采用kepware的一个发明专利: 智慧型空调末端控制器及全局舒适性控制系统

2019-07-09 14:23:00 栏目:kepware使用 TAG标签: kepware 智慧型空调 末端控制器 kepserver 过程控制 查看()

  技术领域

  本发明是关于中央空调末端控制设备领域,特别涉及智慧型空调末端控制器及全局 舒适性控制系统。

  背景技术

  温控器是空调风机盘管的本地控制设备,且传统的温控器一般分布在大楼各处以及 各个房间内。温控器能简单对风机高低速进行自动控制,对房间温度进行设定,实现周 期开关机。但是现有的温控器在开关机及设定温度控制方面,人为因素影响很大,夏季 往往会把温度设定最低,冬季会把温度设定最高等,不够智能和合理。

  目前,已有温控器具有与门禁卡连锁等功能,但是,与门禁卡连锁控制,使用范围 受到局限,像医院、学校等并不适用。已有的温控器带有实现集成通讯功能,但这些温 控器一般开放的协议是物理层RS485接口,末端盘管量大,并且分散性强,施工难度大, 通讯接点又多,又因为是RS485,导致通讯速率较慢。

  发明内容

  本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足,提供一种更节能、精度更高、性能 更好、便于管理、便于安装、抗干扰型更强的智慧型空调末端控制器及全局舒适性控制 系统。为解决上述技术问题,本发明的解决方案是:

  提供智慧型空调末端控制器,设有操作显示的液晶面板,用于对空调的风机盘管的 风机及二通水阀的电磁阀进行控制,能手动设定温度,自动控制风机的高低速,并周期 开关机,其特征在于,所述智慧型空调末端控制器中内置有气候补偿多模式控制模块、 zigbee模块、远红外准静态人体检测器;

  所述远红外准静态人体检测器能进行人体检测,且当远红外准静态人体检测器检测 不到人时,智慧型空调末端控制器关闭风机盘管和二通水阀;

  所述气候补偿多模式控制模块能根据接收的外界温度、湿度,对功能性房间自动补 偿不同的设定温度,并且根据负荷周期规律性变化,能在不同时间段设置不同的温度, 且每日最多能分6个时间段进行温度设置;所述功能性房间是指根据不同的需求,需要 设置不同温度进行补偿,来达到所需舒适度的房间或者空间(比如医院里门诊大厅、办 公室、向阳病房、背阳病房等功能性房间);

  所述zigbee模块内置在智慧型空调末端控制器中,能进行联网数据传输,用于提 供无线数据传速功能。

  在本发明中,所述气候补偿多模式控制模块对功能性房间进行温度控制的具体实现 方式为:

  通过接收实时采集的室外温度、湿度,以及该功能性房间的温度、湿度,利用数学 模型F=1.8×T-0.55×(1.8×T-26)×(1-H1)+28.08,来计算该功能性 房间舒适度;根据计算的房间舒适度与所需的房间舒适度,智慧型空调末端控制器能实 时自动修改房间的设定温度值,控制二通水阀的开闭及风机的高低速调节,用于满足所 需房间舒适度;

  其中,F是房间舒适度,且F的取值范围在51~78之间(优选取值在60左右);T 是房间温度,H1是房间相对湿度。

  提供基于所述智慧型空调末端控制器的全局舒适性控制系统,能对安装在多层建筑 中的中央空调进行控制,该多层建筑至少有一层,每一层至少有一个房间,每个房间内 安装有中央空调的末端设备,即盘管风机和二通水阀,所述全局舒适性控制系统包括全 局舒适性控制系统平台服务器、智慧型空调末端控制器、zigbee网关、网络交换机;

  智慧型空调末端控制器在每个房间中各安装有一个,用于对房间中的盘管风机、二 通水阀进行控制;zigbee网关在每个楼层中各安装有一个,zigbee网关用于和所在楼 层的智慧型空调末端控制器进行无线数据传递;网络交换机安装在楼层的弱电井中,网 络交换机用于连接zigbee网关,并将所有网络交换机组成一个局域网络,连接到全局 舒适性控制系统平台服务器上;

  所述全局舒适性控制系统平台服务器用于作为全局舒适性控制系统的控制中心,全 局舒适性控制系统平台服务器能利用接收到的室外温湿度,以及各个房间的实际温度、 设定温度、风机盘管和二通水阀的开启次数记录,统计这些数据的历史变量和负荷变化 规律,然后根据当前的负荷进行自动判断,对房间温度进行设定,实现对各个房间的盘 管风机、二通水阀的精确控制(全局舒适性控制系统平台服务器的相关功能,能通过安 装管理控制组态软件(WINCC)、OPC数据库实现,其中,管理控制组态软件采用西门子 的WinCC7.0.2,OPC数据库采用美国Kepware的KEPServer_v4.5)。

  在本发明中,所述zigbee网关通过TCP/IP协议与网络交换机连接并传递数据信息。

  在本发明中,所述网络交换机与全局舒适性控制系统平台服务器通过MODBUS TCP/IP协议连接进行数据信息传输。

  在本发明中,所述网络交换机还能安装在楼层天花板上,用于连接和安装在弱电井 的网络交换机距离超过80M的zigbee网关,以达到延长放大器作用。

  在本发明中,每个网络交换机最多能连接16个zigbee网关。

  在本发明中,所述盘管风机安装在每个房间内的顶部,二通水阀安装在每个房间中 风机盘管的进水管上。

  与现有技术相比,本发明的有益效果是:

  本发明的全局舒适性控制系统,不但可以对中央空调系统的各个末端进行实时监 控、管理,还可以对不同区域的末端设置不同的温度,并且每个时段都可以根据采集的 外界湿球温度传感器自动实施不同的控制模式(高峰模式、低峰模式、过度模式、睡眠 模式等),还带有远红外准静态人体检测器,当检测到房间在一定时间段有没有人,能 控制智慧型空调末端控制器自动打开或关闭末端设备(水阀、盘管风机),进而实现最 大程度的节能。

  本发明在网络通讯方面,采用Zigbee无线通讯,不需要对每个末端设备进行铺设通 讯线、施工简单方便。

  附图说明

  图1为本发明的组成设备图。

  图中的附图标记为:1全局舒适性控制系统平台服务器;2网络交换机;3zigbee 网关;4智慧型空调末端控制器;5盘管风机;6二通水阀。

  具体实施方式

  首先需要说明的是,本发明是计算机技术在信息安全技术领域的一种应用。在本发 明的实现过程中,会涉及到多个软件功能模块的应用。申请人认为,如在仔细阅读申请 文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后,在结合现有公知技术的情况下,本 领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括 但不限于:气候补偿多模式控制模块、全局舒适性控制系统平台服务器中的相关功能等, 凡本发明申请文件提及的均属此范畴,申请人不再一一列举。

  下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:

  如图1所示的全局舒适性控制系统包括全局舒适性控制系统平台服务器1、智慧型 空调末端控制器4、网络交换机2、zigbee网关3,能对安装在多层建筑中的中央空调 的大量末端设备进行多功能性区域群控管理。

  该多层建筑至少有一层,每一层至少有一个房间,每个房间内安装有中央空调的末 端设备,即盘管风机5和二通水阀6,盘管风机5安装在每个房间内的顶部,二通水阀 6安装在每个房间中风机盘管5的进水管上。

  网络交换机2安装在楼层的弱电井中,zigbee网关3在每个楼层中各安装有一个, 智慧型空调末端控制器4在每个房间中各安装有一个。智慧型空调末端控制器4通过其 设定温度或开关机对盘管风机5、二通水阀6进行控制,且慧型风机盘管节能控制器4 还能与zigbee网关3通过无线进行数据传递,zigbee网关3通过TCP/IP与网络交换机 2连接并传递数据信息,网络交换机2再与全局舒适性控制系统平台服务器1通过MODBUS TCP/IP协议连接进行数据信息传输。

  智慧型空调末端控制器4具体是指:其控制器带液晶面板操作显示,86盒安装在房 间,其控制对象:风机盘管的电磁阀及高、中低三速风机用于对空调的风机盘管5、二 通水阀6进行管理。

  智慧型空调末端控制器4带有远红外准静态人体检测器、可以判断房间内是否有人, 在一定时间段检测房间内有没有人,智慧型空调末端控制器4都可以根据外界湿球温度 自动实施不同的控制模式(水阀、盘管风机5)、从而达到更智能、更准确管理从而达 到节能目的。

  智慧型空调末端控制器4还具有气候补偿多模式,能根据外界温湿度对功能性房间 自动补偿不同的设定温度,并且根据负荷周期规律性变化,在不同的房间设置不同时间 段的房间温度,此每日最多可设置6段。功能性房间比如医院里门诊大厅、办公室、向 阳和背阳等,需要设置不同的温度进行补偿,来达到每个房间所需的舒适度。具体实现 是通过实时采集的室外温度、湿度、每个房间温度、湿度等参数,利用数学模型F=1.8 ×T-0.55×(1.8×T-26)×(1-H1)+28.08,计算出房间舒适度,再根据房 间舒适度反推各个房间的设置温度;数学模型中,T是房间温度,H1是房间相对湿度, F是房间舒适度,且舒适度常规为51~78之间,优选取值在60左右。

  智慧型空调末端控制器4中内置有zigbee模块,能和安装在楼层间的zigbee网关 3通过无线接收发送数据来实现无线通讯,并通过以太网通讯来实现Zigbee网关3和全 局舒适性控制系统之间的数据交换。

  全局舒适性控制系统平台服务器1安装有管理控制组态软件(WINCC)、OPC数据库, 用于作为全局舒适性控制系统的控制中心。全局舒适性控制系统平台服务器1能对采集 的数据进行分析、计算,得出最佳的控制数值,进而对盘管风机5、二通水阀6实现精 确控制。所述管理控制组态软件(WINCC)是一些数据采集与过程控制的专用平台软件, 应用于设备监控、管理等领域的数据采集与监视控制、过程控制;本实施例中采用的产 品型号为WinCC7.0.2,厂家是西门子公司。所述OPC数据库是OPC包括一整套接口、 属性和方法的标准集库,用于过程控制和制造业自动化系统;本实施例中采用的产品型 号为KEPServer_v4.5,厂家为美国Kepware公司。

  工作时,将外围设备连接完毕,将全局舒适性控制系统平台服务器1、网络交换机 2、zigbee网关3、智慧型空调末端控制器4、盘管风机5、二通水阀6等设备通电。 zigbee网关3和智慧型空调末端控制器4进行进行无线接收和发送数据,通过网络交 换机2实时发送到全局舒适性控制系统平台服务器1,由全局舒适性控制系统平台服务 器1进行对采集的数据进行分析、计算得出最佳的控制数值对末端盘管风机5、二通水 阀6进行精确的控制。

  最后,需要注意的是,以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然,本发明不限于 以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接 导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。