專利名稱：一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能檢測系統(tǒng)，特別涉及一種采用模擬空調(diào)制冷系統(tǒng)的空 調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前空調(diào)器發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保、智能控制。變頻空調(diào)器以其卓越的節(jié)能 性、良好的舒適性、高精度的溫度控制等優(yōu)點引起了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和制冷行業(yè)界的 高度重視，同時也迎合了消費者對生活和工作環(huán)境舒適性的更高要求。在變頻空調(diào) 器的研究和開發(fā)過程中，變頻控制器控制性能的好壞、與空調(diào)器配合的情況成為國 內(nèi)空調(diào)器廠與控制器廠共同關(guān)心的問題。因此，變頻空調(diào)控制器測試系統(tǒng)的出現(xiàn)提 供了一個檢測變頻空調(diào)性能的測試手段，通過它，可以得到整個變頻空調(diào)系統(tǒng)的性 能，可以為變頻空調(diào)生產(chǎn)廠商提供一種檢測方式。對國內(nèi)變頻空調(diào)的發(fā)展可以起到 很大的作用。除此以外，變頻控制器測試系統(tǒng)也可以用于工業(yè)自動化變頻控制器的 檢測。目前，市場上還沒有一種專門用于變頻空調(diào)測試的裝置，主要是由各個空調(diào)生 產(chǎn)廠商自己進行的內(nèi)部測試，沒有形成統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)。但是，與此相關(guān)的電子技 術(shù)以及計算機技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，只是還沒有針對這一具體運用進行開發(fā)和設(shè)計， 針對現(xiàn)在的這種狀況和變頻空調(diào)發(fā)展的趨勢，結(jié)合電子技術(shù)、計算機技術(shù)和空調(diào)控 制技術(shù)等設(shè)計的變頻控制器測試系統(tǒng)具有較強的針對性和實用性。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，通過提供一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，以 解決目前變頻空調(diào)控制器研制和開發(fā)過程中的性能測試的環(huán)節(jié)中存在的問題，設(shè)計 開發(fā)出一種針對變頻控制器的集測試、分析、評價等功能于一身的智能測試系統(tǒng)。 本實用新型是設(shè)計思路如下本實用新型將檢測裝置模擬為在制冷系統(tǒng)中運行的風(fēng)扇、壓縮機和空調(diào)器，變 頻控制器作為控制器通過控制壓縮機的轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的開停以及制冷系統(tǒng)中一些閥門 的開關(guān)來達到控制空調(diào)器的目的。變頻控制器只有得知壓縮機是否過熱、制冷系統(tǒng)內(nèi)各處的溫度，這樣變頻控制器才能知道應(yīng)如何進行控制，如升頻、降頻，控制風(fēng) 扇快或慢等。而這些都是需要通過傳感器才能使變頻控制傳感器得到相應(yīng)的信息，做出相應(yīng)的控制。因此，測試系統(tǒng)就是要對受控對象一風(fēng)扇、壓縮機和空調(diào)器甚至包括傳感器 進獰模擬，用我們的測試系統(tǒng)替代制冷系統(tǒng)中實際運行的裝置。測試系統(tǒng)實際上起 到了一個受控對象和傳感器的作用。本實用新型是采用以下技術(shù)手段實現(xiàn)的一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，包括變頻控制器及其輸出裝置；其特 征在于所述的智能檢測系統(tǒng)由完成對變頻控制器輸出信息測試的下位機和與其連 接的上位機組成；所述的下位機為被測試系統(tǒng)的裝置；所述的上位機內(nèi)設(shè)有制冷系 統(tǒng)的工況參數(shù)信息庫；所述的上位機將從下位機得到的信息進行與信息庫的信息比 較判斷制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將處理后的信息再通過傳感器的特性，得到相應(yīng)輸出 值發(fā)送至下位機，下位機將其接收的信息轉(zhuǎn)換為模擬信息，反饋給變頻控制器。前述的的被測試系統(tǒng)包括空調(diào)器的電風(fēng)扇、壓縮機和傳感器。 '前述的的下位機包括PWM脈寬調(diào)制波檢測裝置、開關(guān)控制檢測裝置、模擬 傳感器、單片機和串行通訊接口組成；所述的單片機與P簡脈寬調(diào)制波檢測裝置和模擬傳感器進行信息雙向傳遞， 通過串行通訊接口與前述上位機連接。前述的上位機還包括信息處理裝置、信息查詢裝置和信息顯示裝置。使用一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)進行檢測時的主要方式為由模 擬裝置下位機完成信息采集，由上位機完成信息處理；信息反饋包括下位機與上 位機之間信息發(fā)送與接收、上位機向下位機指令傳遞和下位機對變頻控制器的控制 信號傳遞的過程。,本實用新型一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 以下明顯的優(yōu)勢和有益效果整個測試系統(tǒng)依賴于下位機的準(zhǔn)確測量和反饋以及上位機中所存儲的制冷系 統(tǒng)的真實數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)將由制冷的專業(yè)人員提供，因此制作一個能根據(jù)真實數(shù)據(jù)反映 真實情況的平臺。上位機除具有査詢數(shù)據(jù)、視圖的功能外，還能夠提供良好的人機 交互界面，可根據(jù)專業(yè)人員的特殊要求進行某些設(shè)定，從而達到測試控制其性能的 目的；由于變頻控制器控制信號的測試涉及某些算法，這樣可以在上位機中根據(jù)測 試的不同類型輕易改變算法中的參數(shù)，無需改變下位機的硬件電路。變頻空調(diào)控制器測試系統(tǒng)的出現(xiàn)提供了一個檢測變頻空調(diào)性能的測試手段，通過它，可以得到整個變頻空調(diào)系統(tǒng)的性能，可以為變頻空調(diào)生產(chǎn)廠商提供一種檢 測方式。除此以外，變頻控制器測試系統(tǒng)也可以用于工業(yè)自動化變頻控制器的檢測。


圖1為空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)示意圖； '圖3為變頻空調(diào)的裝置示意圖； 圖3為空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)功能模塊示意圖； 圖4為風(fēng)扇及四通閥繼電器控制示意圖； 圖5為風(fēng)扇或四通閥測試電路示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例加以說明變頻空調(diào)由壓縮機、變頻控制器和空調(diào)器(制冷系統(tǒng))三大部分組成，其工作框 圖如圖3所示其中，風(fēng)扇、壓縮機和空調(diào)器就相當(dāng)于是一個受控對象，變頻控制 器作為控制器通過控制壓縮機的轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的開停以及制冷系統(tǒng)中一些閥門的開關(guān) 來達到控制空調(diào)器的目的。同任何閉環(huán)系統(tǒng)一樣，變頻控制器同樣需要得知受控對 象的狀態(tài)，只有得知壓縮機是否過熱、制冷系統(tǒng)內(nèi)各處的溫度，這樣變頻控制器才 能知道應(yīng)如何進行控制，如升頻、降頻，控制風(fēng)扇快或慢等。而這些都是需要通過 傳感器才能使變頻控制傳感器得到相應(yīng)的信息，做出相應(yīng)的控制。因此，測試系統(tǒng)就是要對受控對象一風(fēng)扇、壓縮機和空調(diào)器甚至包括傳感器進 行模擬，用我們的測試系統(tǒng)替代圖中細(xì)線所圍的部分。測試系統(tǒng)實際上起到了一個 受控對象和傳感器的作用。變頻空調(diào)器控制器包括室外機控制器、室內(nèi)機控制器和液晶遙控器三部分。其 中室外機控制器由控制板、啟動電阻、EMC濾波器、智能功率模塊、濾波電解電 容和功率因數(shù)校正器等構(gòu)成；室內(nèi)機控制器由遙控器、電源板和啟動繼電器等構(gòu)成； 遙控器由LCD、單片機、操作健、紅外發(fā)射電路、電池低電壓檢測電路以及溫度 傳感器等組成。變頻控制器對空調(diào)的控制主要是通過其對壓縮機轉(zhuǎn)速的控制來實現(xiàn)的，壓縮機 的轉(zhuǎn)速決定了空調(diào)器(制冷系統(tǒng))中制冷劑的流速從而決定了空調(diào)的制冷效果，從另 一個角度說就是頻率決定了其工作效率的高低，從而決定了空調(diào)熱交換的能力；當(dāng)前交流變頻控制器一般采用的是PWM脈寬調(diào)制變頻技術(shù)，此控制信號應(yīng)為PWM控制信號，此信號的電壓/頻率特性應(yīng)與壓縮機所要求的壓頻曲線相同，若不同會使壓縮機工作效率降低并對壓縮機造成不同程度的損害，因此測試系統(tǒng)要對變頻控 制信號進行檢測，記錄其壓頻曲線，并且根據(jù)所檢測到的每一時刻的頻率進行相應(yīng) 的分析處理后反饋給變頻控制器。另外，控制器通過對四通閥開關(guān)控制來決定制冷劑流動的方向；變頻控制器對 室外機風(fēng)扇的控制起到了加速散熱片散熱，促進熱交換的作用，這兩路信號都是通 過強電的開關(guān)控制來達到控制的目的?？刂破鞒敵隹刂菩盘柾猓€需輸入傳感器反饋的檢測信號，而一般情況下， 傳感器與控制器之間傳遞的是一種電信號，控制器輸出是與傳感器輸入相關(guān)聯(lián)的， 因此這對模擬傳感器反饋相應(yīng)的信號帶來較大的難度。在變頻空調(diào)中，目前主要使 用的傳感器是熱敏電阻，用于對制冷系統(tǒng)不同位置溫度的監(jiān)測，至于一些所謂的保 護是在特殊情況下才會用到，并不會影響到整個系統(tǒng)在閉環(huán)條件下的模擬運行。因 此，主要對熱敏電阻進行模擬，利用可控的數(shù)字電阻來替代熱敏電阻。由于測試系統(tǒng)需要對主要是制冷系統(tǒng)進行模擬，也就是將不同被控對象和被控 點的溫度變化如實的反映出來，反饋給控制器，而這是需要依賴制冷系統(tǒng)在實際運 行中的真實數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的。只能以數(shù)據(jù)庫的形式來保存制冷系統(tǒng)在不同工況下的實際數(shù)據(jù)。本實用新型的一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，包括變頻控制器及其輸出裝置；所述的智能檢測系統(tǒng)由完成對變頻控制器輸出信息測試的下位機和與其連 接的上位機組成；所述的下位機為被測試系統(tǒng)的模擬裝置；所述的上位機內(nèi)設(shè)有制 冷系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制信息庫；所述的上位機將從下位機得到的信息進行與信息庫的信 息A較判斷制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將處理后的信息再通過傳感器的特性，得到相應(yīng) 輸出值發(fā)送至下位機，下位機將其接收的信息轉(zhuǎn)換為模擬信息，反饋給變頻控制器。 前述的的被測試系統(tǒng)包括空調(diào)器的電風(fēng)扇、壓縮機和傳感器。 前述的的下位機包括P麗脈寬調(diào)制波檢測裝置、開關(guān)控制檢測裝置、模擬傳 感器、單片機和串行通訊接口組成；所述的單片機與P麗脈寬調(diào)制波檢測裝置和模擬傳感器進行信息雙向傳遞，通 過串行通訊接口與前述上位機連接。前述的上位機還包括信息處理裝置、信息查詢裝置和信息顯示裝置。 為了更清楚的對本實用新型的技術(shù)特征加以說明，在此使用上位機和下位機的 概,'如圖1所示，其中6為下位機，8為上位機；下位機6包括單片機61和串行通訊接口單元62;上位機包括如圖3所示的數(shù)據(jù)庫810，數(shù)據(jù)處理單元820，數(shù)據(jù)紀(jì)錄單元830;'其中數(shù)據(jù)庫中存有溫度一頻率一時間曲線、壓力一頻率一時間曲線、電參數(shù)一頻率一時間曲線數(shù)據(jù)；,通過下位機6完成對變頻控制器輸出信號的測試，將測得的PWM控制數(shù)據(jù) 26、開關(guān)控制狀態(tài)250、傳感器模擬數(shù)據(jù)240和壓縮機模擬數(shù)據(jù)230的相關(guān)信息傳 送到上位機8，上位機8根據(jù)得到的控制信號判斷制冷系統(tǒng)處于何種工況，找到相 應(yīng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)一不同位置的溫度變化曲線，根據(jù)曲線找到下一時刻的溫度值，再通 過傳感器的特性(如熱敏電阻的溫度一電阻曲線)，得到相應(yīng)輸出值(如阻值)發(fā)送至 下位機，利用下位機6模擬相應(yīng)的反饋信號(如阻值)，反饋給變頻控制器。這樣就 可以每隔一定時間，采集控制器控制信號，根據(jù)控制信號來反饋與制冷系統(tǒng)實際相 對應(yīng)的反饋信號，如此循環(huán)反復(fù)，就可完成閉環(huán)測試。請參閱圖3所示，為空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)功能模塊示意圖；請 對照圖1所示；圖3中的輸入?yún)?shù)300 (原傳感器)對應(yīng)圖1的傳感器模擬240; 圖3中的模擬負(fù)載320對應(yīng)圖1的壓縮機模擬230;圖3中的80和數(shù)據(jù)輸入--數(shù)據(jù) 庫或打印框?qū)?yīng)圖1的上位機8，都是上位機8要完成的功能；圖3中的A/D轉(zhuǎn)換 320和D/A轉(zhuǎn)換310涵蓋在圖1的PWM控制26功能中，屬接口電路62;圖3中 的控制器510、遙控器513、參數(shù)設(shè)定515和輸出參數(shù)框330是原空調(diào)機的遙控板 和自身機內(nèi)變頻控制器的功能。開關(guān)控制檢測250是圖3中的輸出參數(shù)框330中的 風(fēng)機開關(guān)控制檢測和四通閥開關(guān)控制檢測，也屬接口電路62。上述控制器510包 括室內(nèi)控制511和室外控制512。下面，結(jié)合附圖4、 5說明風(fēng)扇及四通閥的監(jiān)測工作請參閱圖4所示，風(fēng)扇及四通閥的控制通常就是通過強電的開關(guān)控制，為此對 所測試的變頻空調(diào)的控制器進行了測試，其控制方式就是通過固態(tài)繼電器的開斷來 控制風(fēng)扇不同檔位的切換和換向閥的開啟。其中，CZ502為交流輸入，RL50x為固 態(tài)繼電器，藍(lán)線為提供風(fēng)扇電源公共端(零線)，棕、黃、黑為風(fēng)扇快、中、慢3檔 電源輸入端(火線)。當(dāng)棕線接火線，風(fēng)扇為快速；黑線接火線，風(fēng)扇為慢速；藍(lán)線 為公共端。當(dāng)我們測試控制器時，是不需接風(fēng)扇的，因此只需測出棕、黃、黑3端哪一端 有強電即可，換向閥的測量原理是與之相同的。參閱圖5所示，其原理為將風(fēng)扇或四通閥供電的電源分壓接入到整流橋變成直 流低壓信號接入到繼電器，風(fēng)扇或四通閥有無電源將控制繼電器的開合，開合信號 通過74LS244整形輸出到單片機檢測，從而可以檢測到風(fēng)扇或四通閥有無通斷。 R21為大功率電阻，采用整流橋?qū)⒗^電器l、 8腳的電壓進行全波整流，通過C12 電i進行濾波；二極管起到了續(xù)流的作用；選用的繼電器當(dāng)l、 8腳電壓大于12V時，繼電器吸合，繼電器l、 8腳間的電阻約為1KQ，與16KQ的R21分壓，電 流有效值約13mA， R21功率大于3W即可；如電路圖，當(dāng)繼電器吸合時，5、 7通， 2、 ；i通，2、 7腳電位為低，反之則為高，這樣就將強電的有無轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號， 同時也做到了隔離；只需用單片機每隔一定時間，通過74LS244門電路將狀態(tài)讀 到數(shù)據(jù)線上即可完成風(fēng)扇控制、換向閥控制狀態(tài)的監(jiān)測。以上實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所描述的技術(shù)方 案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本實用新型已進行了詳細(xì)的說明， 但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替 換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本實用新 型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，包括變頻控制器及其輸出裝置；其特征在于所述的智能檢測系統(tǒng)由完成對變頻控制器輸出信息測試的下位機和與其連接的上位機組成；所述的下位機為被測試系統(tǒng)的信息接收裝置；所述的上位機內(nèi)設(shè)有制冷系統(tǒng)的工況參數(shù)控制信息庫；所述的上位機將從下位機得到的信息進行與上述控制信息庫的信息比較判斷制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將處理后的信息再通過傳感器的特性模擬，把相應(yīng)輸出值發(fā)送至下位機，下位機將其接收的信息轉(zhuǎn)換為模擬信息，反饋給變頻控制器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 的被測試系統(tǒng)包括空調(diào)器的電風(fēng)扇、壓縮機和傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 的下位機包括PWM脈寬調(diào)制波檢測裝置、開關(guān)控制檢測裝置、模擬傳感器、單片機和 串行通訊接口組成；所述的單片機與PWM脈寬調(diào)制波檢測裝置和模擬傳感器進行信息雙向傳遞，通過串 行通訊接口與前述上位機連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 上位機還包括信息處理裝置、信息査詢裝置和信息顯示裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種空調(diào)器用變頻控制器智能檢測系統(tǒng)，其智能檢測系統(tǒng)由完成對變頻控制器輸出信息測試的下位機和與其連接的上位機組成；下位機為被測試系統(tǒng)的信息接收裝置；上位機內(nèi)設(shè)有制冷系統(tǒng)的工況參數(shù)控制信息庫；上位機將從下位機得到的信息進行與信息庫的信息比較判斷制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將處理后的信息再通過對傳感器的特性模擬，把相應(yīng)輸出值發(fā)送至下位機，下位機將其接收的信息轉(zhuǎn)換為模擬信息，反饋給變頻控制器。通過該系統(tǒng)，可以得到整個變頻空調(diào)系統(tǒng)的性能，可以為變頻空調(diào)生產(chǎn)廠商提供一種檢測方式。除此以外，變頻控制器測試系統(tǒng)也可以用于工業(yè)自動化變頻控制器的檢測。
文檔編號G05B19/418GK201084012SQ20072017003
公開日2008年7月9日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者凱 康, 張明磊, 李紅旗, 濤 王, 雷 王, 王志新, 王海旭, 王蘊華, 王鴻祥, 田信靈, 穎 黃 申請人:北京工業(yè)大學(xué)