中央空调计费系统设计与实现

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1、中央空调计费系统设计与实现摘要:   介绍了基于ＲＳ－４８５网络的中央空调计费系统的软硬件设计和具体实现。该系统的特点是按使用时间计费，能够实现实时监测、报警功能。具有灵活性、易用性、安全性和丰富的报表功能，满足了现代物业管理的需要。关键词：中央空调计费系统，ＲＳ－４８５，时间计费法中央空调按能量计费符合现代化管理和节能的要求，在国外已有较长的历史和成熟的技术，如西门子公司、丹佛斯公司、斯伦贝谢公司都有成熟的产品。本计费系统采用“时间计费法”，通过计算机将用户消耗的能量转换成时间单位，进行计费。1中央空调计费系统原理1.1计费方案一将风机盘管的三速开关、电动二通阀的电源都接入

2、采集器，采集器在检测到电动二通阀的开通信号及风机盘管风速信号后开始计费，上位机监控系统通过一定的周期轮询采集到数据后，进行分析处理，将各档位状态时间累计，通过给定系数转换成基准时间，汇总统计为独立用户使用时间，按照事先核定的价格，进行计费（风机盘管管径不同时，在上位机监控系统中用系数修正）。本方案适合对写字楼的散户及住宅等利用风机盘管末端要求独立计费的较小空调空间，具有投资少，维护方便的特点，计量的可信度、准确度较高。1.2计费方案二此方案的实施较方案一要复杂一些，并且成本也要高许多。在用户的进、回水管道上各安装一只温度传感器，并在进水管道上安装一台流量计。用流量计计量流经的

3、冷冻水（或热水）流量的大小，用进水、回水的温差来计算能量的损耗，同时将温度信号和流量信号接入热量计算器。上位机监控系统根据热量计算器进行计费。在方案一中，系统只能检测出用户用了多长时间的冷冻水（热水），而不知进水、回水的温度，即使中央空调系统出了故障它也会依旧计费；在方案二中，只要进水、回水的温差为零，系统就不会计费，体现了其良好的可信度、准确度。由于投资较大，方案二适合需要分层独立计费的大楼或需要精确独立核算的用户（如工厂用冷车间等）。1.3计费方案三如果遇到一幢大楼既要计量到较大的单元（楼层分层计费或某几个功能大区域）又要计量到每一个房间。从性价比和系统复杂度的角度来看，

4、原则上采用方案一和方案二相结合的方法。具体的做法是在楼层（或功能区）的总进水管道上安装流量计以检测进水流量，并在进水、回水管道上安装温度传感器，由温差计算能量消耗；另外采用方案一监测该楼层每个房间的使用情况，上位机监控系统根据上述两个信息来精确计算该楼层每个房间的能量消耗量，根据能耗计费。2系统设计方案2.1硬件结构设计本系统针对某大厦的具体情况，采用第三种方案。具体实现如下：一至三楼为餐饮区，统一计费，安装一个热量表来统计该区的能量消耗。四至十九层为办公区，也安装一个热量表来统计该区的能量消耗。并在该区针对每一用户独立计费，每个房间装有温控开关控制该房间的风机盘管运行。网络

5、结构如图１。（１）系统通讯设计如图１所示，本中央空调计费系统网络结构采用ＲＳ－４８５二线制总线挂接方式，具有两种形式的终端：风机盘管终端和热量表终端。对于风机盘管终端，由两层隔离的ＲＳ－４８５网络组成：主干ＲＳ－４８５网络和楼层ＲＳ－４８５网络。每个楼层的网络组成一个楼层ＲＳ－４８５网络，而且楼层ＲＳ－４８５网络之间相互隔离。这样做的目的是在节约布线的基础上使每个ＲＳ－４８５网络尽可能小，出现故障时影响面小，排除容易。对于热量表终端，由ＺＲ－ＢＵＳ与ＲＳ－４８５网络组成。热量表通讯采用ＺＲ－ＢＵＳ协议，因此与热量表连接的网络为ＺＲ－ＢＵＳ网络，通过数据转换模块（实现ＺＲ－ＢＵ

6、Ｓ／ＲＳ－４８５）接入主干ＲＳ－４８５网络。主干ＲＳ－４８５网络由数据转发模块、数据转换模块及亚当模块（ＡＤＡＭ－４５２０）组成，由亚当模块实现ＲＳ４８５／ＲＳ２３２转换与ＰＣ机进行数据交换。上位机可根据管理的需要安放在任何位置，通过网络对各现场采集器进行控制和数据采集。系统内每个采集器只需要用一根双绞线连接到楼层ＲＳ－４８５网络。每个楼层的采集器通过数据转发模块接入主干ＲＳ－４８５网络，每个数据转发模块最多可挂接３２个（如该楼层的采集器数目超过３２个，则可增加数据转发模块）。（２）系统网络的可靠性设计如图１所示，系统有两个亚当模块接入计算机。数据转发模块相应分成两部分，分别

7、接入两个亚当模块，这样设计有利于减轻亚当模块的通讯负荷，提高通讯效率，并且在计算机一个通讯串口不能通讯或者其中一个亚当模块出现故障时，便于将所有数据转发模块挂接到另一块亚当模块上，不需要重新布线，而整个系统保持正常运行，从而提高了系统的可靠性。（３）计费系统采集器如图２所示，每个温控开关后接有一个采集器，采集的信号包括风速各档位状态、二通阀开通状态、有无市电、继电器闭合情况以及检测线路是否正常等。通过与数据转发模块的通讯，将温控开关状态信息向上传送。2.2软件结构设计本中央空调计费系统上位机监控系统的数