专利名称：冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率控制系统，特别涉及冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统。
背景技术：
集装箱运输业作为现代物流的核心产业，正在日新月异的迅猛发展，其中 冷藏集装箱储运是一种高利润、高风险的集装箱储运，它需要高技术的可靠支 持，才能有效避免高风险而获得高利润。目前，常规的冷藏集装箱热工性能测 试中功率一般采用继电器控制，直接调节箱内加热器的电压，包括加热器风机 的电压，这种控制调节方式使得系统的功率波动不易稳定，所得的测试结果不 能满足新的各个相关标准、协议的要求。此外箱内控制加热部分没有单独的稳 压设备，更易使系统的功率控制超标，导致新造冷藏集装箱不满足或不符合相 关标准、协议的问题，使得制造企业面临箱东的索赔而面临巨额赔偿。
关于冷藏集装箱改进的专利有很多，其中一篇专利号为200620144532.3所 公开的冷藏集装箱安全智能检测系统，它是对冷藏集装箱安全的保护措施，可 提高货运效率，增强货运安全。
随着城市港口的快速发展，集装箱运输频繁，而常规的冷藏集装箱的功率 控制系统尚不完善，系统的功率控制容易超标，影响检测结果和效率，容易给 相关制造企业和箱东造成损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供冷藏集装箱热工性能测试功率控制 系统，便于功率的稳定控制，是一种全新的功率控制模式。
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的
冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特征在于，它包括高精度稳压感器、第二功率传感器、控制装置和工控机；
所述高精度稳压器的输入端接进220V交流电，高精度稳压器的输出端与所 述可控硅的输入端电连接；
所述可控硅的输入端连接风机和第一功率传感器，第一功率传感器与风机 并联，所述第一功率传感器连接控制装置的输入端，将风机运转的功率信号反 馈给所述控制装置；可控硅的输出端连接电热丝加热器和第二功率传感器，第 二功率传感器与电热丝加热器并联；所述第二功率传感器连接控制装置的输入 端，将电热丝加热器工作的功率信号反馈给所述控制装置；
所述控制装置的控制端连接所述工控机。
所述第一功率传感器包含一用以检测风机运转的功率信号的第一电流互感 器，第二功率传感器包含一用以检测电热丝加热器工作的功率信号的第二电流 互感器。
所述控制装置包括一PLC装置、温度变送器模块、模拟量输出变送器模块 和模拟量输入变送器模块；所述模拟量输出变送器模块连接所述可控硅的控制 端，以控制可控硅的导通角；所述温度变送器模块连接布置于箱体内各测温点 的若干温度传感器，以检测箱内的温度；所述模拟量输入变送器模块的输入端 接入第一功率传感器和第二功率传感器；所述第一功率传感器和第二功率传感 器接受来自风机和电热丝加热器的功率信号并将其传送给控制装置内的模拟量 输入变送器，通过模拟量输出变送器将信号又传输给可控硅进行控制。
所述电热丝加热器的加热控制采用可控硅相位调整器控制加热功率。
所述PLC模块的另一端通过232/485接口与工控机电连接，实现与所述工 控机的通讯完成数据交换。
箱内加热器包括风机与电热丝加热器，所述风机和电热丝加热器单独采用 高精度稳压器，加热设备采用单向220V电压；两者的实际实时功率由所述功率 传感器通过电流传感器感应电流和测量电压后测得，并可以实时LED显示。
可控硅的控制直接受PLC装置的控制，接受PLC装置的4-20mA信号后动 作调整可控硅的导通角，以使功率满足要求。
本发明的实施方法如下所述 (1)将箱内加热器部分的风机和电热丝加热器的电路隔离开来；
4(2) 箱内加热器部分单独采用高精度稳压器，给箱内加热器及风机的电路 稳压，加热设备采用单向220V电压；
(3) 加热器部分中的电热丝的加热控制采用可控硅相位调整器(SCR)控
制加热功率；
(4) 箱内加热器的功率分为风机功率和电热丝加热器功率，两者分别采集
变送，进入PLC装置后进行处理后再单独给可控硅控制信号；
(5) 系统的功率控制方式以箱内12个测点平均温度为系统的控制信号，
在稳定温度的前提采集功率。
本发明的有益效果是，通过直接对箱内加热器单独稳压，利用箱内平均温 度的返回值控制实际的加热功率，同时箱内加热器和箱内加热器风机分别独立
供电和控制，便于功率的稳定控制，使得功率能够满足GB、 ISO、 ATP等标准 或者协议的精度要求。
下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明； 图1为本发明的结构示意图。
其中，A:高精度稳压器，B:可控硅，C:箱内加热器，Cl:风机，C2: 电热丝加热器，Dl:第一电流互感器，D2:第一电流互感器，El:第一功率传 感器，E2:第二功率传感器，F:温度变送器模块，G:模拟量输出变送器模块， H:模拟量输入变送器模块，I: PLC装置，J:温度传感器，K:工控机。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，改变了以前箱内功率控制 加热部分没有单独的稳压设备状况，而将箱内加热器部分的风机和电热丝加热 器的电路隔离开来，箱内加热器部分单独采用高精度稳压器，给箱内加热器及 风机的电路稳压。通过直接对箱内加热器单独稳压，利用箱内平均温度的返回 值控制实际的加热功率，同时箱内加热器和箱内加热器风机分别独立供电和控制，便于功率的稳定控制。 实施例
如图1所示，冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，包括
高精度稳压器A、可控硅B、箱内加热器C、风机C1、电热丝加热器C2、第一 电流互感器D1、第一电流互感器D2、第一功率传感器E1、第二功率传感器E2、 控制装置、温度变送器模块F、模拟量输出变送器模块G、模拟量输入变送器模 块H、 PLC装置I、 12只温度传感器J和工控机K。
高精度稳压器A的输入端接进220V交流电，高精度稳压器A的输出端与 可控硅B的输入端电连接。 '
可控硅B的输出端与箱内加热器C电连接，并为箱内加热器的电热丝供电， 可控硅B的控制直接受与其电连接的PLC装置I控制。可控硅B的输入端连接 风机C1和第一功率传感器E1，第一功率传感器E1与风机C1并联，第一功率 传感器El连接控制装置的输入端，将风机Cl运转的功率信号反馈给控制装置； 可控硅B的输出端连接电热丝加热器C2和第二功率传感器E2，第二功率传感 器E2与电热丝加热器C2并联；第二功率传感器E2连接控制装置的输入端，将 电热丝加热器C2工作的功率信号反馈给所述控制装置。
控制装置的控制端连接所述工控机。
第一功率传感器E1包含一用以检测风机运转的功率信号的第一电流互感器 Dl，第二功率传感器E2包含一用以检测电热丝加热器工作的功率信号的第二电 流互感器D2。
控制装置包括一 PLC装置I、温度变送器模块F、模拟量输出变送器模块G 和模拟量输入变送器模块H; PLC装置I一端依次连接温度变送器模块F、模拟 量输出变送器模块G和模拟量输入变送器模块H;
模拟量输出变送器模块G与可控硅B的控制端，以控制可控硅B的导通角； 温度变送器模块F连接布置于箱体内各测温点的12个温度传感器J，以检 测箱内的温度；
模拟量输入变送器模块H的输入端接入第一功率传感器E1和第二功率传感 器E2;第一功率传感器E1和第二功率传感器E2接受来自风机C1和电热丝加 热器C2的功率信号并将其传送给控制装置内的模拟量输入变送器模块H，通过
6模拟量输出变送器模块H将信号又传输给可控硅B进行控制。
温度变送器F并联连接12只温度传感器J，通过箱内均布的12点Ptl00测 量箱内各点的温度；功率控制系统以温度传感器J测得平均温度的返回值控制实 际的加热功率。
PLC装置I的另一端通过232/485接口与工控机K电连接，实现与工控机K 的通讯完成数据交换。
箱内加热器C包括风机Cl与和电热丝加热器C2，两者的实际实时功率由 第一功率传感器El和第二功率传感器E2通过第一电流互感器Dl和第二电流 互感器D2感应电流和测量电压后测得，并可以实时LED显示。电热丝加热器 C2的加热控制采用可控硅相位调整器控制加热功率。
可控硅B的控制直接受PLC装置I的控制，接受PLC装置I的4-20mA信 号后动作调整可控硅B的导通角，以使功率满足要求。
本发明的实施方法如下
(1) 将箱内加热器C部分的风机Cl和电热丝加热器C2的电路隔离开来；
(2) 箱内加热器C部分单独采用高精度稳压器A，给箱内加热器C及风机 Cl的电路稳压，加热设备采用单向220V电压；
(3) 加热器部分中的电热丝的加热控制采用可控硅B相位调整器(SCR) 控制加热功率；
(4) 箱内加热器C的功率分为风机Cl功率和电热丝加热器C2功率，两 者分别采集变送，进入PLC装置I后进行处理后再单独给可控硅B控制信号；
(5) 系统的功率控制方式以箱内12个测点平均温度为系统的控制信号， 在稳定温度的前提采集功率。
再次参看图l，本发明的工作原理是220V交流电经过高精度稳压器A的 稳压作用后，作为可控硅B的输入端，可控硅B的输出端分别为冷藏集装箱的 箱内加热器电热丝供电，可控硅B的控制直接受PLC装置I的控制，接受I的 4一20mA的信号后动作调整可控硅B的导通角，以使功率满足要求；经过稳压 后的220V电路直接为箱内加热器的各个风机单独供电，箱内加热器C的功率分 为两个部分，风机C1和电热丝加热器C2，两者的实际实时功率由功率传感器E 通过电流互感器D感应电流和测量电压后测得，并可以实时LED显示，E能够
7将实际的功率采集值变送为4一20mA信号给模拟量输入变送器H;温度变送器 F通过箱内均布的12点PtlOO测量箱内各点的温度；PLC装置I完成系统的数 据基本处理和设备控制的作用，能够计算12点平均温度和箱内加热器总的功率， 在维持平均温度稳定的情况下控制B的导通角，使得功率控制在稳定的范围内。 同时，PLC装置I可以通过232/485接口实现与工控机K的通讯数据交换。系统 各部分协同工作使箱内功率能够满足各标准、协议的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发 明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
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权利要求
1、冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特征在于，它包括高精度稳压器、可控硅、第一功率传感器、第二功率传感器、控制装置和工控机；所述高精度稳压器的输入端接进220V交流电，高精度稳压器的输出端与所述可控硅的输入端电连接；所述可控硅的输入端连接风机和第一功率传感器，第一功率传感器与风机并联，所述第一功率传感器连接控制装置的输入端，将风机运转的功率信号反馈给所述控制装置；可控硅的输出端连接电热丝加热器和第二功率传感器，第二功率传感器与电热丝加热器并联；所述第二功率传感器连接控制装置的输入端，将电热丝加热器工作的功率信号反馈给所述控制装置；所述控制装置的控制端连接所述工控机。
2、 根据权利要求1所述的冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特 征在于，所述第一功率传感器包含一用以检测风机运转的功率信号的第一电 流互感器，第二功率传感器包含一用以检测电热丝加热器工作的功率信号的 第二电流互感器。
3、 根据权利要求1所述的冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特 征在于，所述控制装置包括一PLC装置、温度变送器模块、模拟量输出变送 器模块和模拟量输入变送器模块；所述模拟量输出变送器模块连接所述可控 硅的控制端，以控制可控硅的导通角；所述温度变送器模块连接布置于箱体 内各测温点的若干温度传感器，以检测箱内的温度；所述模拟量输入变送器 模块的输入端接入第一功率传感器和第二功率传感器；所述第一功率传感器 和第二功率传感器接受来自风机和电热丝加热器的功率信号并将其传送给控 制装置内的模拟量输入变送器，通过模拟量输出变送器将信号又传输给可控 硅进行控制。
4、 根据权利要求1所述的冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特 征在于，所述电热丝加热器的加热控制采用可控硅相位调整器控制加热功率。
5、 根据权利要求2所述的冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，其特 征在于，所述PLC模块的另一端通过232/485接口与工控机电连接，实现与 所述工控机的通讯完成数据交换。
全文摘要
本发明公开了冷藏集装箱热工性能测试功率控制系统，它包括高精度稳压器、可控硅、第一功率传感器、第二功率传感器、控制装置和工控机，所述高精度稳压器的输入端接入220V交流电，高精度稳压器的输出端与所述可控硅的输入端电连接；所述可控硅的输入端连接风机，可控硅的输出端连接电热丝加热器；所述可控硅的输入端还连接风机和第一功率传感器，可控硅的输出端连接电热丝加热器和第二功率传感器，所述两个功率传感器连接所述控制装置的输入端，所述控制装置的输出端连接可控硅的控制端，控制装置的输出端还连接一工控机。本发明通过直接对箱内加热器和风机单独稳压，分别独立供电和控制，使功率得到稳定控制。
文档编号G05F1/66GK101493713SQ20091004667
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月26日 优先权日2009年2月26日
发明者丹 曹, 伟 甘, 珺 纪, 韩厚德, 黄传明 申请人:上海海事大学