功能、负荷和危险性三在功能、负荷和危险性三方面分散方面分散 制 冷 原 理 与 技 术制冷空调计算机控制系统的典型结构图制冷空调计算机控制系统的典型结构图见图。见图。计算机控制系统计算机控制系统 硬件硬件 软件软件 制 冷 原 理 与 技 术)硬件组成硬件
3、组成 主机主机 外部设备外部设备 过程输入输出设备过程输入输出设备 人机联系设备人机联系设备 通信网络设备通信网络设备 见图见图 制 冷 原 理 与 技 术）软件组成）软件组成 系统软件系统软件系统软件 应用软件应用软件 数据结构数据结构 操作系统操作系统 数据库系统数据库系统 通信网络软件通信网络软件 诊断程序诊断程序 汇编语言汇编语言 高级算法语言高级算法语言 控制语言控制语言 制 冷 原 理 与 技 术应用软件应用软件 过程输入程序过程输入程序 控制程序控制程序 过程输出程序过程输出程序 人机接口程序人机接口程序 打印显示程序和各个公共子打印显示程序和各个公共子程序程序 核心核心 ：控制
4、程序：控制程序 制 冷 原 理 与 技 术.制冷空调计算机控制系统的输制冷空调计算机控制系统的输入输出技术入输出技术 模拟量不能直接送给计算机进行处理和控制 实现模拟量与数字量之间转换的装置就是模数（）或数模()转换器。还包括开关量输入、输出和脉冲计数器、脉冲输出等 制 冷 原 理 与 技 术模拟量输入转换模拟量输入转换 主要指标主要指标精度精度 转换时间转换时间 分辨率分辨率 精度精度 绝对精度绝对精度 相对精度相对精度 实际模拟量输入值实际模拟量输入值与理论值之差与理论值之差 绝对误差与满刻度绝对误差与满刻度值之比值之比 制 冷 原 理 与 技 术转换时间转换时间转换器完成一次转转换器完成
5、一次转换所需时间换所需时间 分辨率分辨率 转换器对微小输入量变转换器对微小输入量变化的敏感程度化的敏感程度 二进制数的末位变化所需的最小输入电压对满量程值之比 制 冷 原 理 与 技 术一个开或关状态的信号输入给计算机。一个开或关状态的信号输入给计算机。开关量输入开关量输入 脉冲计数器脉冲计数器 模拟量输出转换模拟量输出转换输入通道设置脉冲计数器，专门接收输入通道设置脉冲计数器，专门接收指定来源的脉冲信息，进行计数指定来源的脉冲信息，进行计数 制 冷 原 理 与 技 术开关量输出开关量输出计算机及其输出通道设备向控制系统计算机及其输出通道设备向控制系统提供的一种继电器接点的闭合动作提供的一种继
6、电器接点的闭合动作 。脉冲量输出脉冲量输出 制 冷 原 理 与 技 术 人机接口及抗干扰技术人机接口及抗干扰技术计算机控制系统在运行过程中，通常要具备人机对话功能。干扰就是有用信号以外的噪声或造成计算机就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。干扰是设备不能正常工作的破坏因素。干扰是客观存在的，研究干扰的目的是抑制干客观存在的，研究干扰的目的是抑制干扰进入计算机。扰进入计算机。制 冷 原 理 与 技 术 )按键和键盘接口 键盘是一组按键或开关的集合，键盘接口向计算机提供被按键的代码 编码键盘编码键盘 非编码键盘非编码键盘 图图 制 冷 原 理 与 技 术 制 冷 原 理 与
7、 技 术机械式按键机械式按键 弹性触点振动弹性触点振动 抖动干扰抖动干扰 图图 消除抖动干扰消除抖动干扰 硬件硬件 单稳态触发器单稳态触发器 滤波器滤波器 软件软件 延时延时 重复扫描重复扫描 制 冷 原 理 与 技 术 显示器接口 七段或十六段可以显示数字、字母和符号，单段（圆形或方形）可以显示状态。如果用几片七段组成一行数字，究竟改变其中哪位数字，还应该进行位选和片选，例如图中，用片选信号的高低来控制是否选该片。图图 图图 制 冷 原 理 与 技 术 制 冷 原 理 与 技 术 在计算机控制系统中，为了便于操作员了解系统工作状态，除了采用数字显示器外，还应设置状态指示灯和声光报警器。图图
8、制 冷 原 理 与 技 术干扰的来源和传播途径干扰的来源和传播途径 )干扰传播途径干扰传播途径:干扰干扰外部外部内部内部与系统结构无关，是由外与系统结构无关，是由外界环境因素决定的界环境因素决定的由系统结构和制造工艺等由系统结构和制造工艺等因素所决定因素所决定强电设备起动和工作强电设备起动和工作干扰电磁场干扰电磁场空间传播的电磁波和雷电的干扰空间传播的电磁波和雷电的干扰高压输电线周围交变磁场的影响高压输电线周围交变磁场的影响图图 制 冷 原 理 与 技 术干扰传干扰传播的途播的途径径静电耦合静电耦合磁场耦合磁场耦合公共阻抗耦合公共阻抗耦合电场通过电容电场通过电容耦合途径窜入耦合途径窜入其它线路
9、其它线路 通过导体间的通过导体间的互感耦合形成互感耦合形成 发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时，发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路 制 冷 原 理 与 技 术图两导线间的磁场耦合图两导线间的磁场耦合 制 冷 原 理 与 技 术如果系统的模拟信号和数字信号不是分开接如果系统的模拟信号和数字信号不是分开接地的，则数字信号就会耦合至模拟信号中去。地的，则数字信号就会耦合至模拟信号中去。模拟信号和数字信号是分开接地的，模拟信号和数字信号是分开接地的，两种信号分别流入大地，这样就可以避免两种信号分别流入大地
10、，这样就可以避免相互干扰，因为大地是一个无限吸收面。相互干扰，因为大地是一个无限吸收面。图图 制 冷 原 理 与 技 术)串模干扰串模干扰 串联于信号源回路之中的干扰，也称横向干扰或正态干扰。如果邻近的导线（干扰线）中有交变电流 流过，那么由 产生的电磁干扰信号就会通过分布电容和的耦合，引人放大器的输入端。制 冷 原 理 与 技 术 )共模干扰图图 共模干扰共模干扰 地、信号放大器的地以及现场信号地、信号放大器的地以及现场信号源的地之间，通常要相隔一段距离源的地之间，通常要相隔一段距离 ，在，在两地之间往往存在着一个电位差，两地之间往往存在着一个电位差，对放对放大器产生干扰大器产生干扰 。制
11、冷 原 理 与 技 术 共模电压对放大器的影响，实际上是转换成串模干扰的形式加人到放大器输人端而起作用的。()单端输入 ()双端输人图 单端和双端输入时共模电的引入 制 冷 原 理 与 技 术)长线传输干扰长线传输干扰 信号在长线中传输会遇到三个问题信号在长线中传输会遇到三个问题长线传输易受到外界干扰长线传输易受到外界干扰 具有信号延时具有信号延时高速度变化的信号在长线中传输高速度变化的信号在长线中传输时，还会出现波反射现象。时，还会出现波反射现象。制 冷 原 理 与 技 术.干扰的抑制干扰的抑制)共模干扰的抑制共模干扰的抑制共模干扰的抑制措施主要有以下三种：共模干扰的抑制措施主要有以下三种：
12、变压器隔离变压器隔离（见图（见图）光电隔离光电隔离 （见图）（见图）浮地屏蔽浮地屏蔽 （见图）（见图）干扰的来源干扰的来源串模干扰串模干扰共模干扰共模干扰长线传输干扰长线传输干扰 制 冷 原 理 与 技 术图图 变压器隔离变压器隔离 制 冷 原 理 与 技 术 图 光电隔离 制 冷 原 理 与 技 术图图 浮地屏蔽浮地屏蔽 制 冷 原 理 与 技 术)串模干扰的抑制串模干扰的抑制 用双绞线作信号引线滤波图图 无源阻容低通滤波器无源阻容低通滤波器 图图 有源低通滤波器有源低通滤波器 制 冷 原 理 与 技 术)长线传输干扰的抑制长线传输干扰的抑制 始端匹配：在传输线始端串入电阻，如始端匹配：在传
13、输线始端串入电阻，如 图所示，图所示，终端匹配终端匹配 为了进行阻抗匹配，必须事先知道传输线的波阻抗，波阻抗的测量如图所示。最简单的终端匹配方法如图最简单的终端匹配方法如图 制 冷 原 理 与 技 术 制 冷 原 理 与 技 术图终端匹配图终端匹配 图图 始端匹配始端匹配 制 冷 原 理 与 技 术）信号线的选择和敷设信号线的选择和敷设 信号线类型的选择：对信号精度要求比较高，或干扰现象比较严重的现场，采用屏蔽信号线是提高抗干扰能力的可行途径。选择了合适的信号线，还必须合理地进行敷设。图 信号线的敷设。考虑方面考虑方面实用实用经济经济抗干扰抗干扰（最主要）（最主要）制 冷 原 理 与 技 术
14、制 冷 原 理 与 技 术.接地技术接地技术接地的目的接地的目的 抵制干扰，使计算机工作稳定抵制干扰，使计算机工作稳定 保护计算机设备和操作人员保护计算机设备和操作人员的安全的安全 分为分为工作接地工作接地 保护接地保护接地 制 冷 原 理 与 技 术)地线系统的分析地线系统的分析 在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：低频电路应单点接地，低频电路应单点接地，高频电路应就近多点接高频电路应就近多点接地地 。在过程控制计算机中，对上述各种地的处理一般是采用分别回流法单点接地。模拟地、数字地、安全地（机壳地）的分别回流法如图所示。模拟地模拟地数字地数字地安全地安全地系统地系统地交流地交流地（注意
15、点）（注意点）制 冷 原 理 与 技 术）输入系统的接地输入系统的接地 在计算机输入系统中，传感器、变送器和放大器通常采用屏蔽罩，而信号的传送往往使用屏蔽线。对于屏蔽层的接地要慎重，也应遵守单点接地原则。输入信号源有接地和浮地两种情况。图（）中，热电偶（信号源端）接地，而放大器（接收端）浮地 而图（）中信号源浮地，而接受端接地 制 冷 原 理 与 技 术 图 输入接地方式 制 冷 原 理 与 技 术）主机系统的接地主机系统的接地 为了防止干扰，提高可靠性。为了防止干扰，提高可靠性。几种主机接地方式几种主机接地方式 全机一点接地：全机一点接地：主机外壳接地，机芯浮空：主机外壳接地，机芯浮空：如图
16、所示。如图所示。制 冷 原 理 与 技 术供电技术供电技术 电网的干扰，频率的波动将直接影响到计算机系统的可靠性与稳定性。另外，计算机的供电不允许中断。因此，必须采取电源保护措施，因此，必须采取电源保护措施，防止电源干扰，保证不间断供电。防止电源干扰，保证不间断供电。制 冷 原 理 与 技 术）供电系统的一般保护措施供电系统的一般保护措施 ）电源异常的保护措施）电源异常的保护措施 过程计算机的供电不允许中断，为此，可采用不间断电源，其原理如图所示。图图 计算机一般供电框图计算机一般供电框图 制 冷 原 理 与 技 术 计算机控制技术在制冷空调系计算机控制技术在制冷空调系统中的应用统中的应用 以
17、往以往采用双位和比例调节器。采用双位和比例调节器。现在现在采用更先进的控制规律和控制方采用更先进的控制规律和控制方法。如：法。如：控制规律控制规律特点特点 原理简单，易于工程实现，原理简单，易于工程实现，且鲁棒性强，适用面广。且鲁棒性强，适用面广。制 冷 原 理 与 技 术.数字控制算法数字控制算法dtdeTedtTeKudip1其传递函数形式为：其传递函数形式为：sTTs11Kudip 为增益，为积分时间，为微分时间，为控制量，为被控量与给定值的偏差。PID被控对象r +e u y-（）（）制 冷 原 理 与 技 术 用计算机实现控制算式，必须把微分方程式（）离散化，改写成差分方程。n0jj
18、Teedt（）T1nenedtde（）其中，为采样周期（或控制周期）；为采样序号。制 冷 原 理 与 技 术 将式（）和（）代入式（），可求得差分方程：10neneTTjeTTneKnudnjip（）其中，()为第时刻的控制量。算法算法位置型位置型增量型增量型 制 冷 原 理 与 技 术位置型算式的调节动作是连续的位置型算式的调节动作是连续的 增量型算式考虑控制器的输出非位置式，而采用增量式。求时刻控制量的增量为：2121212121111100neneneKneKneneKneneneTTneTTneneKneneTTTjeTTneKneneTTjeTTneKnununudipdipddnj
19、ipdnjip（）其中，称之为比例增益（放大系数）；称之为积分增益；1PKiPiTTKK TTKKdPd,称之为微分增益。制 冷 原 理 与 技 术第时刻的实际控制量为：第时刻的实际控制量为：)(1nununu ()为了程序编制方便，也可将（）式整理成如下形式：)2()1(210neqneqneqnu()TTTT1Kqdip0TTKqdp211TTKqdp2增量型算式增量型算式优点优点程序编制简单程序编制简单历史数据可以递推使用历史数据可以递推使用占用存储单元少占用存储单元少运算速度快运算速度快 制 冷 原 理 与 技 术 理想微分控制的实际控制效果并不理想，见图。因此，在实际应用中，通常采用
20、含有实际微分的控制算式。在计算机直接数字控制系统中，通常是采用以下三种实际微分控制器。图图 数字控制器的阶跃响应数字控制器的阶跃响应 制 冷 原 理 与 技 术）实际微分控制算式之一）实际微分控制算式之一 该算式的传递函数为：该算式的传递函数为：dddipKsTsTsTKsEsU111()其中，为比例增益，为积分时间，为微分时间，为微分增益。为了便于编写程序，可用图的框图来表示式（）。制 冷 原 理 与 技 术 图 算法之一的框图 制 冷 原 理 与 技 术实际程序编制用的增量型差分方程式为：实际程序编制用的增量型差分方程式为：1neneKnupp()neTTKnuipi()11neneKKn
21、uTTKTnudpddddd()1nununuddd()nunununudip()nununu1()其中()和()分别为实际微分环节第、个采样时刻的输出。制 冷 原 理 与 技 术）实际微分控制算式之二实际微分控制算式之二 该算式是带一阶惯性迟延滤波器的控制器，其传递函数为：sTKKsTsTsEsUipddd11/11()为了便于编写程序将式（）用框图来表示，见图。制 冷 原 理 与 技 术微分作用的输出差分方程为微分作用的输出差分方程为 11321neaneanuanudd()其中 dddddddddddTTKTKaTTKTTKaTTKTa321,积分作用的输出差分方程为：积分作用的输出差分
22、方程为：nuanunudii41 ()其中,ipTTKa 4 制 冷 原 理 与 技 术比例作用的输出差分方程为：比例作用的输出差分方程为：nuKnudpp()将式将式()()加式加式()()，得位置型算式为：，得位置型算式为：nunuKnununuidpip()通过上述推导，可得式（）的增量型递推差分方程式为：制 冷 原 理 与 技 术 11321neaneanuanudd nununununuKnunununununununuanunuidpiiiddddii11114（）制 冷 原 理 与 技 术理想微分数字控制器和实际微分数字控制器的阶跃响理想微分数字控制器和实际微分数字控制器的阶跃响
23、应如图所示，比较这两种数字控制器的阶跃响应，应如图所示，比较这两种数字控制器的阶跃响应，）理想微分数字控制器的控制品质较差。理想微分数字控制器的控制品质较差。）实际微分数字控制器的控制品质较好。实际微分数字控制器的控制品质较好。制 冷 原 理 与 技 术.数字控制算法的改进数字控制算法的改进 在控制中，积分作用是消除残差，为了提高控制性能，对积分项可采取以下四条改进措施。）积分分离）积分分离 ）抗积分饱和）抗积分饱和）梯形积分）梯形积分 ）消除积分不灵敏区）消除积分不灵敏区 制 冷 原 理 与 技 术）积分分离）积分分离 采用积分分离措施，即偏差采用积分分离措施，即偏差()()较大时，取消积分
24、较大时，取消积分作用；当偏差作用；当偏差()()较小时，才将积分作用投入。即：较小时，才将积分作用投入。即：当当 时，用控制；时，用控制；当当 时，用控制。时，用控制。ne ne 积分分离值应根据具体对象及要求确定。若值过大，达不到积分分离的目的；若值过小，一旦被控量无法进入积分区，只进行控制，将会出现残差（见图）。制 冷 原 理 与 技 术图 积分分离曲线图 两种积分形式 制 冷 原 理 与 技 术）抗积分饱和）抗积分饱和 如果执行机构已到极限位置仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，而执行机构已无相应的动作。）梯形积分梯形积分 为了减少残差，应提
25、高积分项的运算精度。可将为了减少残差，应提高积分项的运算精度。可将矩形积分改为梯形积分（见图），梯形积分的计算式矩形积分改为梯形积分（见图），梯形积分的计算式为：为：njtTjejedtte0021()使超调量增加，控制使超调量增加，控制品质变坏。品质变坏。措施措施对运算出的控制量对运算出的控制量()()限幅，同时把积分限幅，同时把积分作用切除掉。作用切除掉。制 冷 原 理 与 技 术）消除积分不灵敏区）消除积分不灵敏区 数字控制器的增量型算式（）中积分作用数字控制器的增量型算式（）中积分作用的输出为：的输出为：()()neTTKnuipi 由于计算机字长的限制，当运算结果小于字长所能表示的精
26、度时，计算机就将此数作为“零”丢掉。(）容易出现小于字长的精度而丢数，此时也就无积分作用，这就称为积分不灵敏区。制 冷 原 理 与 技 术 为了消除积分不灵敏区，通常采用以下措施:kjiijuS1()直到累加值大于时,才输出，同时把累加单元清零，其程序流程如图所示。增加转换位数，加长运算字增加转换位数，加长运算字长，这样可提高运算精度；长，这样可提高运算精度；当积分项()连续出现小于输出精度的情况时，不要把它们作为“零“舍掉，而是把它们一次次累加起来 制 冷 原 理 与 技 术图图 消除积分不灵敏区程序流程消除积分不灵敏区程序流程 制 冷 原 理 与 技 术 微分项是数字控制器中响应最敏感的一
27、项应尽量减少数据误差和噪声，以消除不必要的扰动。为此，可作以下二项改进。)偏差平均偏差平均)测量值微分测量值微分 制 冷 原 理 与 技 术 现代控制理论在制冷空调系统现代控制理论在制冷空调系统中的应用中的应用 随着计算机控制技术的不断发展，现代控制理论也越来越多地被应用于制冷空调系统中，包括模糊控制、自适应控制等。这些先进控制技术的引入，使得制冷空调系统实现了智能化，系统运行更节能，也更接近于人们的实际需要。制 冷 原 理 与 技 术)以舒适度为控制目标以舒适度为控制目标 的空调系统的控制的空调系统的控制 舒适度（）是被应用于空调系统控制的基本舒适度评价参数。影响的主要因素包括：人体的活动量
28、人体的活动量 着衣量着衣量 室内外温度室内外温度 湿度湿度 气流的强度、方向以及辐射热的大小气流的强度、方向以及辐射热的大小 制 冷 原 理 与 技 术能够通过公式（）表达。能够通过公式（）表达。LePMVAM032.0352.0/042.0（）当为零时，人们的平均不满意率为，通常控制在范围内波动时，能够满足人们对舒适性要求。其中，为活动量（）；为人体的表面积（）；为根据舒适公式计算的人体热负荷（）。制 冷 原 理 与 技 术表 热舒适表PMV+3+2+10-1-2-3人类热感觉太热热微热适中微凉凉冷PPD（%）100752552575100 制 冷 原 理 与 技 术 下面以列车空调控制系统
29、为例，介绍一个以舒适度为目标的室内被控温度的设定方法。列车空调系统见图列车空调系统见图 其制冷系统见图。其制冷系统见图。该控制系统的框图见图该控制系统的框图见图设定室内温度与环境参数的关系见图设定室内温度与环境参数的关系见图 制 冷 原 理 与 技 术图 室外温度对室内设定温度的影响 制 冷 原 理 与 技 术图 室外平均辐射温度对设定温度的影响 制 冷 原 理 与 技 术图 空气的相对湿度对室内设定温度的影响 制 冷 原 理 与 技 术 在舒适空调系统的控制中，目前更多地引入了神经网络与模糊控制等智能控制方法。图显示舒适空调控制系统功能设置图显示舒适空调控制系统功能设置 。制 冷 原 理 与
30、 技 术图图 采用神经网络计算空调个体用户的采用神经网络计算空调个体用户的 制 冷 原 理 与 技 术 图 传统空调控制系统与舒适空调控制系统的房间温度设定值对比 制 冷 原 理 与 技 术 图图 传统空调控制系统与舒适空调控制系统传统空调控制系统与舒适空调控制系统值变化规律对比值变化规律对比 制 冷 原 理 与 技 术 图图 两种系统控制下冷水盘管冷量消耗对比两种系统控制下冷水盘管冷量消耗对比 事实上，在解决空调系统的热舒适控制问题上，模糊控制方法更加适用。制 冷 原 理 与 技 术.以高效节能为目标的制冷系统的以高效节能为目标的制冷系统的控制控制 在系统的控制中就加入一系列的自适应控制与智
31、能控制方法，与常规控制系统相比，能够达到更高的能效比。机组中普遍采用的智能控制方法包括以下几种：)采用变频器并应用现代控制理论控制采用变频器并应用现代控制理论控制)控制压缩机的启动负载控制压缩机的启动负载)实施冷量优先控制，避免系统不必实施冷量优先控制，避免系统不必 要的故障停机。要的故障停机。制 冷 原 理 与 技 术)采用变频器并应用现代控制理论控制 压缩机连续地调节冷量的输出压缩机连续地调节冷量的输出 下面我们叙述一个家用分体式变频空调系统模糊控制的实现过程。常规的节流元件热力膨胀阀常规的节流元件热力膨胀阀的调节方式的调节方式节流控制元件电子膨胀阀节流控制元件电子膨胀阀 能达到能达到要求
32、要求达不到要求达不到要求 制 冷 原 理 与 技 术模糊控制系统的方框图见图模糊控制系统的方框图见图 变频压缩机控制实现了冷量的连续调节使得被控温度波动更小使得被控温度波动更小 满足了人们对于热舒适性的需要实现了系统的高效节能。实现了系统的高效节能。制 冷 原 理 与 技 术 目前生产的变速驱动的离心式机组具有一个冷量控制板。这个冷量控制板具有智能化的自适应控制功能。制 冷 原 理 与 技 术 )控制压缩机的启动负载 为防止螺杆式、离心式压缩机在机组初始起动的短时间内，负载上升过快 控制压缩机启动时负载的上升速度。使冷水温度缓慢地达到控制点。可以延长压缩机的使用寿命可以延长压缩机的使用寿命可以
33、减小机组运行过程中的电可以减小机组运行过程中的电力需求量。力需求量。制 冷 原 理 与 技 术（）（）实施冷量优先控制实施冷量优先控制,避免系避免系统不必要的故障停机统不必要的故障停机 在大型机组的控制中，出现某些异常在大型机组的控制中，出现某些异常工作情况时工作情况时 系统不会立即关机，而对压缩机的移动滑阀进行控制从而控制了压缩机的能量从而控制了压缩机的能量 如果异常工作情况不能因此而消除，系统才会关机报警，以待检修。制 冷 原 理 与 技 术 单片机在制冷空调系统中的应单片机在制冷空调系统中的应用用 大型的机组大型的机组控制控制小型的机组小型的机组大多采用单片机大多采用单片机 实现了机组的
34、智能控制实现了机组的智能控制 节约控制系统的制作费用节约控制系统的制作费用 单片机在制冷空调中的应用单片机在制冷空调中的应用 制 冷 原 理 与 技 术图图 遥控中断服务程序流程遥控中断服务程序流程(实现解码过程实现解码过程)现 场 保 护入 口第 一 次 中 断?YN重 复 中 断 次 数 计 数 器YN恢 复 现 场中 断 返 回写 112 位 遥 控 数 据 蜂 鸣 0.5s清 中 断 标 志第 二 次 中 断?末 次 中 断?结 束 码?和 数 校 验 对?TM R1 清 零引 导 码?对 应 引 导 码?中 断 次数 计 数器 减 1读 取 TM R1重 复 中 断 次数 计 数 器
35、TM R1 清 零中 断 次 数 计数 器 减 1读 取 TM R1转 换 成 一 位数 据 缓 冲 区YYYYYNNNNN 制 冷 原 理 与 技 术 单片机控制软件的主程序流程图见图。软件采用模块结构，由一个主程序和若干子程序组成。主程序通过调用各个子程序来完成所有的空调控制器功能。其中，初始化子程序完成单片机端口、控制寄存器、单元的初始设定工作。单片机还可实现循环风功能、定时运行功能、睡眠功能以及自动除霜功能等。制 冷 原 理 与 技 术恢 复 备 份 单 元 数 据入 口已 初 始 化?Y键 盘 检 测 子 程 序红 外 接 收 处 理 子 程 序初 始 化三 个 备 份 单 元数 据
36、 相 比Y有 两 个 单 元 数据 相 同?红 外 接 收 处 理 子 程 序定 时 器 处 理 子 程 序定 时 处 理 子 程 序风 速 调 节 子 程 序风 向 控 制 子 程 序主 功 能 处 理 子 程 序步 进 电 机 状 态 处 理 子 程 序输 出 子 程 序自 检 子 程 序工 作 数 据 备 份NNYN图 主程序流程图 制 冷 原 理 与 技 术 在制冷空调系统中的应用在制冷空调系统中的应用 是一种计算机控制系统是一种计算机控制系统中央处理器电 源编 程 器输入接口输出接口图5-78 PLC的基本组成 制 冷 原 理 与 技 术与其他控制器相比具有独特的优点：与其他控制器相
37、比具有独特的优点：与继电器控制相比较继电器继电器控制逻辑采用硬接线逻辑控制逻辑采用硬接线逻辑 ，利用继电器，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等，组合成控制逻辑后动作等，组合成控制逻辑 。缺点缺点连线多而复杂、体积大、功耗大连线多而复杂、体积大、功耗大 灵活性和扩展性很差灵活性和扩展性很差灵活性和扩展性好灵活性和扩展性好,功耗小。功耗小。制 冷 原 理 与 技 术 与工业控制计算机相比较工业控工业控制计算机制计算机缺点缺点优点优点具有丰富的软件支持具有丰富的软件支持 以编制出生动的动画图象以编制出生动的动画图象 运行速度快运行速度快 软件编
38、制复杂软件编制复杂 价格高价格高 抗干扰能力不如强抗干扰能力不如强 制 冷 原 理 与 技 术与单板计算机相比较与单板计算机相比较单板单板计算机计算机 优点优点 结构简单结构简单 使用方便使用方便 价格较便宜价格较便宜 一般用于数字采集和工业控制一般用于数字采集和工业控制 ，不是，不是专门针对工业现场的自动化控制而设计专门针对工业现场的自动化控制而设计 缺点缺点抗干扰能力差抗干扰能力差 编程复杂不宜掌握编程复杂不宜掌握 不如可靠 制 冷 原 理 与 技 术 由与触摸控制屏组成的制冷空调机组的控制系统所实现的功能可以划分为所实现的功能可以划分为：检测功能检测功能 记忆功能记忆功能 预报功能预报功
39、能 执行功能执行功能 能够做到一键开机、一键关机能够做到一键开机、一键关机 能够实现机组的能量调节、轻故障自动处理能够实现机组的能量调节、轻故障自动处理与重故障报警、开停机程序控制等功能与重故障报警、开停机程序控制等功能 与常规的控制系统相比与常规的控制系统相比 ：可以实现包括自适应控：可以实现包括自适应控制、模糊控制在内的更复杂的调节控制规律、改制、模糊控制在内的更复杂的调节控制规律、改善调节品质、提高机组运行的经济性。善调节品质、提高机组运行的经济性。制 冷 原 理 与 技 术 为实现机组运行状态的监视、参数的控制、故障的诊断以及安全保护等功能，必须对机组各部件中的主要参数进行检测与显示。
40、系统与常规的控制系统存在的一个较大的不同点在于它可以记录以往的运行数据，实现记忆功能。记忆功能记忆功能机组资料的存储机组资料的存储以往运行数据的记录以往运行数据的记录这样才能更好地实施机组的管理、进行运行这样才能更好地实施机组的管理、进行运行经验的总结以及机组运行趋势的分析和判断。经验的总结以及机组运行趋势的分析和判断。制 冷 原 理 与 技 术的故障诊断方式分为两种：的故障诊断方式分为两种：）间接诊断：）间接诊断：）直接诊断：）直接诊断：通过对机组主要运行参数通过对机组主要运行参数 的采集，将的采集，将采样值与设定值或规定值进行比较，得采样值与设定值或规定值进行比较，得出相应的结论。出相应的
41、结论。通过对机组主要运行参数进行采集，根据这通过对机组主要运行参数进行采集，根据这些运行数据及历史运行数据进行综合计算、些运行数据及历史运行数据进行综合计算、分析，判断机组异常工作或将要发生异常的分析，判断机组异常工作或将要发生异常的设备或部件，实现故障预报的功能。设备或部件，实现故障预报的功能。制 冷 原 理 与 技 术可以实现远程监测功能，可以实可以实现远程监测功能，可以实现与其它计算机的连接与通讯，现与其它计算机的连接与通讯，实现远程监控。实现远程监控。PLC的作用的作用与常规的控制器相同，与常规的控制器相同，PLC可实可实现机组所需要的各种控制功能。现机组所需要的各种控制功能。可以将最先进的控制方法应用于机可以将最先进的控制方法应用于机组的控制运行中，使得机组的运行组的控制运行中，使得机组的运行能效比更高。能效比更高。
