一種中央空調的溫度分區控制器的製作方法

2023-09-20 14:28:40

本發明涉及供熱系統溫度控制技術領域,具體地說是一種中央空調的溫度分區控制器。

背景技術：

在建築物暖通空調水系統中，水力失調是最常見的問題。由於水力失調導致系統流量分配不合理，某些區域流量過剩，某些區域流量不足，造成某些區域冬天不熱、夏天不冷的情況，系統輸送冷、熱量不合理，從而引起能量的浪費，或者為解決這個問題，提高水泵揚程，但仍會產生熱(冷)不均及更大的電能浪費。因此，必須採用相應的調節閥門對系統流量分配進行調節。

雖然某些通用閥門如截止閥、球閥等也具有一定的調節能力，但由於不帶控制系統及其調節實時性無法對滿足系統的流量需求，因此這種調節只能說是定性的和不準確的，常常給工程安裝完畢後的調試工作和運行管理帶來極大的不便。

技術實現要素：

為克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種中央空調的溫度分區控制器，應用範圍廣，控制精度高。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種中央空調的溫度分區控制器，其特徵是：包括電源模塊、溫度採集模塊、控制模塊、信號轉換模塊、開關閥門控制模塊和通信模塊，所述溫度採集模塊連接控制模塊，所述控制模塊還分別連接信號轉換模塊、開關閥控制模塊和通信模塊，所述信號轉換模塊還連接所述開關閥門控制模塊，所述電源模塊分別為所述溫度採集模塊、控制模塊、信號轉換模塊、開關閥門控制模塊和通信模塊供電；

所述電源模塊包括電源電路，所述電源電路包括分別產生24V驅動電源、5V數字電源和5V模擬電源的第一電源產生電路、第二電源產生電路和第三電源產生電路，所述電源電路依次經過第一電源產生電路、第二電源產生電路和第三電源產生電路分別產生24V、5V和5V電壓；

所述溫度採集模塊包括溫度採集電路，所述溫度採集電路包括出水端溫度採集電路和回水端溫度採集電路，所述出水端溫度採集電路包括依次連接的第一橋式電路和第一積分A/D轉換電路，所述回水端溫度採集電路包括依次連接的第二橋式電路和第二積分A/D轉換電路，所述溫度信號經溫度採集電路輸入到所述控制模塊；

所述信號轉換模塊包括頻率電壓轉換電路和模擬量輸出電路，所述頻率電壓轉換電路包括整形電路、F/V轉換晶片U0、放大電路和跟隨濾波電路，頻率信號由所述控制模塊輸出，依次經過所述整形電路、F/V轉換晶片U0、放大電路和跟隨濾波電路，輸出至所述模擬量輸出電路；所述模擬信號輸出電路包括放大電路和電壓電流轉換電路，電壓信號由所述頻率電壓轉換電路輸出，依次經過放大電路和電壓電流轉換電路，輸出至所述開關閥門控制模塊；

所述開關閥控制模塊包括驅動電路、繼電器電路和光耦隔離電路，所述驅動電路連接所述控制電路和繼電器電路，所述繼電器電路連接現場閥門，所述光耦隔離電路分別連接現場閥門和所述控制模塊。

優選地，所述第一電源產生電路包括二次保護電路，所述第二電源產生電路包括開關電源轉換電路，所述第三電源產生電路包括濾波儲能電路。

優選地，所述二次保護電路包括第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路和第二濾波電路通過溫度變送器NTC1連接，所述第一濾波電路包括自恢復保險絲F1，所述自恢復保險絲F1的一端連接輸入電壓VIN，另一端連接二極體D6的正極，二極體D6的負極分別連接電阻R52和電容C16的一端和濾波電路CMI1的1管腳，電容C16的另一端接輸入電壓VSS，電阻R52的另一端連接二極體D5的負極，二極體D5的正極接輸入電壓VSS，所述濾波電路CMI1的4管腳接輸入電壓VSS，3管腳接地，2管腳分別連接電容C17、C18和溫度變送器NTC1的一端，所述電容C17的另一端分別連接電容C25的一端和輸入電壓VSS，電容C25的另一端接地，電容C18的另一端接地；所述第二濾波電路包括濾波電容C19～C21，所述溫度變送器NTC1的另一端分別連接電容C19～C21的一端和二極體D7的正極，電容C19～C21的另一端均接地，二極體D7的負極連接第二電源產生電路，二極體D7的負極輸出24V驅動電源；

所述開關電源轉換包括穩壓晶片U12和電容C22，所述電容C22的一端分別連接所述二極體D7的負極和穩壓晶片U12的1管腳，電容C22的另一端接地，穩壓晶片U12的3、5管腳接地，2管腳分別連接電感L1的一端和二極體D9的負極，4管腳分別連接電感L1的另一端和電容C23的一端，電容C23的另一端連接二極體D9的正極，穩壓晶片U12的4管腳還連接第三電源產生電路，並輸出5V數字電源VCC；

所述濾波儲能電路包括電容C24和電感L2，所述電容C24的一端分別連接穩壓晶片U12的4管腳和電感L2的一端，電容C24的另一端分別連接二極體D9的正極和地，電感L2的另一端輸出5V模擬電壓VDD。

優選地，所述整形電路包括施密特觸發器U100C，所述放大電路包括運算放大器U16A，所述跟隨濾波電路包括運算放大器U16B；所述施密特觸發器U0的5管腳連接所述控制模塊，6管腳連接電阻R100的一端，電阻R100的另一端連接電容C4的一端，電容C4的另一端分別連接電阻R2a的一端和F/V轉換晶片U0的6管腳，電阻R2a的另一端分別連接電阻R1a、Rt1的一端和電源VDD，，電阻R1a的另一端分別連接電阻Rx1的一端和F/V轉換晶片U0的7管腳，F/V轉換晶片U0的8管腳接電源VDD，2管腳通過串聯電阻R4a、R5x接地，5管腳分別連接電阻Rt1的另一端和電容C2的一端，6管腳連接電阻R101的一端，電容C2的另一端接地，電阻R101的另一端分別連接電容C5、電容C1、電阻R3a的一端和運算放大器U16A的反相輸入端，電容C5的另一端接地，運算放大器U16A的同相輸入端接地，電阻R3a的另一端連接電阻Rf1的一端，電阻Rf1的另一端分別連接電容C1的另一端和運算放大器U16A的輸出端，運算放大器U16A的輸出端還連接運算放大器U16B的同相輸入端，運算放大器U16B的反相輸入端分別連接電容C100和電阻R102的一端，運算放大器U16B的輸出端分別連接電容C100和電阻R102的另一端和電容C105、電阻R103的一端，電容C105的另一端接地，電容R103的另一端接所述模擬量輸出電路；

所述放大電路包括運算放大器M1B，所述電壓電流轉換電路包括運算放大器M1A和三極體Q1；所述模擬量輸出電路還包括電阻R24，電阻R24的一端連接所述頻率電壓轉換電路，電阻R24的另一端連接運算放大器M1B的同相輸入端，運算放大器M1B的反相輸入端分別連接電阻R21、R17的一端，電阻R21的另一端接地，電阻R17的另一端連接電阻R18的一端,電阻R18的另一端分別連接二極體D1、D2的負極和電阻R23的一端，二極體D2的正極連接運算放大器M1B的輸出端，二極體D1的正極接地，電阻R23的另一端分別連接電阻R25、R28的一端，電阻R28的另一端接地，電阻R25的另一端分別連接電阻R33的一端和運算放大器M1A的同相輸入端，運算放大器M1A的反相輸入端分別連接電阻R22、R15的一端，電阻R22的另一端接地，電阻R15的另一端分別連接電阻R19的一端和三極體Q1的發射極，運算放大器M1A的輸出端分別連接電阻R19的另一端和三極體Q1的基極，三極體Q1的集電極接24V電壓，三極體Q1的發射極還連接電阻R31的一端，電阻R31的另一端分別連接電阻R33的另一端和二極體D3的正極，二極體D3的負極連接二極體D4的負極，二極體D4的正極接地，二極體D3的負極輸出信號至所述開關閥門控制模塊。

優選地，所述第一橋式電路包括溫度傳感器P2和電阻R2、R3、R6，所述第一積分A/D轉換電路包括運算放大器U18B,所述出水端溫度採集電路還包括第一差分放大電路和比較器U18C，所述第一差分放大電路包括運算放大器U18A和電阻R9、R10、R10、R16；

所述第二橋式電路包括溫度傳感器P4和電阻R26、R27、電阻R32，所述第二積分A/D轉換電路包括運算放大器U17B,所述回水端溫度採集電路還包括第二差分放大電路和比較器U17C，所述第二差分放大電路包括運算放大器U17A和電阻R36、R37、R38、R42。

優選地，所述溫度傳感器P2的2管腳分別連接電阻R2、R10的一端，1管腳接地，電阻R2的另一端分別連接電阻R1、R3的一端，電阻R1的另一端接電源VDD，電阻R3的另一端分別連接電阻R4、R6的一端，電阻R6的另一端接地，電阻R4的另一端連接電位器P1的一固定端，電位器P1的另一固定端接電阻R5的一端，電位器P1的滑動端連接運算放大器U18A的反相輸入端，電阻R10的另一端分別連接電阻R9、R11和R16的一端，電阻R9的另一端接電源VDD，電阻R16的另一端接地，電阻R11的另一端接運算放大器U18A的同相輸入端，運算放大器U18A的輸出端分別連接電阻R7的一端和電阻R5的另一端，電阻R7的另一端分別連接電阻R8和電容C4的一端，電阻R7的另一端還連接所述控制模塊，電容C4的另一端接地，電阻R8的另一端分別連接電容C3的一端和運算放大器U18B的反相輸入端，運算放大器U18B的同相輸入端分別連接電阻R12、R13的一端，電阻R12的另一端接地，電阻R13的另一端分別連接電阻R14的一端和比較器U18C的同相輸入端，運算放大器U18B的輸出端分別連接電容C3的另一端和比較器U18C的反相輸入端，比較器U18C的4管腳分別連接電阻R14的另一端和電源VDD，11管腳接地，輸出端輸出信號至所述控制模塊；

所述溫度傳感器P4的2管腳分別連接電阻R26、R37的一端，1管腳接地，電阻R26的另一端分別連接電阻R20、R27的一端，電阻R20的另一端接電源VDD，電阻R27的另一端分別連接電阻R29、R32的一端，電阻R32的另一端接地，電阻R29的另一端連接電位器P3的一固定端，電位器P3的另一固定端接電阻R30的一端，電位器P3的滑動端連接運算放大器U17A的反相輸入端，電阻R37的另一端分別連接電阻R36、R38和R42的一端，電阻R36的另一端接電源VDD，電阻R42的另一端接地，電阻R38的另一端接運算放大器U17A的同相輸入端，運算放大器U17A的輸出端分別連接電阻R34的一端和電阻R30的另一端，電阻R34的另一端分別連接電阻R35和電容C9的一端，電阻R34的另一端還連接所述控制模塊，電容C9的另一端接地，電阻R35的另一端分別連接電容C8的一端和運算放大器U17B的反相輸入端，運算放大器U17B的同相輸入端分別連接電阻R39、R40的一端，電阻R39的另一端接地，電阻R40的另一端分別連接電阻R41的一端和比較器U17C的同相輸入端，運算放大器U17B的輸出端分別連接電容C8的另一端和比較器U17C的反相輸入端，比較器U17C的4管腳分別連接電阻R41的另一端和電源VDD，11管腳接地，輸出端輸出信號至所述控制模塊。

優選地，所述控制模塊包括單片機U1，所述單片機U1的型號為STC89C516RD+。

優選地，所述施密特觸發器U100C的5管腳連接單片機U1的10管腳；所述單片機U1的2、3管腳分別連接所述電阻R34、R7的另一端，所述比較器U18C和U17C的輸出端分別連接單片機U1的8、9管腳。

優選地，所述開關閥控制模塊包括總線接口P5，總線接口P5的1管腳連接所述二極體D3的負極，4～10管腳連接繼電器電路，4管腳連接二極體D1的負極；所述光耦隔離電路連接單片機U1的32～37管腳。

優選地，所述通信模塊包括RS485通信電路，所述RS485電路連接單片機U1的12管腳，所述通信模塊還連接上位機系統。

本發明的有益效果是：本發明的電源模塊的反向放電電路，減少了電源斷電時的電感儲能而產生的負向電壓；限壓充電電路，有效的進行緩存，減少對電源的衝擊，二次濾波電路有效的降低輸入電源的紋波幹擾；共模扼流線圈CMI1，有效的減少輸入信號的交流共模幹擾；採用了穩壓晶片U12和續流濾波電路，可提高穩壓精度和轉換效率。減少了系統的發熱量；

溫度採集模塊使用橋式電路，能夠測量到細微的溫度變化，精確度高；差分放大電路既可以防止信號的共模幹擾，又可以防止由於傳感器短路出現的故障；採用單片機與積分電路連接，實現模擬量到數字量的轉換，簡化系統結構，節約設計成本，提高精確度；

頻率電壓轉換電路增加了施密特整形電路，有效的對輸入信號整形，提高了因輸入信號毛刺帶來的幹擾；採用了可調電阻Rx1、R5a的電路設計，可實現不同頻率的信號轉換；採用F/V轉換晶片U0與運算放大器U16BA相結合的方式實現了信號轉換的穩定性；輸出採用了帶濾波器的跟隨電路，即可濾除雜波，也可提高電路的驅動能力；

模擬量輸出電路的放大電路引入二極體D1既可以防止反接，更能讓信號達到10V，消除了二極體的導通壓降；輸出端加二極體D3，防止反向電動勢，保護電路安全，延長使用壽命；電壓電流轉換電路引入負反饋電路，可有效的降低負載對電路的影響；本發明可實現0～10V和0～20MA同時輸出，即可同時使用，也可獨立使用，增加了應用範圍。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明所述電源電路的電路圖；

圖3是本發明所述出水端溫度採集電路的電路圖；

圖4是本發明所述出水端溫度採集電路的電路圖；

圖5是本發明所述頻率電壓轉換電路的電路圖；

圖6是本發明所述模擬量輸出電路的電路圖；

圖7是本發明所述繼電器電路的電路圖；

圖8是本發明所述光耦隔離電路的電路圖；

圖9是本發明所述控制模塊的電路示意圖；

圖10是本發明所述通信電路的電路圖。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，並結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。

如圖1所示，本發明的一種中央空調的溫度採集電路，它包括電源模塊、溫度採集模塊、控制模塊、信號轉換模塊、開關閥門控制模塊和通信模塊，所述溫度採集模塊連接控制模塊，所述控制模塊還分別連接信號轉換模塊、開關閥控制模塊和通信模塊，所述信號轉換模塊還連接所述開關閥門控制模塊，所述電源模塊分別為所述溫度採集模塊、控制模塊、信號轉換模塊、開關閥門控制模塊和通信模塊供電。

溫度採集模塊採集到現場的溫度變換信號，輸出給所述控制模塊，控制模塊根據採集的溫度控制所述信號轉換模塊，所述信號轉換模塊輸出模擬量至所述開關閥門控制模塊，同時所述控制模塊驅動所述開關閥控制模塊，並接收開關閥控制模塊的反饋信號，所述通信模塊與上位機連接。

如圖2所示，所述電源模塊包括電源電路，所述電源電路包括分別產生24V驅動電源、5V數字電源和5V模擬電源的第一電源產生電路、第二電源產生電路和第三電源產生電路，所述電源電路依次經過第一電源產生電路、第二電源產生電路和第三電源產生電路分別產生24V、5V和5V電壓。

所述電源產生電路包括二次保護電路，所述第二電源產生電路包括開關電源轉換電路，所述第三電源產生電路包括濾波儲能電路。

所述二次保護電路包括第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路和第二濾波電路通過溫度變送器NTC1連接，所述第一濾波電路包括自恢復保險絲F1，所述自恢復保險絲F1的一端連接輸入電壓VIN，另一端連接二極體D6的正極，二極體D6的負極分別連接電阻R52和電容C16的一端和濾波電路CMI1的1管腳，電容C16的另一端接輸入電壓VSS，電阻R52的另一端連接二極體D5的負極，二極體D5的正極接輸入電壓VSS，所述濾波電路CMI1的4管腳接輸入電壓VSS，3管腳接地，2管腳分別連接電容C17、C18和溫度變送器NTC1的一端，所述電容C17的另一端分別連接電容C25的一端和輸入電壓VSS，電容C25的另一端接地，電容C18的另一端接地；所述第二濾波電路包括濾波電容C19～C21，所述溫度變送器NTC1的另一端分別連接電容C19～C21的一端和二極體D7的正極，電容C19～C21的另一端均接地，二極體D7的負極連接第二電源產生電路，二極體D7的負極輸出24V驅動電源。

所述第二電源產生電路包括穩壓晶片U12和電容C22，所述電容C22的一端分別連接所述二極體D7的負極和穩壓晶片U12的1管腳，電容C22的另一端接地，穩壓晶片U12的3、5管腳接地，2管腳分別連接電感L1的一端和二極體D9的負極，4管腳分別連接電感L1的另一端和電容C23的一端，電容C23的另一端連接二極體D9的正極，穩壓晶片U12的4管腳還連接第三電源產生電路，並輸出5V數字電源VCC。

所述第三電源產生電路包括電容C24和電感L2，所述電容C24的一端分別連接穩壓晶片U12的4管腳和電感L2的一端，電容C24的另一端分別連接二極體D9的正極和地，電感L2的另一端輸出5V模擬電壓VDD。

共模扼流線圈CMI1為濾波電路，對輸入電壓進行濾波，經溫度變送器NTC1後再濾波，產生穩定可靠的24V電源，穩壓晶片U12產生PWM電流，U12導通時，電流進入電感L1，電流在電感裡的變化有一個時間過程，在脈衝電流流過電感的作用下，有部分電能轉換成磁能，電流逐漸增大到一定時候，穩壓晶片U12內部的控制電路將電流關斷，此時二極體D9接替電流給電感L1續流，續流的電流是從C23的負端出發，經二極體D9、電感L1後流入電容C23的正端，電容C23的電壓變高，產生5V數字電源，再經電容C24和電感L2濾波儲能，產生5V模擬電源。

其中電阻R52和二極體D5構成反向放電電路，減少了電源斷電時的電感儲能而產生的負向電壓；溫度變送器NTC1的限壓充電電路，有效的進行緩存，減少對電源的衝擊，二次濾波電路有效的降低輸入電源的紋波幹擾；共模扼流線圈CMI1，有效的減少輸入信號的交流共模幹擾；採用了穩壓晶片U12和續流濾波電路，可提高穩壓精度和轉換效率。減少了系統的發熱量。

如圖3、4所示，所述溫度採集模塊包括溫度採集電路，所述溫度採集電路依次連接的橋式電路和積分A/D轉換電路。溫度採集電路為雙通道溫度採集電路，所述雙通道溫度採集電路包括出水端溫度採集電路和回水端溫度採集電路，所述出水端溫度採集電路包括依次連接的第一橋式電路和第一積分A/D轉換電路，所述回水端溫度採集電路包括依次連接的第二橋式電路和第二積分A/D轉換電路，所述溫度信號經溫度採集模塊輸入到所述控制模塊。

所述第一橋式電路包括溫度傳感器P2和電阻R2、R3、R6，所述第一積分A/D轉換電路包括運算放大器U18B,所述出水端溫度採集電路還包括第一差分放大電路和比較器U18C，所述第一差分放大電路包括運算放大器U18A和電阻R9、R10、R11、R16；所述第二橋式電路包括溫度傳感器P4和電阻R26、R27、電阻R32，所述第二積分A/D轉換電路包括運算放大器U17B,所述回水端溫度採集電路還包括第二差分放大電路和比較器U17C，所述第二差分放大電路包括運算放大器U17A和電阻R36、R37、R38、R42。

所述出水端溫度採集電路中，所述溫度傳感器P2的2管腳分別連接電阻R2、R10的一端，1管腳接地，電阻R2的另一端分別連接電阻R1、R3的一端，電阻R1的另一端接電源VDD，電阻R3的另一端分別連接電阻R4、R6的一端，電阻R6的另一端接地，電阻R4的另一端連接電位器P1的一固定端，電位器P1的另一固定端接電阻R5的一端，電位器P1的滑動端連接運算放大器U18A的反相輸入端，電阻R10的另一端分別連接電阻R9、R11和R16的一端，電阻R9的另一端接電源VDD，電阻R16的另一端接地，電阻R11的另一端接運算放大器U18A的同相輸入端，運算放大器U18A的輸出端分別連接電阻R7的一端和電阻R5的另一端，電阻R7的另一端分別連接電阻R8和電容C4的一端，電阻R7的另一端還連接所述控制模塊，電容C4的另一端接地，電阻R8的另一端分別連接電容C3的一端和運算放大器U18B的反相輸入端，運算放大器U18B的同相輸入端分別連接電阻R12、R13的一端，電阻R12的另一端接地，電阻R13的另一端分別連接電阻R14的一端和比較器U18C的同相輸入端，運算放大器U18B的輸出端分別連接電容C3的另一端和比較器U18C的反相輸入端，比較器U18C的4管腳分別連接電阻R14的另一端和電源VDD，11管腳接地，輸出端輸出信號至所述控制模塊。

所述出水端溫度採集電路中，所述溫度傳感器P4的2管腳分別連接電阻R26、R37的一端，1管腳接地，電阻R26的另一端分別連接電阻R20、R27的一端，電阻R20的另一端接電源VDD，電阻R27的另一端分別連接電阻R29、R32的一端，電阻R32的另一端接地，電阻R29的另一端連接電位器P3的一固定端，電位器P3的另一固定端接電阻R30的一端，電位器P3的滑動端連接運算放大器U17A的反相輸入端，電阻R37的另一端分別連接電阻R36、R38和R42的一端，電阻R36的另一端接電源VDD，電阻R42的另一端接地，電阻R38的另一端接運算放大器U17A的同相輸入端，運算放大器U17A的輸出端分別連接電阻R34的一端和電阻R30的另一端，電阻R34的另一端分別連接電阻R35和電容C9的一端，電阻R34的另一端還連接所述控制模塊，電容C9的另一端接地，電阻R35的另一端分別連接電容C8的一端和運算放大器U17B的反相輸入端，運算放大器U17B的同相輸入端分別連接電阻R39、R40的一端，電阻R39的另一端接地，電阻R40的另一端分別連接電阻R41的一端和比較器U17C的同相輸入端，運算放大器U17B的輸出端分別連接電容C8的另一端和比較器U17C的反相輸入端，比較器U17C的4管腳分別連接電阻R41的另一端和電源VDD，11管腳接地，輸出端輸出信號至所述控制模塊。

其中，使用橋式電路(第一橋式電路和第二橋式電路)測量溫度變化，可測量到細微的溫度變化，且測量範圍可調節；差分放大電路(第一差分放大電路和第二差分放大電路)既可以防止信號的共模幹擾，也可防止傳感器的斷線出現的故障。

所述溫度採集電路的工作原理(以出水端溫度採集電路為例)：溫度傳感器P2的輸入電壓經第一橋式電路和第一差分放大電路，所述第一差分放大電路的放大倍數可通過電位器P1調節，放大倍數為2～3倍，可根據現場信號調節也可作為校準使用。當P17輸出高電平1時，運算放大器U18B滿足V->V+，輸出為低電平0；經過一段時間t1後，置P17為高阻態，接入運算放大器U18A的輸出信號(其值介於5V～0V之間)，電容C3開始放電，運算放大器U18B輸出端電平抬高；經過t2後，置P17為低電平0，此時C3以斜率T2放電(T2>T1，T1為電容C3的固有放電斜率)；再經過t3時刻，當運算放大器U18B的輸出端電平上升至4/7VDD(比較器U18C的電平)時，比較器U18C的輸出端產生下跳變，即TCAP中斷。這就實現了電壓轉頻率(V/F)的變換。其中t3的值與輸入電壓成正比，通過測量脈寬時間可以得到所測量的溫度信號。

所述信號轉換模塊包括頻率電壓轉換電路和模擬量輸出電路，如圖5所示，所述頻率電壓轉換電路包括整形電路、F/V轉換晶片U0、放大電路和跟隨濾波電路，頻率信號由所述控制模塊輸出，依次經過所述整形電路、F/V轉換晶片U0、放大電路和跟隨濾波電路，輸出至所述模擬量輸出電路。所述整形電路包括施密特觸發器U100C，所述放大電路包括運算放大器U16A，所述跟隨濾波電路包括運算放大器U16B。

所述施密特觸發器U0的5管腳連接所述控制模塊，6管腳連接電阻R100的一端，電阻R100的另一端連接電容C4的一端，電容C4的另一端分別連接電阻R2a的一端和F/V轉換晶片U0的6管腳，電阻R2a的另一端分別連接電阻R1a、Rt1的一端和電源VDD，，電阻R1a的另一端分別連接電阻Rx1的一端和F/V轉換晶片U0的7管腳，F/V轉換晶片U0的8管腳接電源VDD，2管腳通過串聯電阻R4a、R5x接地，5管腳分別連接電阻Rt1的另一端和電容C2的一端，6管腳連接電阻R101的一端，電容C2的另一端接地，電阻R101的另一端分別連接電容C5、電容C1、電阻R3a的一端和運算放大器U16A的反相輸入端，電容C5的另一端接地，運算放大器U16A的同相輸入端接地，電阻R3a的另一端連接電阻Rf1的一端，電阻Rf1的另一端分別連接電容C1的另一端和運算放大器U16A的輸出端，運算放大器U16A的輸出端還連接運算放大器U16B的同相輸入端，運算放大器U16B的反相輸入端分別連接電容C100和電阻R102的一端，運算放大器U16B的輸出端分別連接電容C100和電阻R102的另一端和電容C105、電阻R103的一端，電容C105的另一端接地，電容R103的另一端接所述模擬量輸出電路。

所述頻率信號轉換電路的工作原理：單片機U0的輸出端通過施密特觸發器U100C對信號進行整形，通過信號濾波電阻R1a、R2a、Rx1，耦合電容C4對信號進行電容隔離。其中F/V轉換晶片U0的1管腳接運算放大器U16A構成濾波電路。輸入脈衝頻率fi經過電容C4接到F/V轉換晶片U0內部的電壓比較器閾值端上，脈衝的下降沿使輸入比較器觸發定時電路，F/V轉換晶片U0的1管腳流出的平均電流經運算放大器U16A後實現雙極點濾波，得到與輸入頻率成正比的直流電壓，通過由R16B構成的跟隨濾波器實現消除信號的幹擾的雜波。

其中施密特整形電路，有效的對輸入信號整形，提高了因輸入信號毛刺帶來的幹擾；採用了可調電阻Rx1、R5a的電路設計，可實現不同頻率的信號轉換；採用F/V轉換晶片U0與運算放大器U16BA相結合的方式實現了信號轉換的穩定性；輸出採用了帶濾波器的跟隨電路，即可濾除雜波，也可提高電路的驅動能力。

如圖6所示，所述模擬信號輸出電路包括放大電路和電壓電流轉換電路，電壓信號由所述頻率電壓轉換電路輸出，依次經過放大電路和電壓電流轉換電路，輸出至所述開關閥門控制模塊。

所述模擬量輸出電路還包括電阻R24，電阻R24的一端連接所述頻率電壓轉換電路，電阻R24的另一端連接運算放大器M1B的同相輸入端，運算放大器M1B的反相輸入端分別連接電阻R21、R17的一端，電阻R21的另一端接地，電阻R17的另一端連接電阻R18的一端,電阻R18的另一端分別連接二極體D1、D2的負極和電阻R23的一端，二極體D2的正極連接運算放大器M1B的輸出端，二極體D1的正極接地，電阻R23的另一端分別連接電阻R25、R28的一端，電阻R28的另一端接地，電阻R25的另一端分別連接電阻R33的一端和運算放大器M1A的同相輸入端，運算放大器M1A的反相輸入端分別連接電阻R22、R15的一端，電阻R22的另一端接地，電阻R15的另一端分別連接電阻R19的一端和三極體Q1的發射極，運算放大器M1A的輸出端分別連接電阻R19的另一端和三極體Q1的基極，三極體Q1的集電極接24V電壓，三極體Q1的發射極還連接電阻R31的一端，電阻R31的另一端分別連接電阻R33的另一端和二極體D3的正極，二極體D3的負極連接二極體D4的負極，二極體D4的正極接地，二極體D3的負極輸出信號至所述開關閥門控制模塊。

所述頻率電壓轉換電路輸出的直流電壓DA1經同相比例運算放大到0～10V，其中比例係數為1+(R17+R18)/R21，開關二極體D1具有防反接保護作用。二極體D2防止控制設備帶來的反向電壓對電路側衝擊。電壓電流轉換電路由運算放大器M1A對三極體Q1提供電流驅動輸入，並通過電阻R15實現反饋，提高了帶載能力。二極體D3為輸出保護二極體，防止電流倒灌。二極體D4是放電二極體。輸出信號輸送至開關閥門控制模塊，實現對閥門的模擬量控制。

模擬量輸出電路的放大電路引入二極體D1既可以防止反接，更能讓信號達到10V，消除了二極體的導通壓降；輸出端加二極體D3，防止反向電動勢，保護電路安全，延長使用壽命；電壓電流轉換電路引入負反饋電阻R15，可有效的降低負載對電路的影響；本發明可實現0～10V和0～20MA同時輸出，即可同時使用，也可獨立使用，增加了應用範圍。

如圖7所示，所述繼電器電路連接所述驅動電路，所述驅動電路包括驅動晶片U7，型號為ULN2003L，所述繼電器電路包括繼電器K1～K6，所述繼電器K1～K6分別連接驅動晶片U7的16、15、14、12、11、10管腳。驅動晶片U7的IN1～IN7埠外接控制模塊的A埠，當接收到控制模塊的指令後，ULN2003L的輸出埠驅動繼電器進行相應動作，再通過繼電器電路控制現場閥門的開關量，實現了流量的自動調節。

如圖8所示，所述光耦隔離電路包括雙向光耦U3、U4、U6、U8、U9和U11，如圖9所示，所述控制模塊包括單片機U1，型號為STC89C516RD+，其AD埠(AD0～AD7)外接光耦隔離電路；埠A(A0～A7)外接驅動電路控制現場閥門；P10、P12、P14管腳外接時鐘晶片U2，U2的型號為SD2000API。單片機U1的P32、P33管腳外接溫度採集模塊，採集處理出水溫度和回水溫度之間的差值；P36管腳外接RS485通信電路的使能端，將數據上傳控制中心；RST管腳為復位引腳，外接復位晶片U10，來實現其復位功能，其中復位晶片U10的型號為MAX813；XTAL1、XTAL2管腳外接振蕩電路為CPU提供時鐘振蕩頻率，所述施密特觸發器U100C的5管腳連接單片機U1的10管腳；所述單片機U1的2、3管腳分別連接所述電阻R34、R7的另一端，所述比較器U18C和U17C的輸出端分別連接單片機U1的8、9管腳。所述開關閥控制模塊包括總線接口P5，總線接口P5的1管腳連接所述二極體D3的負極，4～10管腳連接繼電器電路，4管腳連接二極體D1的負極；所述光耦隔離電路連接單片機U1的32～37管腳。所述光耦隔離電路主要作用為使被隔離的兩部分電路之間沒有電的直接連接，防止產生幹擾。所述光耦隔離電路的一端接現場閥門，一端接單片機U1的AD埠。當現場閥門接收控制指令開關到指定大小後，光耦隔離電路便將現場閥門的狀態信號反映給所述單片機U1。

如圖10所示，所述通信模塊包括RS485通信電路，所述RS485電路連接單片機U1的12管腳，所述通信模塊還連接上位機系統。RS485電路連接控制模塊與控制中心，實現兩者間的雙向傳輸。RS485電路是將信號轉成了差分進行傳輸，其中RS485通信晶片的2、3腳為通信的使能端，低電平收數據，高電平發數據，外接單片機的P36引腳；1、4腳接單片機的RXD、TXD引腳；F2、F3，D8、D10起保護作用，R53、R54分別為上拉電阻和下拉電阻。

本發明所述分區控制器應用與中央空調系統，供熱系統的支路分區控制系統，控制器首先採集系統控制區域的出水管道、回水管道的溫度。並根據採集的溫度值經控制模塊，得到閥門控制參數，通過控制PWM輸出經頻率電壓轉換後轉換成模擬量信號，經放大電路轉出成標準的0～10V信號進行輸出。再次通過電壓電流轉換電路，變換成0～20MA控制現場的調節閥門。同時控制驅動電路打開繼電器，控制開關閥門，開關閥門開到位、或關到位後信號反饋到控制模塊，控制模塊帶有通信接口，可通過通信總線與中央空調主控制器通信。接受發送指令和設置數據。

以上所述只是本發明的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發明的保護範圍。