专利名称：一种用于水路冷藏运输的自动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷技术领域，具体涉及一种用于水路冷藏运输的自动控制装置。
背景技术：
近年来，我国国民经济持续增长，人民生活水平不断提高，对食品的需求量逐年增力口，对食品的要求也越来越高，呈现出品种多样化、质量优质化的特点。食品从产地收购或捕捞之后，在其加工、贮藏、运输、分销和零售、直到消费者手中，其各个环节始终处于产品所必需的温度环境下，以保证食品质量安全，减少损耗，防止污染的特殊供应链系统。其中冷藏运输是冷链物流中至关重要的一个环节，国内外食品冷藏保鲜市场日益壮大，而且由于食品流通领域的扩大，出口或进口的食品日益增多，所以用于水路运输的船上冷冻冷藏集装箱满足了海洋运输及多样联运的需求。由于食品冷藏运输的特殊性，船上的冷冻冷藏集装箱要求温控精度高，食品的冷藏温度一般保持在3 -2 °C之间，集装箱内温度应稳定、均匀，并且在一昼夜的时间内，集装箱内的温度升高或下降的幅度不超过0. 5 V;食品的冻结温度一般保持在-18 -20 V之间，而且要求在一昼夜时间内，集装箱内的温度升高或下降的幅度不超过I °C。另外由于海洋运输的时间长、手动操作不便，所以急需对制冷系统进行自动控制，使集装箱内制冷机组运行稳定且根据集装箱内、外温度和系统内部气压的改变来自动进行调节，以确保集装箱内的温度及温度控制精度等在所要求的范围内。
发明内容
本发明就是要解决上述问题，提供一种冷藏运输中自动诊断、处理、报警与显示的自动控制装置。为了达到上述效果，本发明提供一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，包括控制柜与控制面板，所述控制柜内设有PLC控制器、能量调节器与加热调节器，所述PLC控制器的输出端与能量调节器、加热调节器的输入端连接；所述PLC控制器的输入端与信号检测模块的输出端连接、PLC控制器的输出端还与电气执行元件的输入端连接；所述控制面板上设有显示器，所述显示器与PLC控制器交互式连接。
所述信号检测模块包括设于制冷机组出口的第一温度传感器、设于集装箱内的第二温度传感器、设于制冷机组的压力传感器及报警电路。所述电气执行元件包括压缩机、蒸发风机、冷凝风机、电磁阀与指示灯；所述PLC控制器的输出端通过能量调节器与压缩机的输入端连接。所述显示器为文本显示器，所述文本显示器通过RS485通讯口与PLC控制器连接。所述PLC控制器为S7-200可编程控制器，其具有运算速度快、可靠性高、性价比高和强大的编程功能。实现对船上集装箱冷冻冷藏制冷机组的自动控制，即通过对能量调节阀、压缩机、加热器的进行控制，优化控制策略和控制流程，根据箱内温度(箱内负荷)的变化，进行双PID的模糊控制理论，起到控制温度控制和精度控制的目的。所述报警电路由电源故障、高低压保护、压缩机保护、加热保护、风机过载组成的报警信号电路，然后传送到PLC控制器进行处理，并将相关结果显示在文本显示器上供工作人员及时发现。本发明的自动控制装置根据制冷机组末端及集装箱内温度的变化，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的PID控制技术来对温度进行调节，即通过控制能量调节器调整阀位信号的输出，从而控制制冷剂流通路径而达到变化的制冷量，使集装箱内温度靠近设定的温度。当能量调节器调整到最低，集装箱内温度有持续降低的可能，这时启动加热调节器对蒸发器进行加热，也可通过PID调节加热调节器的变功率输出，到达控制精度的要求。通过以上双项PID控制方法，解决了现有技术中温度控制精度调节的问题，并通过变冷量的控制，减少了加热调节器的热量，起到了一定的节能作用。本发明整个控制过程不需要人工的介入，全部由自动控制装置进行自动完成，能够对集装箱内的温度、温度控制精度等控制在所要求的范围内，达到使集装箱内制冷机组稳定运行且根据集装箱内外温度和系统内部压力的变化，自动控制系统进行自动调节；同时能够通过文本显示器及时显示整个运输过程中的各项数据，而且充分利用了文本显示器的文本编程功能，对集装箱内的温度、制冷量的参数进行设定，从而减少了按钮等一些操作硬件的使用。文本显示器的人机界面的设计，制冷机组的温度、系统内部压力、故障状态和工作状态等数据的采集，及制冷机组状态显示、自动调节和控制、各种自动保护的功能等，完成了对制冷系统运行的参数的实时监控。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明结构框 图2是本发明自动控制原理 图2中实线为管路连接线，虚线为电路信号线。
具体实施例方式实施例一
如图1所示，一种用于水路冷藏运输的自动控制装置的结构框图，包括控制柜与控制面板，所述控制柜内设有PLC控制器1、能量调节器5与加热调节器6，所述PLC控制器I的输出端分别与能量调节器5、加热调节器6与电气执行元件4的输入端连接；所述PLC控制器I的输入端与信号检测模块3的输出端连接；所述控制面板上设有文本显示器2，文本显示器2与PLC控制器I通过RS485通讯口交互式连接。所述信号检测模块3包括设于制冷机组出口的第一温度传感器31与设于集装箱内的第二温度传感器32、设于制冷机组的压力传感器33及报警电路34，报警电路34由电源故障、高低压保护、压缩机保护、加热保护、风机过载组成的报警信号电路。所述电气执行元件4包括压缩机41、蒸发风机42、冷凝风机43、电磁阀44与指示灯45 ； PLC控制器I的输出端通过能量调节器5与压缩机41的输入端连接。PLC控制器I为S7-200可编程控制器。实施例二
如图2是本发明自动控制原理图，设于制冷机组出口的第一温度传感器31与设于集装箱内的第二温度传感器32、设于制冷机组的压力传感器及报警电路将相关检测信号与故障信号反馈到PLC控制器I中进行处理，PLC控制器I根据处理的结果及时地将命令发送给能量调节器5控制压缩机41中制冷剂的流量，或发送给加热调节器6对蒸发器进行加热；同时控制蒸发风机42、冷凝风机43、电磁阀44与指示灯的工作状况。当集装箱内的温度达不到冷藏所需要的温度范围时，PLC控制器I驱动加热调节器6对制冷机组进行温度的调节如当温度高时，通过控制能量调节器5的调整阀位信号的输出，控制压缩机I的制冷剂流通路径从而达到变化的制冷量，使集装箱内温度靠近设定的温度。当能量调节器调整到最低，集装箱内温度有持续降低的可能时，这时再启动加热调节器6，对蒸发器进行电加热升温调整制冷机组的温度，使温度达到其设定的范围。本发明利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的PID控制技术来对温度进行调节，达到控制温度精度的要求并通过变冷量的控制，减少了加热调节器的热量，起到了一定的节能作用。本发明整个控制过程不需要人工的介入，全部由自动控制装置进行自动完成，能够对集装箱内的温度、温度控制精度等控制在所要求的范围内，达到使集装箱内制冷机组稳定运行且根据集装箱内外温度和系统内部气压的改变，自动控制系统进行自动调节；同时能够通过文本显示器及时显示整个运输过程中的各项数据，而且充分利用了文本显示器的文本编程功能，对集装箱内的温度、制冷量的参数进行设定，从而减少了按钮等一些操作硬件的使用。文本显示器的人机界面的设计，制冷机组的温度、气压、故障状态和工作状态等数据的采集，及制冷机组状态显示、自动调节和控制、各种自动保护的功能等，完成了对制冷系统运行的参数的实时监控。以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，包括控制柜与控制面板，其特征在于所述控制柜内设有PLC控制器、能量调节器与加热调节器，所述PLC控制器的输出端与能量调节器、加热调节器的输入端连接；所述PLC控制器的输入端与信号检测模块的输出端连接、PLC控制器的输出端还与电气执行元件的输入端连接；所述控制面板上设有显示器，所述显示器与PLC控制器交互式连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，其特征在于所述信号检测模块包括设于制冷机组出口的第一温度传感器、设于集装箱内的第二温度传感器、设于制冷机组上的压力传感器以及报警电路。
3.根据权利要求1所述的一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，其特征在于所述电气执行元件包括压缩机、蒸发风机、冷凝风机、电磁阀与指示灯；所述PLC控制器的输出端通过能量调节器与压缩机的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，其特征在于所述显示器为文本显示器，所述文本显示器通过RS485通讯口与PLC控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，其特征在于所述PLC控制器为S7-200可编程控制器。
6.根据权利要求2所述的一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，其特征在于所述报警电路由电源故障、高低压保护、压缩机保护、加热保护、风机过载组成的报警信号电路。
全文摘要
本发明提供一种用于水路冷藏运输的自动控制装置，包括控制柜与控制面板，所述控制柜内设有PLC控制器、能量调节器与加热调节器，所述PLC控制器的输出端与能量调节器、加热调节器的输入端连接；所述PLC控制器的输入端与信号检测模块的输出端连接、PLC控制器的输出端还与电气执行元件的输入端连接；所述控制面板上设有显示器，所述显示器与PLC控制器交互式连接。本发明整个控制过程不需要人工介入，由自动控制装置自动完成，其能够对集装箱内的温度、温度控制精度等控制在所要求的范围内，同时能够通过文本显示器及时显示整个运输过程中的各项数据，实现对制冷系统运行的参数实时监控。
文档编号B60H1/32GK103029551SQ201210381550
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者韩胜忠, 金从卓, 许永峰, 赵贝 申请人:合肥天鹅制冷科技有限公司