無極性通信在VRV空調系統(tǒng)中的應用

　　摘要：本文介紹了一種在VRV系統(tǒng)使用的無極性通信電路，可以替代目前的有極性通信，如RS-485、CAN。并且詳細闡述了各個關鍵器件的選取方法，另外還將調試和工程使用中的技術要點進行了分享。通過該硬件方案能很好的實現(xiàn)無極性通信，硬件電路簡潔、成本地、可移植性強，能很好的模塊化推廣應用。

　　引言

　　變制冷劑流量多聯(lián)機空調系統(tǒng)(Varied Refrigerant Volume，VRV)，是控制冷媒流通量并通過冷媒的蒸發(fā)或冷凝來實現(xiàn)制冷或制熱的空調系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運行優(yōu)化準則和人體舒適性準則，通過變頻等手段調節(jié)壓縮機轉速，并控制空調系統(tǒng)的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內環(huán)境的舒適性，并使空調系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

　　VRV系統(tǒng)由幾臺室外機、數(shù)量可變的室內機并由冷媒配管和控制連接線連接組裝而形成完整的系統(tǒng)。VRV系統(tǒng)的控制單元多，通信信息量大，因此適時、準確的收集系統(tǒng)的各種參數(shù)是保證系統(tǒng)良性工作的一個重要因素。目前的中央空調系統(tǒng)一般采用RS-485或者CAN總線，但是這兩種總線連接方式均為有極性連接，并且中央空調的安裝環(huán)境很復雜。如果不注意布線就會引起極性錯亂，增加安裝的復雜性，也不利于調試。使用無極性通信的方式，不僅可以有很高的通信效率，而且通信實時性也很強。更重要的是大大簡化了工程安裝的難度，提高工程安裝的擴展性。

　　1 VRV控制系統(tǒng)結構

　　VRV的內、外機和控制器連接圖如圖1所示。其中室外機、室內機的系統(tǒng)狀態(tài)(如各種溫度值、壓力值、電磁閥的開關信號等等)和控制器的控制信息(如開關機、設定溫度、運行模式等等)，均是通過總線進行信息交互。

　　2 無極性通信的硬件設計與關鍵點

　　使用無極性通信的VRV控制系統(tǒng)圖如圖2所示，主MCU通過普通I/O口或者UART口與無極性的通信模塊的輸入/輸出口連接。無極性的通信模塊再連接到通信總線，進行信息的交互。

　　無極性通信模塊采用MITSUMI公司的MM1192通信芯片進行設計，設計原理圖如圖3所示。從原理圖可以看出無極性的通信模塊的Pin1、Pin6腳和主MCU的UART接收和發(fā)送管腳相連即可進行通信。MM1192的Pin5(Reset)管腳為低電平時使能MM1192，詳見圖4。筆者在實際應用中，MM1192的Pin5(Reset)管腳一直拉低則可以通過軟件實現(xiàn)總線監(jiān)聽的功能。在設計中硬件部分的處理與通信波形的質量有著密切的關系，筆者將無極性通信硬件設計中出現(xiàn)的幾個關鍵技術問題做如下的分享。

　　1)MM1192的升壓電源選擇方式

　　如果系統(tǒng)中有8~40V的直流電源，可以在MM1192的Pin2(Vin)加入DC8~40V的直流電源。如果系統(tǒng)中只有DC5V的直流電源，則在MM1192的Pin3(C1)和Pin4(C2)之間加入升壓電容。需要注意的是圖3所示的C15的容值104pF是與本系統(tǒng)的通信速率是相關的。104pF電容是10kHz通信速率使用的電容值。當系統(tǒng)通信速率改變時，則需要根據(jù)實際情況調整C15的大小。升壓電容C15的容值選取的方向是：當通信速率比10kHz小時，C15的值應該增大。根據(jù)筆者的實際工作經(jīng)驗推薦使用外接電源(DC8~40V)到MM1192的Pin2管腳。外接電源的優(yōu)勢為當通信速率需要改變時，不需要再次匹配升壓電容C15的容值。