采用P87LPC764單片機(jī)中央空調(diào)能管理系統(tǒng)
常見(jiàn)的控制方法是按“高、中、低、關(guān)”分檔模式控制,其缺點(diǎn)是房間的溫度需要手動(dòng)調(diào)節(jié),各種環(huán)境因素的變化常常會(huì)使人感到不適。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方案,采用變頻器調(diào)速控制,有效地解決了上述問(wèn)題,達(dá)到了室內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的,大大的節(jié)省了能源。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/162071.htm中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng),風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)和散熱水塔組成。制冷機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤(pán)管中,由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。在系統(tǒng)中,冷動(dòng)泵、冷卻泵、水塔風(fēng)扇變頻器采用開(kāi)環(huán)控制,由維護(hù)人員根據(jù)季節(jié)不同和負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)節(jié),在每一個(gè)房間內(nèi)都安裝熱交換器和循環(huán)風(fēng)機(jī),通過(guò)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變熱交換量的大小,達(dá)到調(diào)節(jié)房間溫度的目地。
中央空調(diào)能效管理系統(tǒng)總體控制參數(shù)原理
室內(nèi)要求控制的到的溫度設(shè)定為T(mén)sv,風(fēng)箱出口溫度為T(mén)w,當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境溫度的測(cè)量值為T(mén)pv,室外的溫度為T(mén)0,室內(nèi)的散(吸)熱系數(shù)為Kv,比熱容為C,由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的空氣流量為q,其比熱容為Cp,流量q正比于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n,其比例系數(shù)為Kc,根據(jù)動(dòng)態(tài)能量平衡原理,可得:
由式(1)可知,影響室內(nèi)溫度的主要因素是風(fēng)箱出口溫度Tw,室內(nèi)環(huán)境溫度Tpv,室內(nèi)的散(吸)熱系數(shù)Kv,循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。其中Kv由室內(nèi)環(huán)境溫度、室外溫度及房間密封隔熱狀況決定。因此選擇循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為控制參數(shù)是調(diào)節(jié)房間溫度從而達(dá)到節(jié)能的最佳參數(shù)。
中央空調(diào)能效管理系統(tǒng)性能特點(diǎn)
中央空調(diào)能效管理系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn):
(1)使用電源為220 VAC,功耗小于5 W;
(2)室內(nèi)溫度LCD液晶顯示,測(cè)溫范圍一5~30℃;精度士1℃,LCD8—10位顯示實(shí)時(shí)溫度值;
(3)控制電壓輸出功能,電壓輸出分辨率為10位,輸出電壓范圍O~5 V,PID控制周期為5 min;
(4)運(yùn)行時(shí)間累計(jì)功能,LCD1一4位顯示小時(shí),5,6位顯示分鐘,每小時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)1次,每次停止運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)存儲(chǔ)到E2PROM內(nèi),每次啟動(dòng)自動(dòng)從E2PROM中讀出上一次存儲(chǔ)的時(shí)間值,并送LCD顯示;
(5)現(xiàn)場(chǎng)編程功能,現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)設(shè)定室內(nèi)目標(biāo)溫度,控制周期和調(diào)整幅度;
(6)人機(jī)界面功能,10位LCD數(shù)碼顯示,5個(gè)操作鍵分別為MOD,UP,DOWN,ENTER,SlTART/END。聲響提示功能,按鍵有效蜂鳴器響1聲,輸入設(shè)定數(shù)據(jù)有效蜂鳴器響2聲,輸入設(shè)定數(shù)據(jù)錯(cuò)誤蜂鳴器響3聲,設(shè)備故障報(bào)警蜂鳴器響5聲。
系統(tǒng)硬件原理及設(shè)計(jì)
中央空調(diào)能效管理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。選擇TCl047A線(xiàn)性電壓輸出的溫度傳感器,其輸出信號(hào)(溫度測(cè)量信號(hào))通過(guò)集成運(yùn)放LM358送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC0834進(jìn)行A/D采樣,模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變化后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)總線(xiàn)送至單片機(jī)進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)處理后,輸出控制信號(hào)至數(shù)/模轉(zhuǎn)換器TLC5615從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器功率的控制,大大節(jié)省了能源。顯示數(shù)據(jù)通過(guò)總線(xiàn)送至LCD621,鍵盤(pán)采用鍵盤(pán)中斷方式進(jìn)行中斷處理,繼電器通過(guò)吸合與斷開(kāi)控制風(fēng)機(jī)的啟停,E2PROM 24C02用來(lái)存放溫度的設(shè)定值以及PID參數(shù)。由此可見(jiàn),與同類(lèi)產(chǎn)品比較,該產(chǎn)品的硬件簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交換,所需器件少,用非常低的成本即可實(shí)現(xiàn)。
1 溫度檢測(cè)環(huán)節(jié)
1.1 TCl047A概述
TCl047A為線(xiàn)性電壓輸出的溫度傳感器,其輸出電壓與測(cè)量的溫度成正比。它可精確測(cè)測(cè)量一40~+125℃范圍內(nèi)的溫度。同時(shí),TCl047A的工作電壓范圍為2.5~5.5 V。這類(lèi)溫度傳感器的輸出電壓典型值為:一40℃時(shí)為100 mV,0℃時(shí)為500 mV,+25℃時(shí)為750 mV和+125℃時(shí)為1.75 V。10 mV/℃的輸出電壓斜率可以對(duì)寬溫度范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。TCl047A提供3引腳SOT一23B封裝,適合空間要求嚴(yán)格的溫度測(cè)量應(yīng)用。
1.2 TLC0834概述
TLC0834是TI公司生產(chǎn)的8位逐次逼近模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入/輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入,也可以配置為偽差分輸入。另外,其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。在全8位分辨率下,它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于TLC0834采用的是串行輸入結(jié)構(gòu),因此封裝體積小,可節(jié)省51系列單片機(jī)I/0資源,價(jià)格也較適中。其主要特點(diǎn)如下:8位分辨率;易于和微處理器接口或獨(dú)立使用;可滿(mǎn)量程工作;可用地址邏輯多路器選通4輸入通道;單5 V供電,輸入范圍為O~5 V;當(dāng)輸入和輸出與TTL,CMOS電平兼容時(shí)鐘頻率為250 kHz時(shí),其轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μs;可以和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的ADC0834和ADC0838進(jìn)行替換,但它內(nèi)部不帶齊鈉穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò);總調(diào)整誤差為±1 LSB。
2. 信號(hào)處理單元P87LPC764 8位0TP單片機(jī)
P87LPC764系列單片機(jī)是Philips公司為滿(mǎn)足低成本,高集成場(chǎng)合而開(kāi)發(fā)的芯片,該芯片采用加速51內(nèi)核,在相同的時(shí)鐘頻率下,其速度是標(biāo)準(zhǔn)51的2倍,內(nèi)含A/D,UART串口、自帶振蕩器、I2C總線(xiàn)接口等,可以滿(mǎn)足許多方面的性能要求。
P87LPC764包含中央處理單元、128 B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM,4 kB的OTP程序存儲(chǔ)器、15個(gè)I/O口和1個(gè)輸入口、2個(gè)16位獨(dú)立的代溢出觸發(fā)功能的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、8個(gè)鍵盤(pán)中斷輸入和兩個(gè)外部中斷輸入。此外,P87LPC764還有上電復(fù)位、空閑掉電模式、低電平中斷喚醒功能。掉電模式下,電流僅位1μA。若選擇片內(nèi)振蕩器,則無(wú)需外接元件,僅接上正電源及地線(xiàn)即可。獨(dú)立的看門(mén)狗振蕩電路,因而它可偵測(cè)時(shí)鐘源的工作狀態(tài)。32 B用戶(hù)代碼區(qū)可用來(lái)存放序列碼及設(shè)置參數(shù),4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
主程序流程圖如圖2所示,采用人性化設(shè)計(jì),用戶(hù)不必做任何操作,智能運(yùn)行。開(kāi)機(jī)上電,系統(tǒng)進(jìn)入初始化程序,對(duì)單片機(jī)P87LPC764,LCD,E2PROM分別進(jìn)行初始化。實(shí)時(shí)采集室內(nèi)溫度并顯示,然后單片機(jī)進(jìn)行睡眠狀態(tài),等待方波發(fā)生器產(chǎn)生的外部中斷或鍵盤(pán)中斷的發(fā)生。
蜂鳴器相關(guān)文章:蜂鳴器原理
評(píng)論