用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统及方法

摘要

本发明公开了用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统及方法，系统包括PC编程工业控制CPU模块、触摸显示屏、空调系统的空调接口、模拟量输入模块、继电器输出模块和设置在现场的室内外温度传感器。本发明采用优化的运行控制策略，实现对变电站室内外环境温度的实时检测和控制，能够有效降低站内用电量，排除人为因素对变电站内空调合理运行的干扰，与传统人工设置方式相比，本发明体现了一种节能、设置精简、功能更大、运行更经济，并具有可扩充能力的实施方案。

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控制系统，尤其涉及用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统

技术背景

目前，针对某些变电站中采用单品牌柜式空调的状况，其现场空调和通风系统运行中存在许多问题，概括起来包括参数设置不合理，运行时间不规范，排风系统利用率低下等的不合理因素。原因在于制冷温度参数任何人员都可设置，而参数都是以个人感受来设置的，其中必然存在不合理因素；同时控制空调启停的条件也仅是依靠人为判断和以往经验得出的，存在不规范的因素；站内排风系统仅是为了防止SF6泄漏而设置的，平时几乎运转较少，利用率低。

变电站内现场运行的空调，首要满足的应该是微机保护对室内外环境的要求所进行合理的温度调节，其次才是半个月一次，每次几十分钟巡查人员的舒适性。从根本上说，站内空调是工艺性空调而不是舒适性空调。所以应将微机保护的要求作为空调及通风系统运行的主要依据，适当兼顾巡查员或维修员的舒适性，这就是空调通风系统自动控制技术的基本方向。

因此，对于变电站现场采用单品牌空调设备情况下，如何构建这样一个用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统及方法是本发明所解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能、设置精简、功能更大、运行更经济，并具有可扩充能力的用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统及方法。

本发明之一，一种用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统，其特征在于，包括一个PC编程工业控制CPU模块、一个触摸显示屏、N个空调系统的空调接口、M个模拟量输入模块、一个继电器输出模块和设置在现场的若干个室内外温度传感器，其中，所述的CPU模块通过485串行总线分别与所述的触摸显示屏和所述的各空调系统的空调接口连接，以及所述的CPU模块还直接与所述的各模拟量输入模块和一个继电器输出模块连接，所述的各模拟量输入模块分别与若干个室内外温度传感器相连，其中N、M分别为自然数。

在上述的自动控制系统中，N等于3。

在上述的自动控制系统中，M等于2。

在上述的自动控制系统中，空调系统的空调接口还连接了若干台被控制对象空调机，所述的继电器输出模块与外界的若干个排风机、报警蜂鸣器和指示灯相连，并有报警信号输出。

在上述的自动控制系统中，三个空调接口中的二个用于连接外围设备室中的空调机、一个用于连接外围控制室和外围蓄电池室中的空调机。

本发明之二，一种用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制方法，通过CPU模块和与其连接的触摸显示屏来实现的，包括下列步骤：

初始化步骤：对CPU模块、触摸显示屏进行初始化；

数据分析处理步骤：CPU模块通过室内外温度传感器实时接受现场温度测量值并作相应的数据分析处理；

参数修改和调整步骤：根据数据分析处理结果，通过触摸显示屏对系统设置的参数进行修改和调整；

判断CPU模块的工作模式步骤：

如果是手动模式，即“人工控制模式”，则进入相应的手动模式处理，并选择运行时间，当到达该运行时间点，则自行返回至智能(或自动)模式；

如果是智能模式，即“自动控制模式”，则对智能制冷、制热模式进行判断与处理；

控制空调机开停步骤：根据确定的工作模式处理结果，用实时获得的温度检测数值来控制空调机的开停状态，并调整空调机的运行参数；

启动和停止排风机开关：根据室内和室外温度数值及相互之间的关系，启动和停止排风机进行室内外热交换；

故障处理步骤：如果出现系统故障，进行相应故障处理。

在上述的空调通风自动控制方法中，初始化步骤中的触摸显示屏初始化内容包括：系统工作模式和系统控制参数的设置。

在上述的空调通风自动控制方法中，触摸显示屏对系统设置的参数包括各类温度及控制误差的参数。

本发明的有益效果是：本发明采用优化运行控制策略，实现对变电站室内外环境温度的实时检测和控制，能够有效降低站内用电量，排除人为因素对变电站内空调合理运行的干扰，与传统人工设置方式相比，本发明体现了一种节能、设置精简、功能更大、运行更经济，并具有可扩充能力的实施方案。

附图说明

图1是本发明空调通风自动控制系统的结构示意图。

图2是本发明空调通风自动控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中示出了本发明的一种用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制系统实施例。

它包括一个PC编程工业控制CPU模块2、一个触摸显示屏1、三个空调系统的空调接口5、两个模拟量输入模块3、一个继电器输出模块4和设置在现场的若干个室内外温度传感器6。CPU模块2通过485串行总线分别与触摸显示屏1和空调接口5连接，并且CPU模块2还直接与两个模拟量输入模块3和一个继电器输出模块4连接。模拟量输入模块31与两个室外温度传感器和一个室内温度传感器相连；模拟量输入模块32与三个室内温度传感器相连。

CPU模块2选用研华(中国)有限公司生产的型号为ADAM-5510M/E16位PC编程工业控制CPU模块，具有工业控制PLC的功能，使用C语言编程环境，方便于编制串口通讯程序。因为采用16位CPU芯片，比一般PLC控制器的8位CPU，提高了运行速度、处理能力和扩大了接口。CPU模块2主要承担变电站内各台空调机的开停控制、状态搜集和状态控制、运行参数设置和搜集、故障信号搜集和报警。

触摸显示屏1选用Eview触摸显示屏(6″)，主要承担系统设置和信息显示，可以充分利用CPU模块2的运行能力，消除了一般设计的上位计算机设备，极大地提高了系统可靠性和经济性。

模拟量输入模块3采用研华ADAM-5013模拟量输入模块，带有8路差分输入，可接入8路传感器输入信号，而输入信号可编程多种类型，能够适应各种应用场合的需要。在本自动控制系统实施例中，模拟量输入模块31与两个室外温度传感器和一个室内温度传感器相连；模拟量输入模块32与三个室内温度传感器相连。通过这样6个温度传感器，能够实时检测变电站室内外温度，为CPU模块2运行控制策略提供依据。

继电器输出模块4选用研华ADAM-5068继电器输出模块，有8路输出，触点开断能力为AC 220V/2A，能满足排风机或一般设备的控制能力。在本自动控制系统实施例中，继电器输出模块4与四台排风机7、一路报警蜂鸣器和指示灯9相连，并带有一路报警输出8。

空调接口5是基于485串行总线的模块，与所使用的空调机的种类有关。在本自动控制系统实施例中，采用大金公司的的中央空调设备，三个空调接口5均采用大金公司的串口通讯板，每块串口通讯板下连3台空调机。其中两个空调接口51、52连接设备室中的空调机10、空调接口53用于连接控制室中空调机11和蓄电池室中空调机12。

综上所述，针对变电站内单品牌空调机的运行现状，对空调通风系统引入自动控制技术成为可能。采用PC编程工业控制CPU模块，通过外围接口电路和温度传感器，合理规划运行控制策略，能够有效降低站内用电量，排除人为因素对变电站内空调运行的干扰。

参见图2，本发明还提供了一种用于变电站单品牌空调机的空调通风自动控制方法，通过CPU模块和与其连接的触摸显示屏来实现的，包括下列步骤：

初始化步骤：对CPU模块、触摸显示屏进行初始化；

数据分析处理步骤：CPU模块通过室内外温度传感器实时接受现场温度测量值并作相应的数据分析处理；

参数修改和调整步骤：根据数据分析处理结果，通过触摸显示屏对系统设置的参数进行修改和调整；

判断CPU模块的工作模式步骤：

如果是手动模式，即“人工控制模式”，则进入相应的手动模式处理，并选择运行时间，例如：1小时，2小时等，当到达该运行时间点，则自行返回至智能模式；

如果是智能模式，即“自动控制模式”，则对智能制冷、制热模式进行判断与处理；

控制空调机开停步骤：根据确定的工作模式处理结果，用实时获得的温度检测数值来控制空调机的开停状态，并调整空调机的运行参数；

启动和停止排风机开关：根据室内和室外温度数值及相互之间的关系，启动和停止排风机进行室内外热交换；

故障处理步骤：如果出现系统故障，进行相应故障处理。

本发明方法总体来说，首先对CPU模块、触摸显示屏进行初始化，主要包括本系统CPU模块工作模式，确定CPU模块工作在手动模式还是智能控制模式；同时承担系统控制参数的设置，即设置各类温度数值及控制误差的参数。

在本自动控制系统运行过程中，CPU模块通过室内外温度传感器实时获得现场温度测量值并作相应的数据统计分析和处理。根据所实际检测的温度数据和数据分析处理结果，将对系统设置的参数进行修改和调整。

当获得实际测试的温度数值后，变电站室内外温度与系统控制参数进行对比分析，包括室内外温差情况，将决定下一步空调机的开停方式及空调机的运行参数。如何实施对空调机的的操作，主要由原先初始化设置中给定的CPU模块工作模式。如果是手动模式，即“人工控制模式”，则进入相应的手动模式处理；如果是智能模式，即“自动控制模式”，则对智能制冷、制热模式进行判断与处理。也就是根据确定的工作模式处理结果，用实时获得的温度检测数值来控制空调机的开停状态，并调整和设置空调机的运行参数。为了达到节能的效果，有时根据室内和室外温度数值及相互之间的关系，启动和停止排风机进行室内外热交换。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。