一種智能模塊化控制系統及其控制方法與流程
2023-04-27 14:01:41 3
本發明屬於智能模塊化控制系統領域，尤其涉及一種智能模塊化控制系統及其控制方法。
背景技術：
現有技術中的智能模塊化控制系統包括一個壓縮機、風機和冷凝器，為一體化設置，一旦開啟，上述各部件同時開啟工作，在工業環境中，比如冷庫常常設置有多臺智能模塊化控制系統，根據環境溫度，人工決定是否開啟以及開啟的數量，由於一體化的設置，開啟的智能模塊化控制系統的壓縮機、風機和冷凝器會同時開啟，因而會造成資源浪費。而且壓縮機的類型有多種，但對於一個智能模塊化控制系統來講，其設置的壓縮機類型已經固定，因此也無法隨意變換壓縮機的類型。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種智能模塊化控制系統及其控制方法，以通過模塊化的結構，實現根據需要決定壓縮機是否開啟以及開啟的數量，達到隨意調配和節能的效果，解決現有技術中一體化造成的無法隨意調配、耗能等問題。
本發明一方面提供了一種智能模塊化控制系統，包括控制模塊以及通過管路連接的至少一臺壓縮機、至少一颱風機和至少一臺冷凝器，所述控制模塊包括主控模塊以及分別與所述主控模塊連接的風機控制模塊和壓縮機控制模塊；
其中所述風機控制模塊，用於根據所述風機所處環境的狀態控制所述風機的啟閉；
所述主控模塊，用於控制所述冷凝器的啟閉並根據接收的數據信息決定所述壓縮機的啟閉。
優選的，所述壓縮機的數量至少為兩臺且所有所述壓縮機並聯，所述主控 模塊用於控制所述壓縮機開啟的數量；所述風機的數量為至少為兩臺且所有所述風機並聯。
優選的，所述主控模塊用於在所述智能模塊化控制系統包括冷凝出口溫度傳感器和/或高壓壓力傳感器時，開啟冷凝器並在判斷到滿足預設條件後控制開啟所述壓縮機；
所述主控模塊還用於在所述智能模塊化控制系統不包括冷凝出口溫度傳感器和高壓壓力傳感器且判斷到滿足預設條件後控制開啟所述壓縮機並同時控制開啟所述冷凝器。
優選的，若所述壓縮機為一臺，則所述主控模塊用於在判斷到滿足壓縮機開啟壓力時，繼續判斷所述壓縮機控制模塊是否正常，若正常，則發送壓縮機控制模塊啟動信號；
所述壓縮機控制模塊根據所述壓縮機控制模塊啟動信號開啟並開啟所述壓縮機。
優選的，若所述壓縮機為至少兩臺，所述主控模塊用於檢測所述壓縮機的狀態數據，所述狀態數據為低壓壓力和/或溫度，
若所述低壓壓力在加載區，則所述主控模塊用於依次開啟所述壓縮機直至檢測到所述低壓壓力不在加載區為止；
若所述低壓壓力在維持區，則所述主控模塊用於再次檢測所述壓縮機的狀態數據；
若所述低壓壓力在卸載區，則所述主控模塊用於依次關閉所述壓縮機至最後一臺，直至檢測到所述低壓壓力不在卸載區為止；
若所述低壓壓力在急停區，則所述主控模塊用於關閉所有所述壓縮機。
優選的，所述主控模塊還用於根據所述壓縮機的累計工作時間決定所述壓縮機的開啟順序。
優選的，所述風機控制模塊包括至少兩個風機控制子模塊，所有所述風機控制子模塊通過自身設置的具有兩個接口的RS485模塊並聯；
和/或；
所述壓縮機控制模塊包括至少兩個壓縮機控制子模塊，所有所述壓縮機控制子模塊通過自身設置的具有兩個接口的RS485模塊並聯。
本發明實施例再一方面還提供一種智能模塊化控制系統的控制方法，應用在上述的智能模塊化控制系統中，所述控制方法包括：
所述風機控制模塊根據所述風機所處環境的狀態控制所述風機的啟閉；
所述主控模塊控制所述冷凝器的啟閉並根據接收的數據信息決定所述壓縮機的啟閉。
優選的，所述壓縮機的數量至少為兩臺且所有所述壓縮機並聯，所述主控模塊控制所述壓縮機開啟的數量；所述風機的數量為至少為兩臺且所有所述風機並聯。
優選的，所述主控模塊在所述智能模塊化控制系統包括冷凝出口溫度傳感器和/或高壓壓力傳感器時，開啟冷凝器並在判斷到滿足預設條件後控制開啟所述壓縮機；
所述主控模塊在所述智能模塊化控制系統不包括冷凝出口溫度傳感器和高壓壓力傳感器且判斷到滿足預設條件後控制開啟所述壓縮機並同時控制開啟所述冷凝器。
優選的，若所述壓縮機為一臺，則所述主控模塊在判斷到滿足壓縮機開啟壓力時，繼續判斷所述壓縮機控制模塊是否正常，若正常，則發送壓縮機控制模塊啟動信號；
所述壓縮機控制模塊根據所述壓縮機控制模塊啟動信號開啟並開啟所述壓縮機。
優選的，若所述壓縮機為至少兩臺，所述主控模塊檢測所述壓縮機的狀態數據，所述狀態數據為低壓壓力和/或溫度，
若所述低壓壓力在加載區，則所述主控模塊依次開啟所述壓縮機直至檢測到所述低壓壓力不在加載區為止；
若所述低壓壓力在維持區，則所述主控模塊再次檢測所述壓縮機的狀態數據；
若所述低壓壓力在卸載區，則所述主控模塊用於依次關閉所述壓縮機至最後一臺，直至檢測到所述低壓壓力不在卸載區為止；
若所述低壓壓力在急停區，則所述主控模塊用於關閉所有所述壓縮機。
優選的，所述主控模塊根據所述壓縮機的累計工作時間決定所述壓縮機的開啟順序。
根據本發明實施例，實現了壓縮機、風機以及冷凝器的模塊化設置，並可根據環境狀態自動決定壓縮機的開啟和開啟數量等，達到了隨意調配和節能的效果，解決了現有技術中一體化造成的無法隨意調配、耗能等問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明智能模塊化控制系統結構示意圖；
圖2是本發明智能模塊化控制系統控制模塊結構圖；
圖3是本發明實施例提供的一種具體的智能模塊化控制系統的管路連接圖；
圖4是本發明主控模塊開機上電示意圖；
圖5是本發明實施例提供的主控模塊報警示意圖；
圖6A-F是本發明主控模塊控制冷凝器示意圖；
圖7是本發明主控模塊控制壓縮機示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本 申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。
本發明實施例提供一種智能模塊化控制系統，如圖1所示，該智能模塊化控制系統包括控制模塊和以及通過管路連接的至少一臺壓縮機2、至少一颱風機3和至少一臺冷凝器4。其中控制模塊包括主控模塊11以及分別與主控模塊11連接的風機控制模塊12和壓縮機控制模塊13。
其中風機控制模塊12，用於根據風機3所處環境的狀態控制風機3的啟閉。該環境比如可以是低壓壓力、高壓壓力等。
主控模塊11，用於控制冷凝器4的啟閉並根據接收的數據信息決定壓縮機2的啟閉。
如圖1所示，上述風機3和壓縮機2可以分別都是多臺(圖1中為三臺)，且壓縮機2間採用並聯的方式與冷凝器4連接，同樣風機3之間也採用並聯的方式連接在冷凝器4上。
在本發明的一個具體實施例中，風機控制模塊的數量可以與風機數量一一對應，壓縮機控制模塊的數量可以與壓縮機的數量一一對應，且本發明中壓縮機和風機的數量可以不相同。作為主控模塊，其可以只設置一個進行控制。
在本發明的具體實施例中，結合具體環境，主控模塊的晶片可以與冷凝器集成在一起，壓縮機控制模塊的晶片可以與對應的壓縮機集成在一起，而風機控制模塊的晶片可以與對應的風機集成在一起。
如圖2所示，為本發明中主控模塊21、風機控制模塊22以及壓縮機控制模塊23之間的連接示意圖。其中，風機控制模塊22通過並聯的方式連接在主控模塊21的控制線上，壓縮機控制模塊23通過並聯的方式連接在主控模塊21的控制線上。每個風機控制模塊22內設有一RS485，且該RS485具有兩個對外的接口，通過這兩個接口避免了在主控線上添設風機控制模塊時需要對原先布 置的主控線進行處理，而是可以直接連接到上一風機控制模塊22的RS485的一個接口上。基於同樣的原理，每個壓縮機控制模塊23內也設有一RS485，且該RS485具有兩個對外的接口。需要說明的是，圖2中每個風機控制模塊或壓縮機控制模塊內實際為一個RS485。
圖3示出了智能模塊化控制系統的冷凝器31、壓縮機32以及風機33的管路連接圖，通過圖3可以看出，壓縮機32並聯後與冷凝器31連接，風機33也並聯於冷凝器31，且管路上還設有高壓壓力傳感器、低壓壓力傳感器、四通閥、冷凝出口溫度傳感器、冷凝器翅片溫度傳感器等結構。需要說明的是，在具體實施例中，智能模塊化控制系統可以不包含高壓壓力傳感器、低壓壓力傳感器、以及冷凝出口溫度傳感器等結構。後續將會對不同結構的智能模塊化控制系統的控制方法進行描述。另外，上述冷凝器可以包含冷凝風機，或是包含水泵，又或是同時包含冷凝風機和水泵，以對應多種製冷方式。
如圖4-7所示，為本發明的主控模塊的控制邏輯示意圖。
如圖4所示，為主控模塊上電開啟方法示意圖，包括：
S11、上電後，檢測相序是否正常；如不正常，進入步驟S12，如正常，轉入步驟S13；
S12、報警，進入步驟S14；
S14、重新上電消除告警或關機消除告警；
S13、判斷是否有低壓壓力傳感器，如有進入步驟S15，如無則進入步驟S16；
S15、判斷是否有外部開機信號；如有，則進入步驟S17,如無則重複步驟S15；
S17判斷低壓壓力是否高於設定值，若是，則進入步驟S18；
S16、判斷是否有外部開機信號；如有，則進入步驟S18,如無則重複步驟S16；
S18、生成開啟信號。
上述外部開機信號由風機控制模塊在風機開啟後發送，多風機時，電磁閥 信號並聯。
圖5示出了主控模塊告警檢測示意圖，從圖5看到，分別檢測是否有高壓保護、低壓保護以及檢測風機電流是否過載，如存在保護情形，則停機。
圖6A-F示出了主控模塊開啟後判斷是否需要開啟壓縮機即是否發出壓縮機開啟信號的示意圖，從圖看到，需要首先判斷智能模塊化控制系統是否包括冷凝出口溫度傳感器和/或高壓壓力傳感器，如不包含，則所述主控模塊生成開啟壓縮機的信號並同時控制開啟所述冷凝器。如包含至少其中之一，則開啟冷凝器並在判斷到滿足預設條件後生成開啟壓縮機的信號。需要說明的是，此處的開啟壓縮機信號可以視為一個預開信號，是否真正開啟以及開啟數量還需要進行進一步的判斷(見圖7)。
關於冷凝器的開啟，圖6示出了在有冷凝出口溫度傳感器的情形下的具體步驟，圖6中分蒸發冷、水冷、風冷定速、風冷調速、風冷調速+定速5種情形進行了介紹。在開啟冷凝器後，滿足預設條件時如延時3秒或水流開關閉合，則生成開啟壓縮機的信號。
圖7示出了在生成開啟壓縮機的信號後，區分壓縮機的數量以及低壓壓力(或溫度)的範圍決定壓縮機是否真正開啟以及開啟數量：
若所述壓縮機為一臺，則所述主控模塊在判斷到滿足壓縮機開啟壓力時，繼續判斷所述壓縮機控制模塊是否正常，若正常，則發送壓縮機控制模塊啟動信號。
繼而壓縮機控制模塊可根據所述壓縮機控制模塊啟動信號開啟並開啟所述壓縮機。
有多臺壓縮機的情形下：
若所述低壓壓力在加載區，則所述主控模塊依次開啟所述壓縮機直至檢測到所述低壓壓力不在加載區為止；若所述低壓壓力在維持區，則所述主控模塊再次檢測所述壓縮機的狀態數據；在該開啟過程中，可在判斷滿足壓縮機開啟間隔時，進行下一臺的開啟。
若所述低壓壓力在卸載區，則所述主控模塊用於依次關閉所述壓縮機至最後一臺，直至檢測到所述低壓壓力不在卸載區為止；可在判斷滿足壓縮機關閉間隔時，進行下一臺的關閉。
若所述低壓壓力在急停區，則所述主控模塊用於關閉所有所述壓縮機。
在上述介紹中，如要連續開啟多臺壓縮機，則可按照壓縮機的開啟順序，如根據壓縮機的累計工作時間決定開啟順序，累計工作時間越長，則順序越靠後。
本發明中，主控模塊還可識別壓縮機的類型，並可根據需要，決定要開啟的壓縮機的類型。
以上為本發明的實施例介紹，基於上述方案，本發明中將風機、壓縮機、冷凝器作了模塊化的劃分，使得風機的開啟不必壓縮機同時開啟，而是可以根據當前環境條件決定是否開啟以及開啟數量，起到了節能的效果，而且進一步的還可以根據壓縮機的工作情況如工作時間決定開啟順序，延長了設備使用壽命。
在20世紀90年代，對於一個技術的改進可以很明顯地區分是硬體上的改進(例如，對二極體、電晶體、開關等電路結構的改進)還是軟體上的改進(對於方法流程的改進)。然而，隨著技術的發展，當今的很多方法流程的改進已經可以視為硬體電路結構的直接改進。設計人員幾乎都通過將改進的方法流程編程到硬體電路中來得到相應的硬體電路結構。因此，不能說一個方法流程的改進就不能用硬體實體模塊來實現。例如，可編程邏輯器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是這樣一種集成電路，其邏輯功能由用戶對器件編程來確定。由設計人員自行編程來把一個數字系統「集成」在一片PLD上，而不需要請晶片製造廠商來設計和製作專用的集成電路晶片2。而且，如今，取代手工地製作集 成電路晶片，這種編程也多半改用「邏輯編譯器(logic compiler)」軟體來實現，它與程序開發撰寫時所用的軟體編譯器相類似，而要編譯之前的原始代碼也得用特定的程式語言來撰寫，此稱之為硬體描述語言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也並非僅有一種，而是有許多種，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)與Verilog2。本領域技術人員也應該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬體描述語言稍作邏輯編程並編程到集成電路中，就可以很容易得到實現該邏輯方法流程的硬體電路。
控制模塊可以按任何適當的方式實現，例如，控制模塊可以採取例如微處理器或處理器以及存儲可由該(微)處理器執行的計算機可讀程序代碼(例如軟體或固件)的計算機可讀介質、邏輯門、開關、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可編程邏輯控制模塊和嵌入微控制模塊的形式，控制模塊的例子包括但不限於以下微控制模塊：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存儲器控制模塊還可以被實現為存儲器的控制邏輯的一部分。
本發明智能模塊化控制系統主要是指大型系統中的智能模塊化控制系統，但本發明並不對此做具體限制。
本領域技術人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現控制模塊以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制模塊以邏輯門、開關、專用集成電路、可編程邏輯控制模塊和嵌入微控制模塊等的形式來實現相同功能。因此這種控制模塊可以被認為是一種硬體部件，而對其內包括的用於實現各種功能的裝置也可以視為硬體部件內的結構。或者甚至，可以將用於實現各 種功能的裝置視為既可以是實現方法的軟體模塊又可以是硬體部件內的結構。
上述實施例闡明的系統、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機晶片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。
為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。
通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網絡接口和內存。該計算機軟體產品可以包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。該計算機軟體產品可以存儲在內存中，內存可能包括計算機可讀介質中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(RAM)和/或非易失性內存等形式，如只讀存儲器(ROM)或快閃記憶體(flash RAM)。內存是計算機可讀介質的示例。計算機可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數據結構、程序的模塊或其他數據。計算機的存儲介質的例子包括，但不限於相變內存(PRAM)、靜態隨機存取存儲器(SRAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內存技術、只讀光碟只讀存儲器(CD-ROM)、數字多功能光碟(DVD)或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁碟存儲或其他磁性存儲設備或任何其他非傳輸介質，可用於存儲可以被計算設備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質不包括短暫電腦可讀媒體(transitory media)，如調製的數據信號和載波。
本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。 尤其，對於系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
本申請可用於眾多通用或專用的計算機系統環境或配置中。例如：個人計算機、伺服器計算機、手持設備或可攜式設備、平板型設備、多處理器系統、基於微處理器的系統、置頂盒、可編程的消費電子設備、網絡PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統或設備的分布式計算環境等等。
本申請可以在由計算機執行的計算機可執行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構等等。也可以在分布式計算環境中實踐本申請，在這些分布式計算環境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可以位於包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。
雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。