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基于ARM7 SoC芯片的空调节能多工况分区及专家控制系统的实现




关键词:
空调技术对空气的处理过程具有很强的季节性,一年中至少可分为冬季、过渡季和夏季三个季节。由于季节不同,工况不同,空调过程也不同。本文介绍了以ARM7 SoC为核心构成多功能现场控制器,运行uClinux嵌入式操作系统,实现任务调度。其目的是为了使空调系统的运行与调节在保证满足功能指标(如舒适度)的情况下,尽量节约能源和安全运行。空调微机控制系统结构如图1所示。

1  系统硬件结构
  系统硬件结构如图2所示。图中,微控制器采用AT91M55800A系列的ARM7 SoC芯片;I/O接口用来连接各种外部报警信号、限位开关和风机开关命令等;A/D接口用来连接温、湿度传感器的测量信号;D/A接口用来连接风阀开度信号等;显示器及键盘是人机接口界面。

2  多工况分区的实现
2.1 多工况分区的划分
  多工况分区是空调节能优化控制的关键技术之一。在满足使用要求的前提下,使空调系统运行在最佳节能工况是工况分区的目的。怎样使工况合理分区并使系统自动运行在最佳工况,则是基于单片机的空调控制器实现节能优化的主要任务。
  节能分区由6个主体工况和2个附加工况(1个算法工况、1个启停工况)组成。6个主体工况对应节能多工况分区的6大分区;当某个主体工况需要算法调节时,调用算法工况;当需要启动机组或停止运行时,则调用启停工况。
2.2 主体工况
  主体6个工况是节能多工况简化分区的主要工况。全年连续运行的舒适性空调大部分时间都运行在此工况。所以对其划分的正确与否,不仅关系到系统能否正确调节,而且关系到系统能否可靠运行。主体工程全年划分为6大区:1区、2区、3区、4区、5区、6区,分别对应冬季、冬春、过渡季1、过渡季2、夏秋、夏季,如表1所示。

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