基于ARM的螺杆式冷水机组控制器的研制

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随着经济的发展和人民对生活品质需求的提高,中央空调发展迅速,广泛使用在大型楼宇建筑、工厂生产、学校等场所。作为中央空调的主机之一,螺杆式冷水机组有着其他冷水机组无法比拟的优势,是目前使用最广泛的机组。现有螺杆式冷水机组的控制多采用PLC+触摸屏的控制系统,开发方便,但成本较高。由于ARM微处理器有性价比高、低功耗等优点,在各种场合使用广泛。本文旨在研制一套基于ARM微处理器的螺杆式冷水机组控制器,对系统的数据进行实时采集并处理,能与上位机进行实时数据通讯,具有多种总线接口,易于实现远程控制和网络化。本文简要回顾了螺杆式冷水机组控制系统的发展,在分析其基本工作原理的基础上,明确了螺杆式冷水机组的控制需求,细化了控制对象(输入和输出),提出了螺杆式冷水机组控制系统的总体设计方案。该控制系统分为两个部分:机组控制器和HMI模块MD304L,通过RS485总线使用eView协议通信。局部网络(如:同一小区)采用CAN总线通信,速率为250Kb/s,最大传输距离不能超过250m;较大型网络采用LonWorks总线或者传统的RS485总线组网。硬件电路设计:以STM32F103ZET6微处理器为核心,开发出了螺杆式冷水机组控制器的硬件系统。该系统包括:电源模块、15路模拟量输入模块、标准电流信号输入和输出模块、开关量输入和输出模块、通讯模块、机型选择模块等。然后阐述了螺杆式冷水机组的软件设计。包括系统总体设计、机组上电初始化子程序、自检子程序、开机运行子程序、能级调节子程序、正常关机子程序、基于SPI的模拟量采集子程序、通讯子程序(CAN和I2C)、控制器与MD304L基于eView协议通信子程序、MD304L界面开发等。完成了控制器各模块的软硬件调试,包括电路板硬件检测,软件调试环节设置;完成了控制器关键部分测试,包括开关量输入输出检测、温度测量精度校验、通讯测试、CAN通信测试;整机性能测试等。测试结果表明,该控制器能正常稳定工作,测量精度达到设计要求,可以应用于中央空调螺杆式冷水机组中。
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