专利名称：一种空调器用变频控制器智能检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能检测系统，特别涉及一种采用模拟空调制冷系统的空 调器用变频控制器智能检测系统。
背景技术：
当前空调器发展的趋势是节能、环保、智能控制。变频空调器以其卓越的节能 性、良好的舒适性、高精度的温度控制等优点引起了国内外学术界和制冷行业界的 高度重视，同时也迎合了消费者对生活和工作环境舒适性的更高要求。在变频空调 器的研究和开发过程中，变频控制器控制性能的好坏、与空调器配合的情况成为国 内空调器厂与控制器厂共同关心的问题。因此，变频空调控制器测试系统的出现提 供了一个检测变频空调性能的测试手段，通过它，可以得到整个变频空调系统的性 能，可以为变频空调生产厂商提供一种检测方式。对国内变频空调的发展可以起到 很大的作用。除此以外，变频控制器测试系统也可以用于工业自动化变频控制器的 检测。目前，市场上还没有一种专门用于变频空调测试的装置，主要是由各个空调生 产厂商自己进行的内部测试，没有形成统一的测试标准。但是，与此相关的电子技 术以及计算机技术已经相当成熟，只是还没有针对这一具体运用进行开发和设计， 针对现在的这种状况和变频空调发展的趋势，结合电子技术、计算机技术和空调控 制技术等设计的变频控制器测试系统具有较强的针对性和实用性。发明内容本实用新型的目的在于，通过提供一种空调器用变频控制器智能检测系统，以 解决目前变频空调控制器研制和开发过程中的性能测试的环节中存在的问题，设计 开发出一种针对变频控制器的集测试、分析、评价等功能于一身的智能测试系统。 本实用新型是设计思路如下本实用新型将检测装置模拟为在制冷系统中运行的风扇、压縮机和空调器，变 频控制器作为控制器通过控制压縮机的转速、风扇的开停以及制冷系统中一些阀门 的开关来达到控制空调器的目的。变频控制器只有得知压縮机是否过热、制冷系统内各处的温度，这样变频控制器才能知道应如何进行控制，如升频、降频，控制风 扇快或慢等。而这些都是需要通过传感器才能使变频控制传感器得到相应的信息，做出相应的控制。因此，测试系统就是要对受控对象一风扇、压縮机和空调器甚至包括传感器 进狞模拟，用我们的测试系统替代制冷系统中实际运行的装置。测试系统实际上起 到了一个受控对象和传感器的作用。本实用新型是采用以下技术手段实现的一种空调器用变频控制器智能检测系统，包括变频控制器及其输出装置；其特 征在于所述的智能检测系统由完成对变频控制器输出信息测试的下位机和与其连 接的上位机组成；所述的下位机为被测试系统的装置；所述的上位机内设有制冷系 统的工况参数信息库；所述的上位机将从下位机得到的信息进行与信息库的信息比 较判断制冷系统的工作状态，将处理后的信息再通过传感器的特性，得到相应输出 值发送至下位机，下位机将其接收的信息转换为模拟信息，反馈给变频控制器。前述的的被测试系统包括空调器的电风扇、压縮机和传感器。 '前述的的下位机包括PWM脉宽调制波检测装置、开关控制检测装置、模拟 传感器、单片机和串行通讯接口组成；所述的单片机与P簡脉宽调制波检测装置和模拟传感器进行信息双向传递， 通过串行通讯接口与前述上位机连接。前述的上位机还包括信息处理装置、信息查询装置和信息显示装置。使用一种空调器用变频控制器智能检测系统进行检测时的主要方式为由模 拟装置下位机完成信息采集，由上位机完成信息处理；信息反馈包括下位机与上 位机之间信息发送与接收、上位机向下位机指令传递和下位机对变频控制器的控制 信号传递的过程。,本实用新型一种空调器用变频控制器智能检测系统，与现有技术相比，具有 以下明显的优势和有益效果整个测试系统依赖于下位机的准确测量和反馈以及上位机中所存储的制冷系 统的真实数据。数据将由制冷的专业人员提供，因此制作一个能根据真实数据反映 真实情况的平台。上位机除具有査询数据、视图的功能外，还能够提供良好的人机 交互界面，可根据专业人员的特殊要求进行某些设定，从而达到测试控制其性能的 目的；由于变频控制器控制信号的测试涉及某些算法，这样可以在上位机中根据测 试的不同类型轻易改变算法中的参数，无需改变下位机的硬件电路。变频空调控制器测试系统的出现提供了一个检测变频空调性能的测试手段，通过它，可以得到整个变频空调系统的性能，可以为变频空调生产厂商提供一种检 测方式。除此以外，变频控制器测试系统也可以用于工业自动化变频控制器的检测。
图1为空调器用变频控制器智能检测系统示意图； '图3为变频空调的装置示意图； 图3为空调器用变频控制器智能检测系统功能模块示意图； 图4为风扇及四通阀继电器控制示意图； 图5为风扇或四通阀测试电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例加以说明变频空调由压縮机、变频控制器和空调器(制冷系统)三大部分组成，其工作框 图如图3所示其中，风扇、压縮机和空调器就相当于是一个受控对象，变频控制 器作为控制器通过控制压縮机的转速、风扇的开停以及制冷系统中一些阀门的开关 来达到控制空调器的目的。同任何闭环系统一样，变频控制器同样需要得知受控对 象的状态，只有得知压縮机是否过热、制冷系统内各处的温度，这样变频控制器才 能知道应如何进行控制，如升频、降频，控制风扇快或慢等。而这些都是需要通过 传感器才能使变频控制传感器得到相应的信息，做出相应的控制。因此，测试系统就是要对受控对象一风扇、压縮机和空调器甚至包括传感器进 行模拟，用我们的测试系统替代图中细线所围的部分。测试系统实际上起到了一个 受控对象和传感器的作用。变频空调器控制器包括室外机控制器、室内机控制器和液晶遥控器三部分。其 中室外机控制器由控制板、启动电阻、EMC滤波器、智能功率模块、滤波电解电 容和功率因数校正器等构成；室内机控制器由遥控器、电源板和启动继电器等构成； 遥控器由LCD、单片机、操作健、红外发射电路、电池低电压检测电路以及温度 传感器等组成。变频控制器对空调的控制主要是通过其对压縮机转速的控制来实现的，压縮机 的转速决定了空调器(制冷系统)中制冷剂的流速从而决定了空调的制冷效果，从另 一个角度说就是频率决定了其工作效率的高低，从而决定了空调热交换的能力；当前交流变频控制器一般采用的是PWM脉宽调制变频技术，此控制信号应为PWM控制信号，此信号的电压/频率特性应与压縮机所要求的压频曲线相同，若不同会使压縮机工作效率降低并对压縮机造成不同程度的损害，因此测试系统要对变频控 制信号进行检测，记录其压频曲线，并且根据所检测到的每一时刻的频率进行相应 的分析处理后反馈给变频控制器。另外，控制器通过对四通阀开关控制来决定制冷剂流动的方向；变频控制器对 室外机风扇的控制起到了加速散热片散热，促进热交换的作用，这两路信号都是通 过强电的开关控制来达到控制的目的。控制器除输出控制信号外，还需输入传感器反馈的检测信号，而一般情况下， 传感器与控制器之间传递的是一种电信号，控制器输出是与传感器输入相关联的， 因此这对模拟传感器反馈相应的信号带来较大的难度。在变频空调中，目前主要使 用的传感器是热敏电阻，用于对制冷系统不同位置温度的监测，至于一些所谓的保 护是在特殊情况下才会用到，并不会影响到整个系统在闭环条件下的模拟运行。因 此，主要对热敏电阻进行模拟，利用可控的数字电阻来替代热敏电阻。由于测试系统需要对主要是制冷系统进行模拟，也就是将不同被控对象和被控 点的温度变化如实的反映出来，反馈给控制器，而这是需要依赖制冷系统在实际运 行中的真实数据来实现的。只能以数据库的形式来保存制冷系统在不同工况下的实际数据。本实用新型的一种空调器用变频控制器智能检测系统，包括变频控制器及其输出装置；所述的智能检测系统由完成对变频控制器输出信息测试的下位机和与其连 接的上位机组成；所述的下位机为被测试系统的模拟装置；所述的上位机内设有制 冷系统的标准控制信息库；所述的上位机将从下位机得到的信息进行与信息库的信 息A较判断制冷系统的工作状态，将处理后的信息再通过传感器的特性，得到相应 输出值发送至下位机，下位机将其接收的信息转换为模拟信息，反馈给变频控制器。 前述的的被测试系统包括空调器的电风扇、压縮机和传感器。 前述的的下位机包括P丽脉宽调制波检测装置、开关控制检测装置、模拟传 感器、单片机和串行通讯接口组成；所述的单片机与P丽脉宽调制波检测装置和模拟传感器进行信息双向传递，通 过串行通讯接口与前述上位机连接。前述的上位机还包括信息处理装置、信息查询装置和信息显示装置。 为了更清楚的对本实用新型的技术特征加以说明，在此使用上位机和下位机的 概,'如图1所示，其中6为下位机，8为上位机；下位机6包括单片机61和串行通讯接口单元62;上位机包括如图3所示的数据库810，数据处理单元820，数据纪录单元830;'其中数据库中存有温度一频率一时间曲线、压力一频率一时间曲线、电参数一频率一时间曲线数据；,通过下位机6完成对变频控制器输出信号的测试，将测得的PWM控制数据 26、开关控制状态250、传感器模拟数据240和压縮机模拟数据230的相关信息传 送到上位机8，上位机8根据得到的控制信号判断制冷系统处于何种工况，找到相 应的经验数据一不同位置的温度变化曲线，根据曲线找到下一时刻的温度值，再通 过传感器的特性(如热敏电阻的温度一电阻曲线)，得到相应输出值(如阻值)发送至 下位机，利用下位机6模拟相应的反馈信号(如阻值)，反馈给变频控制器。这样就 可以每隔一定时间，采集控制器控制信号，根据控制信号来反馈与制冷系统实际相 对应的反馈信号，如此循环反复，就可完成闭环测试。请参阅图3所示，为空调器用变频控制器智能检测系统功能模块示意图；请 对照图1所示；图3中的输入参数300 (原传感器)对应图1的传感器模拟240; 图3中的模拟负载320对应图1的压縮机模拟230;图3中的80和数据输入--数据 库或打印框对应图1的上位机8，都是上位机8要完成的功能；图3中的A/D转换 320和D/A转换310涵盖在图1的PWM控制26功能中，属接口电路62;图3中 的控制器510、遥控器513、参数设定515和输出参数框330是原空调机的遥控板 和自身机内变频控制器的功能。开关控制检测250是图3中的输出参数框330中的 风机开关控制检测和四通阀开关控制检测，也属接口电路62。上述控制器510包 括室内控制511和室外控制512。下面，结合附图4、 5说明风扇及四通阀的监测工作请参阅图4所示，风扇及四通阀的控制通常就是通过强电的开关控制，为此对 所测试的变频空调的控制器进行了测试，其控制方式就是通过固态继电器的开断来 控制风扇不同档位的切换和换向阀的开启。其中，CZ502为交流输入，RL50x为固 态继电器，蓝线为提供风扇电源公共端(零线)，棕、黄、黑为风扇快、中、慢3档 电源输入端(火线)。当棕线接火线，风扇为快速；黑线接火线，风扇为慢速；蓝线 为公共端。当我们测试控制器时，是不需接风扇的，因此只需测出棕、黄、黑3端哪一端 有强电即可，换向阀的测量原理是与之相同的。参阅图5所示，其原理为将风扇或四通阀供电的电源分压接入到整流桥变成直 流低压信号接入到继电器，风扇或四通阀有无电源将控制继电器的开合，开合信号 通过74LS244整形输出到单片机检测，从而可以检测到风扇或四通阀有无通断。 R21为大功率电阻，采用整流桥将继电器l、 8脚的电压进行全波整流，通过C12 电i进行滤波；二极管起到了续流的作用；选用的继电器当l、 8脚电压大于12V时，继电器吸合，继电器l、 8脚间的电阻约为1KQ，与16KQ的R21分压，电 流有效值约13mA， R21功率大于3W即可；如电路图，当继电器吸合时，5、 7通， 2、 ；i通，2、 7脚电位为低，反之则为高，这样就将强电的有无转换成了数字信号， 同时也做到了隔离；只需用单片机每隔一定时间，通过74LS244门电路将状态读 到数据线上即可完成风扇控制、换向阀控制状态的监测。以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方 案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明， 但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替 换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新 型的权利要求范围当中。
权利要求1. 一种空调器用变频控制器智能检测系统，包括变频控制器及其输出装置；其特征在于所述的智能检测系统由完成对变频控制器输出信息测试的下位机和与其连接的上位机组成；所述的下位机为被测试系统的信息接收装置；所述的上位机内设有制冷系统的工况参数控制信息库；所述的上位机将从下位机得到的信息进行与上述控制信息库的信息比较判断制冷系统的工作状态，将处理后的信息再通过传感器的特性模拟，把相应输出值发送至下位机，下位机将其接收的信息转换为模拟信息，反馈给变频控制器。
2、 根据权利要求l所述的空调器用变频控制器智能检测系统，其特征在于所述 的被测试系统包括空调器的电风扇、压縮机和传感器。
3、 根据权利要求l所述的空调器用变频控制器智能检测系统，其特征在于所述 的下位机包括PWM脉宽调制波检测装置、开关控制检测装置、模拟传感器、单片机和 串行通讯接口组成；所述的单片机与PWM脉宽调制波检测装置和模拟传感器进行信息双向传递，通过串 行通讯接口与前述上位机连接。
4、 根据权利要求l所述的空调器用变频控制器智能检测系统，其特征在于所述 上位机还包括信息处理装置、信息査询装置和信息显示装置。
专利摘要本实用新型公开了一种空调器用变频控制器智能检测系统，其智能检测系统由完成对变频控制器输出信息测试的下位机和与其连接的上位机组成；下位机为被测试系统的信息接收装置；上位机内设有制冷系统的工况参数控制信息库；上位机将从下位机得到的信息进行与信息库的信息比较判断制冷系统的工作状态，将处理后的信息再通过对传感器的特性模拟，把相应输出值发送至下位机，下位机将其接收的信息转换为模拟信息，反馈给变频控制器。通过该系统，可以得到整个变频空调系统的性能，可以为变频空调生产厂商提供一种检测方式。除此以外，变频控制器测试系统也可以用于工业自动化变频控制器的检测。
文档编号G05B19/418GK201084012SQ20072017003
公开日2008年7月9日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者凯 康, 张明磊, 李红旗, 涛 王, 雷 王, 王志新, 王海旭, 王蕴华, 王鸿祥, 田信灵, 颖 黄 申请人:北京工业大学