直式冰箱的模擬操控體系預(yù)設(shè)研討

　　1對電冰箱的控制要求

　　目前市場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調(diào)節(jié)蒸發(fā)器在兩室的面積大小來實現(xiàn)的，溫度調(diào)節(jié)完全依靠壓縮機的開停來控制。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、開門的頻繁程度等。因此對這種受控參數(shù)及隨機因素很多的溫度控制，既難以建立一個標準的數(shù)學(xué)模型(model)，也無法用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。一臺品質(zhì)優(yōu)良的電冰箱應(yīng)該具有較高的溫度控制精度，同時又有最優(yōu)的節(jié)能(Energy saving)效果，而為了達到這一設(shè)計要求采用模糊控制技術(shù)無疑是最佳的選擇。
　　2電冰箱制冷系統(tǒng)的改進
　　為了提高(電冰箱的溫度（temperature)控制（control)精度（精確度）和實現(xiàn)節(jié)能(Energy saving)效果，我們對傳統(tǒng)的電冰箱制冷系統(tǒng)(system)進行了改進，設(shè)計(design)了一套模糊控制器，實現(xiàn)了雙溫雙控、自動化霜、故障報警、溫度顯示等功能，同時可根據(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。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機是非常大的應(yīng)用程序。改進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)定值決定是否開壓縮機。昆山空壓機保養(yǎng)冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經(jīng)過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。當冷藏室的溫度及其變化率高于某一值時，壓縮機開始運轉(zhuǎn)(Operation)，此時閥1、閥2關(guān)閉，制冷劑經(jīng)過冷凝器冷凝、毛細管節(jié)流降壓后在蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷；當冷藏室的溫度符合要求時，閥1打開。
　　由于制冷劑在冷藏室蒸發(fā)器中蒸發(fā)時膨脹所產(chǎn)生的阻力使得制冷劑開始分流，通過閥1進入冷凍室，使冷凍室的溫度迅速降低；一旦冷凍室的溫度達到要求后，壓縮機停機，閥1關(guān)閉；當閥1打開時，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，儲液罐的作用是對剩余液體進行回收，以免其直接流回到壓縮機產(chǎn)生液擊閥2的作用是用于自動化霜，平時閥2關(guān)閉，當霜厚檢測(檢查并測試)電路檢測到化霜時，打開閥2，壓縮機流出的高溫(high temperature)高壓氣(Pressure)體直接進入冷凍室蒸發(fā)器，使其表面的霜迅速溶化；化霜一段時間后，閥2關(guān)閉，冰箱恢復(fù)正常運行。
　　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、電源、檢測電路、鍵盤、顯示(display)電路、報警(Call the police)電路等部分組成
　　該系統(tǒng)(system)單片機采用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，為實現(xiàn)模糊控制（control)程序的運行與信號的檢測提供了強有力的保證。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉(zhuǎn)1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。
　　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，通過溫度及開門狀態(tài)的檢測和處理，根據(jù)模糊推理決策控制壓縮機及相應(yīng)閥的開停。
　　該系統(tǒng)(system)的輸出(Output)部分主要用于控制（control)壓縮機、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥(magnet valve )1、2的開啟和溫度顯示及故障報警，所以輸出電路包括壓縮機通斷控制電路和雙穩(wěn)態(tài)開啟控制線路以及溫度顯示電路及故障報警電路。
　　4模糊控制原理(yuán lǐ)
　　電冰箱在運行過程(guò chéng)中由于存放食品種類的不同、環(huán)境溫度的差異、開門次數(shù)的多少、電源(power supply)電壓波動等因素的影響，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。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機是非常大的應(yīng)用程序。
　　對于COM 
　　P、V1、V 2只有兩種確定的狀態(tài)開與關(guān)，但何時開關(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、大量的實驗及專家經(jīng)驗總結(jié)了一套控制（control)規(guī)則，并基于這些規(guī)則設(shè)計了一套控制器，采用模糊控制技術(shù)(technology)推理（Reasoning)出壓縮機的最佳開停點、閥1、閥2的最佳開啟點，從而實現(xiàn)了電冰箱運行狀態(tài)的控制。例如，決定壓縮機是否開機的控制規(guī)則為（此時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開。
　?。?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(compressor)開。
　　（ 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)溫度低則壓縮機開。昆山空壓機是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個轉(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(compressor)開。
　?。?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)溫度適中則壓縮機開。
　　化霜電路采用M OTOROLA的專用半導(dǎo)體（semiconductor）傳感器M T S102檢測霜厚，通過模糊推理關(guān)閉閥2，實現(xiàn)自動(automatic)化霜。
　　5結(jié)束語
　　采用模糊控制（control)技術(shù)對電冰箱的制冷(Refrigeration)系統(tǒng)(system)進行改進，實現(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)器面積分配的不當或使用條件的變化而造成冷量的浪費，從而實現(xiàn)節(jié)能(Energy saving)。