直式冰箱的模擬操控體系預(yù)設(shè)研討

　　1對(duì)電冰箱的控制要求

　　目前市場(chǎng)銷售的雙門直冷式電冰箱，含有冷凍室和冷藏室，冷凍室通常用于冷凍的溫度為- 6～- 18℃；冷藏室用于在相對(duì)冷凍室較高的溫度下存放食品(food)，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，室溫一般為0～10℃。
　　傳統(tǒng)的電冰箱溫度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷凍室的不同溫度是通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器在兩室的面積大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，溫度調(diào)節(jié)完全依靠壓縮機(jī)的開(kāi)停來(lái)控制。但是冰箱內(nèi)的溫度受諸多因素的影響，如放入冰箱物品初始溫度的高低、存放品的散熱特性及熱容量、物品在冰箱的充滿率、環(huán)境溫度的高低、開(kāi)門的頻繁程度等。因此對(duì)這種受控參數(shù)及隨機(jī)因素很多的溫度控制，既難以建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型(model)，也無(wú)法用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良的電冰箱應(yīng)該具有較高的溫度控制精度，同時(shí)又有最優(yōu)的節(jié)能(Energy saving)效果，而為了達(dá)到這一設(shè)計(jì)要求采用模糊控制技術(shù)無(wú)疑是最佳的選擇。
　　2電冰箱制冷系統(tǒng)的改進(jìn)
　　為了提高(電冰箱的溫度（temperature)控制（control)精度（精確度）和實(shí)現(xiàn)節(jié)能(Energy saving)效果，我們對(duì)傳統(tǒng)的電冰箱制冷系統(tǒng)(system)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)(design)了一套模糊控制器，實(shí)現(xiàn)了雙溫雙控、自動(dòng)化霜、故障報(bào)警、溫度顯示等功能，同時(shí)可根據(jù)不同的使用(use)情況(Condition)確定冷量的最佳分配，大大提高了直冷式電冰箱的制冷性能，并具有節(jié)能效果。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。改進(jìn)后的電冰箱制冷系統(tǒng)流程圖如圖1所示。
　　所示，在冰箱原冷藏室蒸發(fā)器的兩端并聯(lián)了一只雙穩(wěn)態(tài)電磁閥1，在原冷凍(freezing)室蒸發(fā)器前直通了一只雙穩(wěn)態(tài)電磁閥2，其工作原理如下：首先根據(jù)冷藏室和冷凍室的溫度情況(Condition)及溫度設(shè)定值決定是否開(kāi)壓縮機(jī)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。當(dāng)冷藏室的溫度及其變化率高于某一值時(shí)，壓縮機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)，此時(shí)閥1、閥2關(guān)閉，制冷劑經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝、毛細(xì)管節(jié)流降壓后在蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷；當(dāng)冷藏室的溫度符合要求時(shí)，閥1打開(kāi)。
　　由于制冷劑在冷藏室蒸發(fā)器中蒸發(fā)時(shí)膨脹所產(chǎn)生的阻力使得制冷劑開(kāi)始分流，通過(guò)閥1進(jìn)入冷凍室，使冷凍室的溫度迅速降低；一旦冷凍室的溫度達(dá)到要求后，壓縮機(jī)停機(jī)，閥1關(guān)閉；當(dāng)閥1打開(kāi)時(shí)，制冷劑在冷凍室蒸發(fā)器中有可能氣化不完全，剩余一些液體，儲(chǔ)液罐的作用是對(duì)剩余液體進(jìn)行回收，以免其直接流回到壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊閥2的作用是用于自動(dòng)化霜，平時(shí)閥2關(guān)閉，當(dāng)霜厚檢測(cè)(檢查并測(cè)試)電路檢測(cè)到化霜時(shí)，打開(kāi)閥2，壓縮機(jī)流出的高溫(high temperature)高壓氣(Pressure)體直接進(jìn)入冷凍室蒸發(fā)器，使其表面的霜迅速溶化；化霜一段時(shí)間后，閥2關(guān)閉，冰箱恢復(fù)正常運(yùn)行。
　　3電冰箱的模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　電冰箱的模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所示，主要由單片機(jī)、電源、檢測(cè)電路、鍵盤、顯示(display)電路、報(bào)警(Call the police)電路等部分組成
　　該系統(tǒng)(system)單片機(jī)采用MOT OROLA生產(chǎn)的高性能M C6805R6作為中央處理器，芯片內(nèi)置A / D轉(zhuǎn)換，有8路模擬量輸入端口，為實(shí)現(xiàn)模糊控制（control)程序的運(yùn)行與信號(hào)的檢測(cè)提供了強(qiáng)有力的保證。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件，空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機(jī)，檢查壓縮機(jī)所有部件，排除壓縮機(jī)所有故障。
　　該系統(tǒng)的輸入部分主要用于輸入電冰箱的內(nèi)外部狀態(tài)(status)、電源狀態(tài)、開(kāi)門狀態(tài)和用戶設(shè)定的溫度系統(tǒng)主要有冷凍室、冷藏室、環(huán)境溫度、電源等的狀態(tài)檢測(cè)，通過(guò)溫度及開(kāi)門狀態(tài)的檢測(cè)和處理，根據(jù)模糊推理決策控制壓縮機(jī)及相應(yīng)閥的開(kāi)停。
　　該系統(tǒng)(system)的輸出(Output)部分主要用于控制（control)壓縮機(jī)、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥(magnet valve )1、2的開(kāi)啟和溫度顯示及故障報(bào)警，所以輸出電路包括壓縮機(jī)通斷控制電路和雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)啟控制線路以及溫度顯示電路及故障報(bào)警電路。
　　4模糊控制原理(yuán lǐ)
　　電冰箱在運(yùn)行過(guò)程(guò chéng)中由于存放食品種類的不同、環(huán)境溫度的差異、開(kāi)門次數(shù)的多少、電源(power supply)電壓波動(dòng)等因素的影響，冷藏室、冷凍室總體冷量及分配關(guān)系不斷發(fā)生變化，因此需要控制壓縮COM 
　　P、閥V
　　1、閥V2三者之間的開(kāi)停關(guān)系，使總體冷量及其在兩室之間的分配最佳。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。
　　對(duì)于COM 
　　P、V1、V 2只有兩種確定的狀態(tài)開(kāi)與關(guān)，但何時(shí)開(kāi)關(guān)要受諸多因素的影響(influence)與制約，具有一定的模糊性。我們根據(jù)常規(guī)知識(shí)、大量的實(shí)驗(yàn)及專家經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一套控制（control)規(guī)則，并基于這些規(guī)則設(shè)計(jì)了一套控制器，采用模糊控制技術(shù)(technology)推理（Reasoning)出壓縮機(jī)的最佳開(kāi)停點(diǎn)、閥1、閥2的最佳開(kāi)啟點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了電冰箱運(yùn)行狀態(tài)的控制。例如，決定壓縮機(jī)是否開(kāi)機(jī)的控制規(guī)則為（此時(shí)COM P= OFF， V1= OFF） ：（ 1）如果冷凍、冷藏兩室溫度高且變化率大，環(huán)境溫度也高則壓縮機(jī)開(kāi)。
　?。?2）如果冷藏室溫度高且變化率大，冷凍室溫度及變化率均低，而環(huán)境溫度高則壓縮機(jī)(compressor)開(kāi)。
　?。?3）如果冷藏室溫(temperature)度及變化率均低，而冷凍室溫度及變化率均高，但環(huán)境(environment)溫度低則壓縮機(jī)開(kāi)。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　（ 4）如果冷凍(freezing)、冷藏兩室溫度及變化率均適中，而環(huán)境溫度低，則壓縮機(jī)停。
　?。?5）如果冷藏室溫度及變化率適中，冷凍室溫度及變化率高，而環(huán)境溫度適中則壓縮(compression)機(jī)(compressor)開(kāi)。
　?。?6）如果冷藏室溫度（temperature)及變化率適中，冷凍(freezing)室溫度及變化率低，而環(huán)境(environment)溫度適中則壓縮機(jī)開(kāi)。
　　化霜電路采用M OTOROLA的專用半導(dǎo)體（semiconductor）傳感器M T S102檢測(cè)霜厚，通過(guò)模糊推理關(guān)閉閥2，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)(automatic)化霜。
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　采用模糊控制（control)技術(shù)對(duì)電冰箱的制冷(Refrigeration)系統(tǒng)(system)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的雙溫雙控，可使電冰箱根據(jù)使用條件的變化，迅速合理的調(diào)節(jié)冷量的分配，避免兩室蒸發(fā)(evaporation)器面積分配的不當(dāng)或使用條件的變化而造成冷量的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能(Energy saving)。