一种空调系统控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调控制技术领域，具体地说，涉及一种应用于高速列车上的空调系统控制装置。
【背景技术】
[0002]现有的高速动车组采用全封闭设计，空调系统用于调节车厢的空气环境，是高速动车组的重要系统之一。空调控制装置是空调系统的控制核心，其用于实现空调系统的运行控制、故障保护及外部通信等功能，其产品品质直接决定空调系统的优劣。
[0003]现有的高速动车组空调控制装置，采用的是相对比较落后的控制技术。该控制技术工作主频较低，硬件复杂度高，实时性不好，可靠性和可维护性相对较差。由于其采用的控制芯片是早些年生产的产品，单个控制芯片的运算及接口能力比较有限。产品需要利用多颗控制芯片(CPU1、CPU2、CPU3、CPU4......)和对应的逻辑控制芯片(CPLD1、CPLD2......)、
存储芯片(双口 RAM1、双口 RAM2、双口 RAM3……)协同处理才能实现比较复杂的逻辑控制功能，因此被迫采用了如图1所示的架构。该构架具有较高的硬件复杂度，降低了产品的可靠性，增加了产品维护难度。
[0004]如果采用国外引进的高速动车组空调控制装置，国外的供应商并未转让空调控制装置等空调系统核心部件的相关技术，中方不具备对空调控制装置进行硬件维护及软件改进的能力。没有掌握空调系统的核心控制技术，则在产品应用过程中，严重受制于外方，再加上相关配件价格比较昂贵，给空调系统的运行和维护带来了诸多问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种空调系统控制装置用以解决现有空调控制装置硬件复杂度高、产品可靠性差和维护难度大的问题。
[0006]根据本发明的一个实施例，提供了一种空调系统控制装置，包括:
[0007]输入单元，其用于将外部温度信号转换为电压信号；
[0008]第一处理单元，其用于接收空调系统运行状态信息和所述输入单元输出的电压信号，并基于所述运行状态信息和所述电压信号产生控制信号；
[0009]执行单元，其基于所述控制信号来实现对空调系统的控制，
[0010]其中，所述装置还包括第二处理单元，用以协助所述第一处理单元完成通信及对时功能，所述输入单元还采集所述运行状态信息并将该信息输送给所述第一处理单元。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述第一处理单元包括第一处理器，所述第二处理单元包括第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器之间通过双口 RAM进行通信。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述第二处理单元还包括与所述第二处理器连接的电流环电路，用以实现所述第二处理器与外部设备的通信，所述电流环电路包括输入支路和输出支路，所述输入支路和输出支路均包括与所述第二处理器依次连接的逻辑门、光耦电路和电流环保护电路。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述第二处理单元还包括作为冗余支路的RS-485转换电路，所述转换电路用以在所述电流环电路发生故障时实现所述第二处理器与外部设备的通信，所述RS-485转换电路包括与所述第二处理器连接的光耦电路及在所述光耦电路之后依次连接的RS-485收发器及RS-485保护电路。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述第二处理单元还包括与所述第二处理器连接的实时时钟电路，所述第二处理器基于所述实时时钟电路实现时间信息存储和读取功能。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述输入单元包括电桥电路和放大电路，外部温度信号经所述电桥电路输出给所述放大电路并经该放大电路放大后输出给所述第一处理器。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述输入单元还包括过压保护电路，所述过压保护电路位于所述放大电路与所述第一处理单元之间，用以控制输入到所述第一处理器的电压在限定范围。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述输入单元还包括数字量输入电路，用以采集所述运行状态信息，所述数字量输入电路包括与外部设备连接的电阻网络以及与所述电阻网络依次连接的保护电路、光耦电路、逻辑门、总线缓冲电路，所述总线缓冲电路通过并行总线与所述第一处理器连接。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述执行单元包括与所述第一处理器、所述第二处理器、所述双口 RAM和所述数字量输入电路分别连接的可编程逻辑器件，以及与所述可编程逻辑器件和所述第一处理器分别连接的数字量输出电路和扩展电路，所述数字量输出电路和所述扩展电路通过所述并行总线与所述第一处理器连接。
[0019]根据本发明的一个实施例，所述数字量输出电路包括分别与所述第一处理器和所述可编程逻辑器件连接的锁存器以及与所述锁存器依次连接的逻辑门、晶体管和继电器，所述继电器与外部设备连接。
[0020]根据本发明的一个实施例，所述第一处理器和所述第二处理器各通过一个RS-485转换电路与维护设备连接来实现软件升级，所述RS-485转换电路包括与所述第二处理器或所述第一处理器连接的光耦电路及在所述光耦电路之后依次连接的RS-485收发器及RS-485保护电路。
[0021]根据本发明的一个实施例，所述第一处理器和所述第二处理器分别连接监控电路，所述监控电路用以在供电电压异常及程序运行异常时实现对所述第一处理器和/或所述第二处理器的复位。
[0022]本发明带来了以下有益效果:
[0023]本发明采用较为精简的双核硬件架构实现了较为复杂的空调控制及保护功能，具有较高的可靠性和较好的可维护性。本发明采用完全自主的高速动车组空调系统核心控制技术，可以降低高速动车组制造成本，有利于提升高速动车组空调系统信息化设计水平和提高高速动车组空调系统的国产化率。
[0024]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:
[0026]图1是一种现有的空调系统控制结构示意图；
[0027]图2是根据本发明的一个实施例的一种空调系统控制装置的系统结构示意图；
[0028]图3是根据本发明的一个实施例的电流环电路结构示意图；
[0029]图4是根据本发明的一个实施例的RS-485转换电路结构示意图；
[0030]图5是根据本发明的一个实施例的输入电路结构示意图；
[0031]图6是根据本发明的一个实施例的数字量输入电路结构示意图；
[0032]图7是根据本发明的一个实施例的数字量输出电路结构示意图；
[0033]图8是根据本发明的一个实施例的空调系统控制装置的电路结构示意图；
[0034]图9是根据本发明的一个实施例的空调系统控制装置的制冷运行方式示意图；以及
[0035]图10是根据本发明的一个实施例的空调系统控制装置的制热运行方式示意图。
【具体实施方式】
[0036]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0037]如图2所示为根据本发明的一个实施例的空调系统控制装置的结构示意图。以下参考图2来对本发明所述的控制装置进行详细说明。
[0038]如图2所示，该空调系统控制装置包括输入单元、第一处理单元、第二处理单元和执行单元。其中，输入单元用于将外部温度信号转换为所需的电压信号后输出。第一处理单元与输入单元连接并接收输入单元输出的电压信号。同时，输入单元还采集空调系统的运行状态信息，并将该信息输出给第一处理单元。第一处理单元将输入单元输入的电压信号和空调系统的运行状态信号处理后产生控制信号，并输出给执行单元来实现对空调系统的控制。第二处理单元与第一处理单元连接并协助第一处理单元完成