专利名称：冷藏集装箱训练模拟器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于培训、训练冷藏集装箱操作人员的模拟器，特别涉及该模拟器 的电路部分。
背景技术：
近年来，国际集装箱运输业做为现代物流的核心产业，正在日新月异的发展，其中冷藏 集装箱(以下简称冷箱)的发展尤为迅猛。冷箱的控制系统采用微电脑控制器自动控制，能 有效保证冷箱内储运货物所需要的最佳保藏条件，储运可靠，深受广大用户欢迎。但是此种 由微电脑控制器控制的冷箱技术含量高，操作复杂，需要专业人员才能进行操作和管理，目 前世界各国从事这种冷箱储运用户、航运公司、大专院校都致力于对操作和管理人员进行培 训和训练。训练操作若在实用冷箱上进行，不方便也不经济，这是因为实用冷箱的体积大， 很难移到室内操作；此外操作时间长，有的项目运行需要长达十几小时；实用冷箱内装有压 縮机、风机、加热器等十多千瓦电气设备，工作时要消耗大量电能，不仅培训效率低，浪费 能源，操作也极不方便。因此发明一种冷箱训练模拟器，节省电能，縮短操作时间，灵活方 便，由室外操作变为室内操作，提高培训效率，无疑是国内外培训单位所期望的。
实用新型内容
本实用新型用模拟电路产生模拟信号解决上述问题，模拟出随着时间变化箱内温度和系 统压力信号，变化的温度和压力信号输入微电脑控制器，控制着冷箱运行状态不断改变，使 训练模拟器的运行能够仿真实用冷藏集装箱运行。
本实用新型采用的技术解决方案是
冷藏集装箱训练模拟器，其包括电源、箱体及显示屏，在箱体内设有微电脑控制器、 模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路及模拟负载电路，所述模拟冷箱内温度信号电 路、模拟压力信号电路、模拟负载电路分别与微电脑控制器连接，微电脑控制器与显示屏连 接。
上述模拟冷箱内温度信号电路包括运算放大器a1、电容c1、电阻r1、继电器k1及继龟
器ki'，运算放大器Ai接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器连接，其正向输入
端与电容c1及继电器k1'触头的公共端连接，电容c1另一端接地，继电器k1'的常开触点 与电阻r1连接之后接地，其常闭触点与继电器k1触头的公共端连接，继电器k1的常开触点 与电源连接，其常闭触点悬空。
上述模拟压力信号电路包括运算放大器a2、电容c2、电阻r2、继电器k2、继电器j及电阻R3，运算放大器A2接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器及继电器J的线圈 一端连接，继电器J线圈的另一端通过电阻R3接地，运算放大器A2的正向输入端与电容C2 及继电器K2触头的公共端连接，电容C2另一端接地，继电器K2的常闭触点与电阻R2连接 之后接地，其常开触点与电源连接。
上述模拟负载电路包括三个电容C、发光二极管D及电阻R4，三个电容C星形连接，发 光二极管D与电阻R4串联后与其中一个电容C并联。
上述箱体内还设有模拟环境温度信号电路、模拟蒸发器入口温度信号电路及模拟蒸发器 出口温度信号电路，这三个电路均由两个电阻串联后， 一端接电源，另一端接地，两电阻的 公共端与微电脑控制器连接。
上述冷藏集装箱训练模拟器还包括步进阀模拟装置，步进阀模拟装置有电机及圆盘，电 机带动圆盘旋转。
本实用新型的有益效果提供一种能仿真冷藏集装箱运行工作状态的训练模拟器，该训 练模拟器无压縮机、冷媒、风机、加热器等设备，用电容做模拟负载，具有体积小耗电省的 优点，总耗电量在200瓦左右。该训练模拟器也无温度传感器和压力传感器，而是使用了模 拟温度信号电路和模拟压力信号电路产生的信号，输入微电脑控制器，控制着训练模拟器自 动运行，使训练模拟器的运行能够仿真实用冷藏集装箱运行，提高了训练模拟器培训效果。 该冷藏集装箱训练模拟器操作方便，控制灵活，运行时间可长可短，大大提高训练培训的效率。
图1为本实用新型电路连接框图； 图2为模拟冷箱内温度信号电路图； 图3为模拟压力信号电路图； 图4为模拟负载电路图。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明 具体实施方式
结合图1、图2、图3、图4，冷藏集装箱训练模拟器，该训练模拟器不使用压縮机、冷 媒、风机、冷凝器、蒸发器等设备，利用电容充放电原理模拟出变化的温度信号、变化的压 力信号，使训练模拟器的运行能够仿真实用冷藏箱的运行。通过改变电容元件充电及放电的 时间即改变"冷箱内温度"或"系统压力"变化速度，使模拟器运行时间可长可短，操作灵 活方便。
冷藏集装箱训练模拟器，包括电源、箱体、步进阀模拟装置及显示屏，在箱体内设有微电脑控制器、模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路、模拟负载电路、模拟环境温 度信号电路、模拟蒸发器入口温度信号电路、模拟蒸发器出口温度信号电路及步进阀模拟装 置。
模拟冷箱内温度信号电路包括运算放大器A1、电容C1、电阻R1、继电器K1及继电器K1'。 运算放大器Al接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器连接，其正向输入端与电容 C1及继电器K1'触头的公共端连接，电容C1另一端接地，继电器K1'的常开触点与电阻R1 连接之后接地，其常闭触点与继电器K1触头的公共端连接，继电器K1的常开触点与电源连 接，其常闭触点悬空。
运算放大器A1接成电压跟随器形式，输出电压Uo与输入电压Ui大小相等、极性相同， 具有输入阻抗高，输出阻抗低的特性，输入电流可近似为零。当模拟制冷运行时，微电脑控 制器输出压縮机工作信号，使继电器K1线圈通电，其常开触点闭合，电容C1充电，Ui增大， 随之Uo也增大，Uo输入微电脑控制器后，其对应"箱内温度"在显示屏中显示出来，并显 示温度值逐渐下降，当显示的温度值达到微电脑控制器设定温度时，微电脑控制器停止输出 压縮机工作信号，继电器K1线圈断电，其常开触点断开，电容C1通过运算放大器A1放电， 放电电流很小，几乎为零，Ui减小速度很慢，Uo减小速度很慢，显示"箱内温度"上升很慢， 这与实用冷箱压縮机停机后，由于箱内与周围环境存在热量交换而使箱内温度缓慢上升非常 相似。当模拟加热运行时，微电脑控制器输出加热器工作信号，使继电器K1'线圈通电，其 常开触点闭合，接通电阻R1，电容C1通过R1放电，Ui减小，随之Uo也减小，Uo输入微电 脑控制器后，其对应"箱内温度"在显示屏中显示出来，并逐渐上升，当显示的温度值达到 微电脑控制器设定温度时，微电脑控制器停止输出加热器工作信号，继电器K1'线圈断电， 其常开触点断开，放电停止。同时记录器记录下相应"箱内温度"，对应"箱内温度"控制 着冷箱模拟器各设备的工作。
实用冷箱箱内温度变化都很慢，当选择合适的电源VCC、电阻R1、电容C1的参数时，能 使Uo变化的速度与实用冷箱内温度变化速度接近，也可将电源电压、电阻R1改为可变化的， 灵活改变升温降温时间，使模拟器的操作方便灵活，縮短运行时间。
实用冷箱工作时，冷箱运行也受系统压力的控制，例如CARRIER冷藏集装箱，当压縮机 启动时，压縮机排气压力上升，当压力升到2500Kpa时，高压开关断开，压缩机停止运行， 以保护系统的安全。
模拟压力信号电路包括运算放大器A2、电容C2、电阻R2、继电器K2、继电器J及电阻 R3，运算放大器A2接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器及继电器J的线圈一端连 接，继电器J线圈的另一端通过电阻R3接地，运算放大器A2的正向输入端与电容C2及继电器K2触头的公共端连接，电容C2另一端接地，继电器K2的常闭触点与电阻R2连接之后接 地，其常开触点与电源连接。
当模拟压缩机工作时，微电脑控制器输出压縮机工作信号，继电器K2线圈通电，其常开 触点闭合，电容C2充电，Ui增大，随之Uo也增大，Uo输入微电脑控制器后，其对应"系统 压力"值在显示屏中显示出来，并显示逐渐上升。选择合适的电阻R3，使当显示压力值达到 2500Kpa时，加在继电器J线圈上的电流正好达到继电器J的吸合电流时，继电器J吸合， 触点J断开(模拟高压开关)，由于触点J是串联在压縮机输出信号电路中，停止模拟压縮机 工作，继电器K2线圈断电，其常闭触点接通R2，电容C2通过R2放电，Uo减小，当Uo减小 到一定值时，继电器J释放，触点J闭合。模拟压縮机吸气压力也用类似方法。
模拟负载电路包括三个电容C、发光二极管D及电阻R4，三个电容C星形连接，发光二 极管D与电阻R4串联后与其中一个电容C并联。
实用冷箱电力负载(包括压縮机、冷凝风机、蒸发风机高速、蒸发风机低速、加热器等)， 工作时其电流信号经电流传感器检测后，输入微电脑控制器，检测电流数值在显示屏中显示。 操作人员在装货前要对冷箱的每一电力负载进行检查，当负载实际电流与微电脑控制器中设 定电流值有差异时控制器发出报警。为了节省电能，减小体积，便于操作，本实用新型采用 了模拟负载，由模拟负载提供电流信号经电流互感器输入微电脑控制器。每一个模拟负载由 三个电容连接成。根据实用冷箱负载的大小选用电容量的大小，例如压縮机选用75wF、冷 凝风机选用10uF、蒸发风机高速选用30yF、蒸发风机低速选用15nF等。每一个模拟负载 的工作状况用发光二极管表示，当负载有信号输出时相应的发光二极管被激励。使用电容作 模拟负载，使模拟器具有体积小，重量轻的特点，并且不消耗有功功率，整个训练模拟器耗 电仅有200瓦左右。
模拟环境温度信号电路、模拟蒸发器入口温度信号电路及模拟蒸发器出口温度信号电路， 这三个电路均由两个电阻串联后， 一端接电源，另一端接地，两电阻的公共端与微电脑控制 器连接。实用冷箱的环境温度、蒸发器入口温度、蒸发器出口温度，因为不是控制温度，可 以用固定的信号输入微电脑控制器，因此可用两个电阻串联分压获得模拟温度信号，也可用 手动电位器产生可调节的模拟温度信号。
步进阀模拟装置，步进阀模拟装置有步进电机及圆盘，步进电机带动圆盘旋转。实用冷 箱步进阀是由步进电机和阀体组成，微电脑控制器产生脉冲信号输入步进电机使其旋转，由 于步进电机装在壳体内看不到旋转，故本实用新型采用步进电机直接带动一个圆盘旋转，使 其形象直观。
其它电磁阀工作状态，也用发光二极管表示，当有电磁阀信号输出时，相应的发光二极管被激励。
将冷藏集装箱训练模拟器内的微电脑控制器与电脑相连，能随时査询训练模拟器所存储 的运行数据。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技 术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应 属于实用新型的保护范围。
权利要求1、冷藏集装箱训练模拟器，其包括电源、箱体及显示屏，其特征在于所述箱体内设有微电脑控制器、模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路及模拟负载电路，所述模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路、模拟负载电路分别与微电脑控制器连接，微电脑控制器与显示屏连接。
2、 根据权利要求1所述的冷藏集装箱训练模拟器，其特征在于所述模拟冷箱内温度信 号电路包括运算放大器(Al)、电容(Cl)、电阻(Rl)、继电器(Kl)及继电器(Kl')，运 算放大器(Al)接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器连接，其正向输入端与电容(Cl)及继电器(Kl')触头的公共端连接，电容(Cl)另一端接地，继电器(Kl')的常 开触点与电阻(Rl)连接之后接地，其常闭触点与继电器(Kl)触头的公共端连接，继电器 (Kl)的常开触点与电源连接，其常闭触点悬空。
3、 根据权利要求1或2所述的冷藏集装箱训练模拟器，其特征在于所述模拟压力信号 电路包括运算放大器(A2)、电容(C2)、电阻(R2)、继电器(K2)、继电器(J)及电阻(R3)， 运算放大器(A2)接成电压跟随器形式，其输出端与微电脑控制器及继电器(J)的线圈一端 连接，继电器(J)线圈的另一端通过电阻(R3)接地，运算放大器(A2)的正向输入端与电 容(C2)及继电器(K2)触头的公共端连接，电容(C2)另一端接地，继电器(K2)的常闭 触点与电阻(R2)连接之后接地，其常开触点与电源连接。
4、 根据权利要求3所述的冷藏集装箱训练模拟器，其特征在于所述模拟负载电路包括 三个电容C、发光二极管D及电阻R4，三个电容C星形连接，发光二极管D与电阻R4串联后 与其中一个电容C并联。
5、 根据权利要求4所述的冷藏集装箱训练模拟器，其特征在于所述箱体内还设有模拟 环境温度信号电路、模拟蒸发器入口温度信号电路及模拟蒸发器出口温度信号电路，这三个 电路均由两个电阻串联后， 一端接电源，另一端接地，两电阻的公共端与微电脑控制器连接。
6、 根据权利要求5所述的冷藏集装箱训练模拟器，其特征在于所述冷藏集装箱训练模 拟器还包括步进阀模拟装置，步进阔模拟装置有电机及圆盘，电机带动圆盘旋转。
专利摘要本实用新型公开一种冷藏集装箱训练模拟器，其包括电源、箱体及显示屏，在箱体内设有微电脑控制器、模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路及模拟负载电路，所述模拟冷箱内温度信号电路、模拟压力信号电路、模拟负载电路分别与微电脑控制器连接，微电脑控制器与显示屏连接。该冷藏集装箱训练模拟器无压缩机、冷媒、风机、加热器等设备，但能够仿真实用冷藏集装箱运行。该冷藏集装箱训练模拟器用电容做模拟负载，具有体积小耗电省的优点，总耗电量在200瓦左右；此外该冷藏集装箱训练模拟器操作方便，控制灵活，运行时间可长可短，大大提高训练培训的效率。
文档编号G09B25/02GK201222321SQ20082002312
公开日2009年4月15日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者娟 刘, 姜维尧, 耿贤春 申请人:青岛鑫三利冷箱技术有限公司