[發明專利]具有無線傳輸功能的變頻風機控制器

在審

• 申請號: 201710221492.0
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106950880A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 王延年;王哲
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 楊璐

技術領域

本發明屬于空調系統用控制設備技術領域，具體涉及一種具有無線傳輸功能的變頻風機控制器。

背景技術

一般全空氣空調系統通常通過兩種方法來維持室內所需的溫度和濕度：一種是固定送風量，而改變送風溫度；另一種是固定送風溫度，而改變送入室內的風量；后者被稱為變風量空調系統(Variable air volume system)。目前，針對變風量空調系統(VAV)中控制回路的研究，提出了模糊自適應控制算法，該算法能實現對空調系統控制器的在線整定，達到節能和提高室內環境質量的目的。

近年來，在空調制冷方面，變風量空調制冷技術相對于其他制冷技術可根據室內負荷的變化或室內要求參數的變化，保持恒定的送風量，自動調節空調系統送風量。與變風量空調系統(VAV)相比，具有更好的節能性；與風機盤管系統相比，有利于創造更好的空氣品質。

然而，由于變風量空調系統(VAV)具有非線性、時變和負荷經常變化等情況，常規的PID控制方法即“先比例、再積分、最后微分”在超調量性能上不足。在模糊控制中，控制器維數越高，控制精度越好，但由于變頻風機的被控對象較多，使用多維模糊控制器會使復雜程度增加，算法的難度和仿真結果的準確性會隨之降低，要實現對變頻風機有效的自適應控制，運用智能的方法進行有效調節成為變風量空調系統(VAV)的重要一個環節。針對以上問題，需要對模糊控制和模型參考自適應控制進行研究，從而創新性的開發出基于兩種可調節切換的模糊自適應變頻風機控制方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有無線傳輸功能的變頻風機控制器，能完成在不同環境需求下利用一維模糊控制器和二維模糊控制器的特征對空調系統內變頻風機進行調節，并在WIFI通訊協議標準下增設射頻模塊無線通信功能，實現通過無線方式控制變頻風機。

本發明所采用的技術方案是，具有無線傳輸功能的變頻風機控制器，包括有微控制模塊，微控制模塊內分別設置有主處理模塊和從處理模塊，且主處理模塊分別通過以太網模塊、SPI通信方式與從處理模塊連接；主處理模塊分別連接輸入-顯示聯合模塊、外部存儲EEPROM模塊、電源模塊、時鐘復位模塊、JATG模塊、繼電器及看門狗/復位電路；從處理模塊接入無線接入點并與變頻風機驅動模塊連接，變頻風機驅動模塊與變頻控制器之間通過無線信號連接，變頻控制器與空調系統內的變頻風機連接。

本發明的特點還在于：

主處理模塊采用增強型STM32F103VET6微處理器。

從處理模塊是通過24腳插針接口與微控制模塊相接。

從處理模塊采用的是高性能RF射頻收發器，且高性能RF射頻收發器內采用CC2540芯片；CC2540芯片能連接任一款WIFI協議控制器，具有通用的處理器接口，4K雙字節靜態存取存儲器，支持3.3V～5V的容差，CC2540芯片完全遵守IEEE802.3u標準，同時具有自動協商功能，能自動完成DM9000a的配置，還支持IEEE802.3x全雙工流量控制。

變頻風機驅動模塊內采用變頻風機控制芯片L298N。

變頻風機驅動模塊分別連接有功率放大器和光電耦合器件PC847。

外部存儲EEPROM模塊內部的芯片型號是AT24C32，存儲空間為32Kbit；外部存儲EEPROM模塊的供電電壓采用3.3V的供電方式，通過IIC總線的方式進行訪問。

電源模塊包括有主處理模塊的冗余電源模塊和從處理模塊的雙+24V冗余電源。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明具有無線傳輸功能的變頻風機控制器，能完成在不同環境需求下利用一維模糊控制器和二維模糊控制器的特征對變頻風機進行智能調節；其中一維控制器能牢牢抓住設定值與被測值誤差作為模糊控制器的輸出，二維控制器選用反饋檢測值與輸入值作為系統輸入量，由使用者來進行選擇。

(2)本發明具有無線傳輸功能的變頻風機控制器內采用增強型STM32F103VET6微處理器，配合IEE802.11b協議規范底層的WIFI通信協議棧、CC2540無線射頻模塊以及兩種維度模糊控制器算法，并根據環境變量決定因素的多少而切換，以達到最佳的控制效果。

(3)本發明具有無線傳輸功能的變頻風機控制器，其具有的WIFI無線傳輸功能，相比較于傳統的基于單片機89C51的現場總線型溫控器，一方面能減少布線帶來的電路損耗，另一方面能應用于較惡劣的控制環境，可靠性高。