空气处理机组DDC主要由主控电路、温度传感器信号采集电路、直流电压电流信号采集电路、开关量状态检测电路、开关量输出控制电路、模拟量输出电路、时钟电路、显示/按键电路、数据存储电路及RS-485通信电路等组成,如图2所示。
(1)主控电路主要由STM32单片机组成。单片机外挂有数据采集、数据存储模块,通过软件可完成数据采集、数据分析、状态判断和控制执行功能。
(2)温度传感器信号采集电路如图3所示。温度传感器信号采集电路将其采集到的Pt1000传感器的电阻信号输入到恒流源电路转化为电压信号后,再经RC滤波电路接入CPU内部12位A/D通道,通过采样计算后得到当前对应的温度值。为了避免温度测量精度受到传感器外部引线的影响,Pt1000传感器采用三线制接法来消除引线电阻误差。温度传感器信号可用于监测新风、回风、送风及典型房间的温度。
(3)直流电压电流信号采集电路将采集到的直流信号通过电阻分压、运放放大、RC滤波后接入CPU内部A/D通道。
(4)开关量状态检测电路采用光耦隔离方式监测外部输入节点。
(5)模拟量输出电路如图4所示。利用单片机PWM功能输出的脉冲信号经光耦隔离、三极管扩流、RC整流滤波后输出可控的直流0~10V或4~20mA信号。该直流信号可用来调节风阀、水阀的开度比例,也可根据需求调节风机频率。
(6)开关量输出控制电路由单片机的I/O口通过三极管扩流后控制多路继电器输出,增加了对继电器的驱动能力,保证了控制的稳定性。
(7)控制器带有128×64LCD显示屏和按键单元,可实现参数的设置和查询,同时也能对控制器系统参数进行实时调整。控制器提供了RS-485端口,便于与上位机进行通信。
3.2 软件设计
空气处理机组控制流程如图5所示。空气处理机组是一个典型的存在着纯滞后的大惯性系统。它与室内人员流动情况、室内物体、室外气候条件有很大关联,因而难以用精确的数学模型来描述,用传统的条件方式也难达到最佳的控制、节能目的。