專利名稱：一種輪詢法多任務(wù)調(diào)度與軟件定時(shí)器在空氣源熱泵熱水器中的應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱泵空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是利用熱泵技術(shù)，將熱泵空調(diào)與熱泵熱水器相結(jié)合起來而形成的具有空調(diào)、供暖、熱水器三重功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有高效率、節(jié)能環(huán)保，零污染、零排放的優(yōu)點(diǎn)。其中熱泵控制的算法依賴軟定時(shí)器的運(yùn)作，由于軟定時(shí)器在精度上并不能與硬件定時(shí)器相比，因此技術(shù)最大不足在于任務(wù)執(zhí)行時(shí)間不能被精確地執(zhí)行。但是對(duì)于熱泵系統(tǒng)而言，延時(shí)大多數(shù)場(chǎng)合只是為了讓系統(tǒng)變得可靠和提高使用壽命，對(duì)定時(shí)器精度要求不高，達(dá)不到要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)方法，其設(shè)計(jì)簡單科學(xué)，很好地解決了熱泵系統(tǒng)里面大量的定時(shí)驅(qū)動(dòng)任務(wù)，可提高定時(shí)效率，具有伸縮性和非常強(qiáng)的適應(yīng)性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)方法，其包括初始化模塊、功能模塊、子設(shè)備，初始化模塊與功能模塊、至少一個(gè)以上的子設(shè)備相連接，其實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備的控制由軟件控制模塊控制，每個(gè)功能模塊2，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。軟件循環(huán)為單循環(huán)隊(duì)列定時(shí)器算法。本發(fā)明有益效果為其包括初始化模塊、功能模塊、子設(shè)備，初始化模塊與功能模塊、至少一個(gè)以上的子設(shè)備相連接，其實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備的控制由軟件控制模塊控制，每個(gè)功能模塊2，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，此算法為熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，很好地解決了熱泵系統(tǒng)里面大量的定時(shí)驅(qū)動(dòng)任務(wù)。該算法可提高定時(shí)效率，具有伸縮性和非常強(qiáng)的適應(yīng)性。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是功能模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例工作原理方框圖。
具體實(shí)施例方式見圖I至圖3所示本發(fā)明包括初始化模塊I、功能模塊2、子設(shè)備3，初始化模塊I與功能模塊2、至少一個(gè)以上的子設(shè)備3相連接，其實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備3的控制由軟件控制模塊控制，每個(gè)功能模塊2，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。軟件循環(huán)為單循環(huán)隊(duì)列定時(shí)器算法?？諝庠礋岜每照{(diào)系統(tǒng)的工作模式包括制冷模式，熱泵模式，空調(diào)加熱泵模式，滑爽模式以及空閑模式。下表為各種工作模式的控制輸出 7傾&雜目刪單空調(diào) OFF ON ON ON OFF ON OFF
單熱水 ON ON ON OFF ON OFF X[1]
空調(diào)m
,,.ON ON Xm ON OFF OFF OFF
熱水_________
空閑 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF注[I]在單熱水模式下，化霜電磁閥的開關(guān)由化霜功能決定，啟動(dòng)化霜?jiǎng)t0N，否則 OFF。[2]空調(diào)熱水模式下的外風(fēng)機(jī)由排氣溫度的高低來決定開或關(guān)。不同的工作模式對(duì)應(yīng)著不同的閥門開關(guān)組合與電機(jī)開關(guān)組合，空氣源熱泵空調(diào)的工作模式的切換其實(shí)就是閥門開關(guān)組合與電機(jī)開關(guān)組合的切換。但是在實(shí)際的工程應(yīng)用中，閥門開關(guān)組合與電機(jī)開關(guān)組合的切換是有很有一定先后順序的。這主要就是圍繞壓縮機(jī)保護(hù)來做的，因?yàn)閴嚎s機(jī)關(guān)閉之后不能馬上又啟動(dòng)，必須至少延時(shí)3分鐘的時(shí)間才能再啟動(dòng)。另外，壓縮機(jī)關(guān)閉之后，如果水泵也要跟著關(guān)閉的話，則此時(shí)水泵也不能馬上關(guān)閉，也必須至少延時(shí)30秒再關(guān)閉。這樣做是為了在壓縮機(jī)關(guān)閉之后仍然有一定時(shí)間的水路循環(huán)來帶走熱交換機(jī)里面的余熱，從而可以冷卻機(jī)組?？諝庠礋岜每照{(diào)的控制動(dòng)作轉(zhuǎn)換因此變得任務(wù)繁雜。作為一個(gè)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)上面的轉(zhuǎn)換控制，而且在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換控制的同時(shí)還要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種安全檢測(cè),例如冷媒壓力過高、冷媒壓力偏低、電流過大、水路沒有水流、壓縮機(jī)溫度過高、水位探頭故障以及溫度探頭故障等等。如果系統(tǒng)探測(cè)到以上的安全警報(bào)，系統(tǒng)就會(huì)停機(jī)報(bào)警，以保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)作。整個(gè)空氣源熱泵空調(diào)控制系統(tǒng)就是根據(jù)這些原則要求來實(shí)現(xiàn)的。輪詢法多任務(wù)調(diào)度模仿了實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real-time operating system, RT0S)的原理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)是，如果邏輯和時(shí)序出現(xiàn)偏差，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，這一點(diǎn)與熱泵系統(tǒng)具有繁多任務(wù)的特點(diǎn)相符。輪詢法多任務(wù)調(diào)度的宗旨是使各個(gè)任務(wù)盡快地執(zhí)行，不要求限定某一任務(wù)在多長時(shí)間內(nèi)完成，
輪詢法多任務(wù)調(diào)度中，各個(gè)任務(wù)具有同樣的優(yōu)先級(jí)。允許一個(gè)任務(wù)優(yōu)先確認(rèn)一段時(shí)間，然后切換給另一個(gè)任務(wù)。其中，時(shí)間段的計(jì)時(shí)由軟定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。I輪詢法多任務(wù)調(diào)度在水箱控制器以及熱泵控制器中，包含多項(xiàng)子設(shè)備3的控制。本系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備3的控制設(shè)計(jì)了專門的軟件控制模塊，工程應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際需要裁剪所需的模塊組合。每個(gè)軟件功能模塊，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。
每個(gè)掛載在主程序中的軟件控制模塊，等于是程序中的任務(wù)，對(duì)于不同任務(wù)之間的管理與調(diào)度，關(guān)乎程序的執(zhí)行效率。本系統(tǒng)中采用輪詢法多任務(wù)調(diào)度。也即在允許一個(gè)任務(wù)運(yùn)行事先確定的一段時(shí)間，然后切換給另一個(gè)任務(wù)。程序中，考慮到任務(wù)切換的問題，所以給每個(gè)任務(wù)每一狀態(tài)分配的代碼執(zhí)行時(shí)間不長，任務(wù)內(nèi)部也并不需要進(jìn)行占用資源較大的運(yùn)算等操作。大多數(shù)時(shí)間，任務(wù)處于延時(shí)等待狀態(tài)，因此，當(dāng)某一任務(wù)進(jìn)入延時(shí)進(jìn)程中，控制程序就可以去查詢執(zhí)行其他的任務(wù)，等延時(shí)完成再執(zhí)行該任務(wù)的處理程序即可。由此可以實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)的任務(wù)循環(huán)切換。如圖1、2示。2軟定時(shí)器算法的實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明中，延時(shí)也是系統(tǒng)輸出的一個(gè)重要部分。但是在傳統(tǒng)的延時(shí)算法里面，大多是讓CPU執(zhí)行空語句，這樣非常浪費(fèi)系統(tǒng)資源。在這里我們采用單循環(huán)隊(duì)列定時(shí)器算法。理論上可以把一個(gè)定時(shí)器擴(kuò)展成任意多個(gè)定時(shí)器，以滿足系統(tǒng)需求。如圖3 :單循環(huán)隊(duì)列計(jì)時(shí)原理如下假定系統(tǒng)所需的最大定時(shí)器數(shù)目為M個(gè)，則設(shè)置M個(gè)定時(shí)器描述數(shù)組，數(shù)組內(nèi)每個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)定時(shí)器進(jìn)程。再定義一個(gè)指向數(shù)組首元素的指針。每個(gè)計(jì)時(shí)周期到來時(shí)，循環(huán)計(jì)時(shí)隊(duì)列指針向后走一位。每次循環(huán)計(jì)時(shí)隊(duì)列指針指向數(shù)組中的某一個(gè)元素，若該元素的值為非零，則該值減1，通過查找該元素中是否數(shù)值為零來判斷該定時(shí)進(jìn)程是否已完成。如完成，則程序進(jìn)行相關(guān)處理。當(dāng)循環(huán)計(jì)時(shí)隊(duì)列指針移到數(shù)組最末的元素后，在下個(gè)計(jì)時(shí)周期來到時(shí)，將回到數(shù)組首，指向數(shù)組中的第一個(gè)元素。指針就在數(shù)組中從指向最開始的元素一直移至指向最末的元素，然后再回到數(shù)組首作單向循環(huán)，因此稱為單循環(huán)隊(duì)列計(jì)時(shí)器算法。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)方法，其包括初始化模塊(I)、功能模塊(2)、子設(shè)備(3)，其特征在于初始化模塊(I)與功能模塊(2)、至少一個(gè)以上的子設(shè)備(3)相連接，其實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備(3)的控制由軟件控制模塊控制，每個(gè)功能模塊(2)，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于軟件循環(huán)為單循環(huán)隊(duì)列定時(shí)器算法。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱泵空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種輪詢法多任務(wù)調(diào)度與軟件定時(shí)器在空氣源熱泵熱水器中的應(yīng)用方法，其包括初始化模塊、功能模塊、子設(shè)備，初始化模塊與功能模塊、至少一個(gè)以上的子設(shè)備相連接，其實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)獨(dú)立子設(shè)備的控制由軟件控制模塊控制，每個(gè)功能模塊2，都采用狀態(tài)機(jī)的方式，每次運(yùn)行至某一個(gè)模塊，如果該模塊的當(dāng)前狀態(tài)未完成，則切換至另一個(gè)模塊，直到下次切換回該模塊，且當(dāng)前狀態(tài)完成，才進(jìn)入下一狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，其設(shè)計(jì)簡單科學(xué)，很好地解決了熱泵系統(tǒng)里面大量的定時(shí)驅(qū)動(dòng)任務(wù)，可提高定時(shí)效率，具有伸縮性和非常強(qiáng)的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)F24H9/20GK102705993SQ201110075678
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者劉丹, 盧燕生, 曹達(dá)民, 王自鑫, 羅方營 申請(qǐng)人:羅方營