1、筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery EXV电磁阀控制系统 目录1 2.用来管理驱动器的其他电子设备7 参数和变量8 电动机参数8 报警管理8 LED指示灯管理.9 软硬件升级9 10 接线图10 11 系统的定义11 测量电池状态的算法12 测量电池有效性的方法12 测量电池老化状态的方法12 使用系统的安全算法12 电源掉电13 电源上电14 15 电池. 为电磁阀自动关闭而设计的安全系统. 代码 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 驱动器用于ALCO系列的电子膨胀阀EX
2、7（80）上的驱动器是一个可编程的装置，为了保持不断的过热，它能够调节 冷冻回路的膨胀。该功能可以通过使用一个PID自调节算法，调节阀门的开度来实现。图1驱动器的特点： 24VAC电源 1NTC模拟输入：测量过热蒸汽的温度 1个电流模拟量输入（020mA或者040mA）：测量蒸汽压力 4个电流输出：驱动电磁阀的步进电机 1个报警继电器 光电隔离的用于pLAN的串行连接口 5个发光二极管，指示工作状态 可选用的备用电池的连接口接 2 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 线图图2 G，G0 电源（24V
3、AC） VB+，VB- 电池 VG1，VG0 pLAN所用的隔离电源 VG0，RXTX+，RXTX- pLAN的串行接口 NO，C 报警继电器NO=常开继电器C=常闭继电器 1，2，3，4 步进电机的接口 +24VDC 压力探头的电源 B3 压力探头信号 B1，AVSS NTC温度传感器 3 G G0 Vb+ Vb- VG1 VG0 RxTx+ RxTx- NO C B1 AVss B3 + 24Vdc 4 2 3 1 not used not used not used 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Bat
4、tery 驱动器：技术参数 电气参数 电源 24Vac/dc +10%-15% 功率最小值 10VA：驱动EX7或者EX8（0.75A/单向） 20VA：驱动两个并联电磁阀（EX7或者EX8） 备用电源（额外的模块） 可充电的NiCd电池，它由两个9V，120mA/H的小电池串联而成 模拟量输入 数量 2 NTC1 测量范围：-50/+90 分辨率：0.1 通过参数来选择传感器NTC 103AT和103ETB的特性曲线 精度：0.5 输入0 0 0 4 0MA指压力传感器 测量范围：-0.8/7 Bar或者0/18 Bar，通过参数设置 分辨率：0.01 Bar 精度：满量程的0.5%，即：范
5、围是-0.8/7 Bar，精度为0.05 Bar范围是0/18 Bar，精度为0.1 Bar 开关量输出 数量 1 类型 继电器 输出功率 正常值：10VA，0.5A 阻性负载，24Vac； 最大值：60VA，1A 阻性负载，125Vac 接触器 常开 电动机控制输出 数量 4 特性 双极性步进电机的最大电流可以达到1.5A。每个电机带有4个端子。 pLAN 光电隔离 是 连接 使用双绞线和屏蔽线，横截面积从0.5mm 2 到1.5mm 2 （2+屏蔽线） 其他 微处理器 HD6473644，闪存 ROM：32K 闪存 RAM：1K位 8通道，8位A/D转换器；当有噪音时，使用滤波技术，精度可
6、以达到10位。 工作频率：陶瓷共振，8MHZ EEPROM内存 256位 导线最小横截面积 0.5mm 2 导线最大横截面积 2.5mm 2 操作温度 -1060 存储温度 -2070 4 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 操作湿度 20%/80%R.H. 存储湿度 0%/80%R.H. 表面温度限定值 同操作温度 安装 DIN导轨（4个组件） 保护等级 IP40 调节算法 调节算法提供以下功能： 用于对静态工作环境下进行过热控制； 在满载或者低负荷条件下对吸入压力的控制。当压力超过限定值MOP（
7、最大工作压力）或者LOP（最小工作 压力）时，能够检查到这些条件。 在这些条件下，过热仍旧可以受到控制。 诊断，报警。驱动器能够识别不同的报警情况，包括探头错误，pLAN错误，电磁阀的连接错误，掉电后的电 磁阀未关闭报警。 调节算法保证用于管理设备的主板使压缩机的能量状态在每一个变量上都能和驱动器通信，这样，驱动器能 识别出压缩机是否工作，并使阀门响应该信号（根据阀门本身的特性曲线）。结果，使用该算法能够快速地响 应冷冻系统的能量变化（也就是压缩机的能量变化）。一旦阀门被预先设定好调节值，它将根据探头的测量值 自动调节开合度。 传感器 被驱动器使用的传感器有： NTC传感器，用于测量过热蒸汽的
8、温度； 传感器有一个很小的时间常数。建议使用温度补偿装置避免测量上的误差或延迟。 压力传感器，用于测量从蒸发器出来的蒸汽的压力。 传感器测量的压力范围应尽可能的短。这样做是为了降低测量上的误差。我们建议根据制冷剂的不同使用下列范围：R134A -0.8 7BARR404A -0.8 7BARR22 -0.8 7BARR407C -0.8 7BARR410A 0 18BAR 若干合适的压力传感器在下面列出。 5 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 连接布局图 与驱动器的连线图如图3所示。图3 驱动器与
9、用于管理设备（冷凝器，HP等等）的电气设备的连接有两种可能的情况： 1.使用pCO系统管理驱动器驱动器通过pLAN网连接到PCOI/O板和终端（图4）。驱动器的地址可以通过驱动器本身后面的拨码开关来设 置。pLAN有以下功能： a) 压缩机的状态（能量调节）。该数据由pCO传到驱动器，热力学调节算法利用它调节电磁阀。 b) 用户界面。实际上驱动器除了用5个信号指示灯向用户传递信息之外，并没有用户界面。显示与驱动器相关 的报警信息，读取配置参数和工作参数可以通过网络连接的用户终端来实现。 c) 变量的利用。通过使用pLAN，pCO可以使用由驱动器测量或者计算的变量值（压力，温度，过热等等）。这样
10、，压缩机的低压报警和泵的排空可以直接由驱动器上连接的压力传感器管理，而不需要使用其他压力控制 器。 6 Valve Inlet water to be cooled Condenser Fans Compressor Refrigerant circuit Valve driver Outlet cooled water 4-leads pLAN 24 Vac power Battery alarm relay Stepper motor Sensors Evaporator 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV B
11、attery 图4 2.使用其他电气设备管理驱动器 该解决方案指使用一个或者多个的pCO板，并把它们连接到管理冷凝器的电气设备上，如图5所示：图5PCOI/O获取来自管理设备的主板的开关量输出信号控制压缩机。这些信号未经改变，通过pCO板的开关量输 出传给压缩机。 a) 压缩机的状态（能量控制）。如前一章所述。 b) 用户界面。如前一章所述。 c) 变量的利用。该功能只能部分实现。因为只有pCO能获得驱动器的变量和参数表，而管理设备的主板没有这 种功能。pCO的程序不包括这样的管理（除了终端显示之外）。 因此，用于管理设备的电气设备不可能获得由驱动器测量或者计算的变量。 7 Valve dri
12、ver pLAN 24 Vac power alarm relay pCO I/O board for managing the plant pCO terminal Battery (optional) Board for managing the plant pCO I/O board DIN DOUT Compressor(s) pLAN Valve driver pCO terminal alarm relay 24 Vac power DOUT to the compressors Battery (optional) 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 htt
13、p:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 参数和变量驱动器是一个可编程控制器。可以利用的参数/变量有： 选择制冷剂类型（R134A，R22，R404A，R410A，R407C） 选择电磁阀的类型（EX7，EX8） 选择压力传感器的范围 选择是否使用电池 选择与报警继电器相关的报警（探头报警，步进电机错误，EEPROM错误，电池性能不良，MOP模式，LOP模式，过热报警，上电时没有关闭电磁阀） 配置设定点（过热，压力，MOP，LOP） 读入错误信号 读入传感器测量值 读入电池状态所有的参数和变量由pCO应用软件来管理。pCO可以利用这些参数对冷水机组进行控制（例如，利用
14、压力测 量值管理压缩机泵的排空）。所有的参数和变量可以通过pCO终端写入和读出的。 电动机的驱动配置电机驱动元件工作在“微步进”的工作模式下。该模式用来提高电动机的机械操作（常转矩），降低类正 弦曲线驱动电流的电磁干扰。在停止位置减少电流值的大小（额定电流的33%），能够降低能耗。 报警管理通过设置一个特殊变量，向驱动器发送报警信号。该变量的每一位对应于一种特定的错误。使用者可以选 择一个或者更多的错误情况，并把他们和报警继电器连接在一起。换句话来说，当发生继电器对应的错误时， 继电器将吸合。通过报警指示灯，发出可视化的报警信号，以后将进一步的描述。当设备由pCO系统管理时，报警管理按照这里所
15、描述的内容来执行（pLAN来执行）。对于其他的电气设备（ 非pLAN设备），虽然报警的次数是相同的，但是处理情况不同，只由一个继电器（若要求使用继电器）和指示 灯来处理信号。 报警可以被分成3类： 锁住报警这些报警的结果是驱动器完全地关闭电磁阀和停止调节活动。这些报警需要手动复位。但是手动复位可以 被禁止。在这种情况下所有的报警将保持10秒钟，直到关掉报警。 报警 定义 掉电时阀门开报警 当掉电时电磁阀打开，控制器能够识别这一故障。有 电池时，报警被锁。没有电池时，发出报警（由LED和 若需要由继电器发出）并持续10秒钟。该时间一过， 报警关闭，系统将复位。 电源恢复时电池功能错误报警 当有电
16、池时，在设备重新启动时，电池的错误操作是 关闭电磁阀和停止调节。设备等待给出脉冲信号或者 报警条件的结束（电池被充电或者被替换）。 8 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 报警 定义 EEPROM读入错误 若EEPROM受损，当掉电时，将再也不能获得储存在EEP ROM中的数据。结果驱动器发生调节错误，因此关闭电 磁阀和停止调节。 严重报警 这些报警可以自动复位。他们把系统置于禁止状态（阀门关闭），直到报警原因解决，系统才开始工作。 报警 定义 传感器错误（温度和/或压力） 当传感器短路，断路或者长
17、期被置于振荡的环境中时 ，发生此类报警。NTC传感器和压力传感器之间没有任 何区别。 电机连线错误 驱动器检测到电机工作的电流值不规则。在出现电流 不规则情况的5秒内发生该类报警。因此可以查出电机 发生短路和断路的情况。但是，在工作电流正常的情 况下，由于电机出现了内部问题，不可能检测到电机 是否工作。 非严重报警 直到报警原因被解决，这些报警信号才消失。它们不影响到调节算法的执行。 报警 定义 电池错误 pCO通知用户电池断路或者需要替换。若掉电时发生该 类报警。驱动器不能保证电磁阀完全关闭。因此恢复 上电后，将发生“电源掉电，电磁阀开”锁住报警。 最大压力错误 当测量的饱和压力值高于MOP
18、压力最大的限定值时，发 生该错误。 最小压力错误 当测量的饱和压力值低于LOP压力最小的限定值时，发 生该错误。 最小过热错误 当计算的过热值低于设定值时，发生该错误。 EEPROM写入错误 在EEPROM写入的过程中遇到阻碍工作的严重噪音时发 生该报警。直到系统关闭时，该报警才会解除。恢复 上电后，将发生锁住报警和EEPROM读数错误。 LED管理 LED指示灯给出关于单元的运行状态的信息或者报警信息。 正常工作中，5个LED指示灯发出以下信号： 电源：（黄色）有电常亮。用电池为驱动器供电时，该灯灭。 打开：（绿色）电磁阀打开的状态下，闪烁。电磁阀完全打开时，常亮。 关闭：（红色）电磁阀关闭
19、的状态下，闪烁。电磁阀完全关闭时，常亮。 错误：（红色）硬件报警时，指示灯一直亮或者闪烁。 pLAN：（绿色）当pLAN网络工作正常时，一直亮。 当发生更多的严重报警时，结合所有指示灯的发光情况来识别报警。 硬件升级 微处理器内部有一个闪存卡。这意味着代码可以升级。在卡乐可以执行该操作。 9 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 电池 备份电池可以选用。它用于电磁阀上，保证掉电时电磁阀关闭。 控制电池状态（充电和利用效率）的算法将在下一章阐述：为自动关闭电磁阀而设计的安全系统。 接线图 2个DIN导轨
20、，塑料壳体。 1 2 3 4 5 6 7 8 Vb+ EV Battery Vb- 2 DIN rail plastic case 图6 10 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 为自动关闭电磁阀而设计的安全系统 系统的定义 Po wer Valve (3) Valve driver Various inputs (2) Alarm ( NC ) (5)(1) Battery 18 Vdc (4)图7 目前的装置是诊断备用电池的充电状态和利用效率的系统。 它被设计成一种向用户警告电池出现的不正常的现
21、象并为了保证系统掉电后的安全对其进行干预的装置。 它应用于已安装电磁阀的冷冻系统中，在掉电的情况下不能保证该电磁阀的关闭。 系统的结构如下： 1. 电磁阀电动机的控制模块。该模块根据系统和控制参数执行要求的调节动作，测量来自冷冻循环系统的输入 变量，控制电磁阀的开度作为输出。它包含了微处理器，电池状态的控制算法在其中。 2. 用输入控制电磁阀的位置。 3. 电子膨胀阀。 4. 由2个9Vdc，150mAh小电池组成的可充电NiCd（NiMh）电池。 5. 隔离报警接触器（N.C.），作为系统运行的触发器。 11 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CA
22、REL EV Driver-EV Battery 测量电池状态的算法 测量电池效率的方法通过充电实验，完成对电池状态的初始化实验。该实验是在测试电阻器上通过一个电流值等于电磁阀电机 的驱动电流来实现的。 每次充电前后，要在电池的两极测量电压值。 这种方法可以测量出： 电池是否充电和是否正确连接（短路或者断路）； 电池内部的阻值可以被计算出来（该阻值超过限定值意味着电池报废）。 测量电池老化状态的方法为了测量电池的充电/老化状态，要进行一系列的充电实验。通过把连续测量地电池的电压值，该值在实验 阶段被重复测量，和电池生产厂家提供的电池标准放电曲线进行比较，可以确定电池的老化状态。 使用系统安全的
23、算法在系统的正常工作中，每隔1分钟，通过重复执行在“测量电池效率的方法”一章所描述的程序来决定电池 的操作。电池老化实验，如在“测量电池老化状态的方法”一章所描述的，每隔15天一进行。 在每次测试的最后，自前一个实验以来消逝的时间被设置为0。若电池接触不良，老化（内部高电阻）或者由于寿命失效，都会发生报警，这意味着当电源掉电时电池不 能保证电磁阀的关闭。 12 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 电源掉电 当电源掉电时，控制将根据图8的框图中所描述的路径进行干预。图8 13 Is the valve
24、 open (FLAG=0)? NO YES Check battery status (already acquired) Battery OK? NO YES Close the valve (the battery powers the valve) NO Battery OK? FLAG=0 FLAG=1 YES Check the battery (single charge test) POWER FAILURE Event End 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 电源上电 在电源带
25、电的过程中，控制检查阀门关闭的程度。当电源恢复时，图9表明了由控制所执行的工作流程图： Manual system reset FLAG=1 Battery OK request before start-up (external parameter) NO Normal operation YES counter = 0 NO Battery OK? YES counter = 2 hours NO YES Manual check of the battery, replace battery, ecc . NO Is the battery installed? YES NO Norma
26、l operation Check the battery (single charge test) POWER ON Event YES图9 14 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/筑龙网 CAREL EV Driver-EV Battery 代码 定义 供应商 部分数字 pCO I/O主板，8个模拟量输入 CAREL PCOB000A21，PCOB000B21 pCO终端，LCD 4*20 显示屏（预计用在标准化软件上） CAREL pCO*000CB0，pCO*00SCB0，pCO*000 CBB *=1，T 驱动器 CAREL EVD0000000 备用电池 CAREL EVBAT00000 pLAN所用的地址卡 CAREL PCOADR0000 T型连接件 CAREL TCONN6J000 6通道的电话线 CAREL S90CONN00* EX7电磁阀 ALCO EX7 EX8电磁阀 ALCO EX8 NTC传感器（6 MT） ALCO ECN-C60 压力传感器 -0.8 Barg （建议使用R22，R134A，R407C，R4 04A） ALCO PT3-07A 压力传感器0 8 Barg （建议使用R410A） ALCO PT3-18A 15 深圳科特机电有限公司 http:/ 深圳科特机电有限公司 http:/
