無(wú)極性通信在VRV空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　摘要：本文介紹了一種在VRV系統(tǒng)使用的無(wú)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(xì)闡述了各個(gè)關(guān)鍵器件的選取方法，另外還將調(diào)試和工程使用中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分享。通過(guò)該硬件方案能很好的實(shí)現(xiàn)無(wú)極性通信，硬件電路簡(jiǎn)潔、成本地、可移植性強(qiáng)，能很好的模塊化推廣應(yīng)用。

　　引言

　　變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)(Varied Refrigerant Volume，VRV)，是控制冷媒流通量并通過(guò)冷媒的蒸發(fā)或冷凝來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

　　VRV系統(tǒng)由幾臺(tái)室外機(jī)、數(shù)量可變的室內(nèi)機(jī)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(shí)、準(zhǔn)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(gè)重要因素。目前的中央空調(diào)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(diào)的安裝環(huán)境很復(fù)雜。如果不注意布線就會(huì)引起極性錯(cuò)亂，增加安裝的復(fù)雜性，也不利于調(diào)試。使用無(wú)極性通信的方式，不僅可以有很高的通信效率，而且通信實(shí)時(shí)性也很強(qiáng)。更重要的是大大簡(jiǎn)化了工程安裝的難度，提高工程安裝的擴(kuò)展性。

　　1 VRV控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　VRV的內(nèi)、外機(jī)和控制器連接圖如圖1所示。其中室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)的系統(tǒng)狀態(tài)(如各種溫度值、壓力值、電磁閥的開(kāi)關(guān)信號(hào)等等)和控制器的控制信息(如開(kāi)關(guān)機(jī)、設(shè)定溫度、運(yùn)行模式等等)，均是通過(guò)總線進(jìn)行信息交互。

　　2 無(wú)極性通信的硬件設(shè)計(jì)與關(guān)鍵點(diǎn)

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

　　無(wú)極性通信模塊采用MITSUMI公司的MM1192通信芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示。從原理圖可以看出無(wú)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(jìn)行通信。MM1192的Pin5(Reset)管腳為低電平時(shí)使能MM1192，詳見(jiàn)圖4。筆者在實(shí)際應(yīng)用中，MM1192的Pin5(Reset)管腳一直拉低則可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)總線監(jiān)聽(tīng)的功能。在設(shè)計(jì)中硬件部分的處理與通信波形的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，筆者將無(wú)極性通信硬件設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)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(guān)的。104pF電容是10kHz通信速率使用的電容值。當(dāng)系統(tǒng)通信速率改變時(shí)，則需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整C15的大小。升壓電容C15的容值選取的方向是：當(dāng)通信速率比10kHz小時(shí)，C15的值應(yīng)該增大。根據(jù)筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)推薦使用外接電源(DC8~40V)到MM1192的Pin2管腳。外接電源的優(yōu)勢(shì)為當(dāng)通信速率需要改變時(shí)，不需要再次匹配升壓電容C15的容值。