專(zhuān)利名稱(chēng)：超低溫冷柜溫度控制裝置的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，特別是一種超低溫冷柜溫度控制裝置。
二背景技術(shù)：
眾所周知，醫(yī)用超低溫冷柜里，所貯存的大都是醫(yī)療、科研試驗(yàn)用的有生物活性物質(zhì)，例如疫苗、血漿、生物試劑等，一旦冷柜發(fā)生故障，生物活性物質(zhì)就會(huì)變質(zhì)或失效，造成人體生命安全和試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等重大不可彌補(bǔ)的損失，現(xiàn)有的超低溫冷柜的溫度控制裝置有機(jī)械溫控型、電氣模擬溫控型，其不足之處一是其溫度控制裝置只能進(jìn)行單臺(tái)超低溫冷柜的現(xiàn)場(chǎng)操控，而不能對(duì)多臺(tái)超低溫冷柜的操控，特別是對(duì)超低溫冷柜的遠(yuǎn)程操控，二是超低溫冷柜溫度控制裝置只能進(jìn)行人工溫度記錄，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)溫度記錄，歷史溫度查看及打印，原有的溫度控制裝置可靠性差。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)控制箱內(nèi)溫度(-30℃～-90℃)、環(huán)境溫度和進(jìn)風(fēng)溫度自動(dòng)顯示、超高溫和超低溫報(bào)警、制冷系統(tǒng)故障報(bào)警、斷電報(bào)警、整機(jī)運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)記錄和查詢(xún)，并可通過(guò)數(shù)據(jù)總線或Internet由計(jì)算機(jī)遙控操作多臺(tái)醫(yī)用超低溫冷柜運(yùn)行的超低溫冷柜溫度控制裝置。
本實(shí)用新型可以通過(guò)如下措施達(dá)到一種超低溫冷柜溫度控制裝置，設(shè)有超低溫冷柜，超低溫冷柜設(shè)有高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)，其特征是設(shè)有溫度傳感器(箱內(nèi)溫度傳感器、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器)、壓力傳感器、液晶操作屏(DELTA)TP04、主控板PLC、報(bào)警器及計(jì)算機(jī)，壓力傳感器采集高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)的壓力信號(hào)，通過(guò)線路傳輸?shù)街骺匕?，箱?nèi)溫度傳感器、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器采集相應(yīng)的溫度信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)線通過(guò)熱電阻模塊RZM與主控板PLC接口相連接，主控板PLC對(duì)所有壓力和溫度信號(hào)集中處理后通過(guò)繼電器來(lái)控制高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)，液晶操作屏通過(guò)數(shù)據(jù)線232電纜與主控板PLC上的R232接口相連接，主控板PLC發(fā)出信號(hào)端與繼電器和報(bào)警器相連接，主控板PLC通訊接口與本地計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)相連接。
本實(shí)用新型所述的高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)是復(fù)疊式制冷系統(tǒng)高溫、低溫級(jí)采用的活塞式全封閉式制冷壓縮機(jī)，功率在1500瓦以下，由主控板輸出電信號(hào)控制220V繼電器，然后再由繼電器控制壓縮機(jī)的工作。
本實(shí)用新型所述的液晶操作屏由(DELTA)TP04系列可程式顯示器組成，LCM液晶顯示，多種語(yǔ)言操作界面，由主控板控制，可實(shí)現(xiàn)信息顯示和制冷系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。
本實(shí)用新型所述的主控板由微處理器(DELTA)PLC和熱電阻模塊RZM組成，是整個(gè)裝置的控制中心，接收和發(fā)送所有溫度、壓力和報(bào)警、控制等信號(hào)，控制所有外圍電氣元器件。
本實(shí)用新型所述的報(bào)警器由聲、光報(bào)警元件組成，由主控板控制，具有超高溫、超低溫報(bào)警，制冷系統(tǒng)故障報(bào)警，還具有外供電源斷電時(shí)，由蓄電池供電報(bào)警。
本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)超低溫冷柜溫度控制裝置屬于電子數(shù)字型，支持多種語(yǔ)言顯示，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，信息存儲(chǔ)量大，超低溫溫度控制范圍廣-30℃～-90℃，制冷系統(tǒng)各種故障均有報(bào)警指示，整機(jī)運(yùn)行歷史溫度記錄和查詢(xún)并能接入打印機(jī)打印，通過(guò)PLC自帶RS232及RS485兩種通訊接口，內(nèi)置MODBUS標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，可以方便地接入計(jì)算機(jī)單機(jī)或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)甚至實(shí)現(xiàn)通過(guò)internet遠(yuǎn)程控制多臺(tái)醫(yī)用超低溫冷柜運(yùn)行，整個(gè)裝置具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖1、圖2所示，一種超低溫冷柜溫度控制裝置，設(shè)有超低溫冷柜，超低溫冷柜設(shè)有高溫壓縮機(jī)1、低溫壓縮機(jī)2，特征是設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器包括箱內(nèi)溫度傳感器3、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器4、環(huán)境溫度傳感器5、壓力傳感器6、液晶操作屏(DELTA)TP04、主控板7，主控板7采用PLC7、報(bào)警器8及計(jì)算機(jī)9，壓力傳感器6采集高溫壓縮機(jī)1、低溫壓縮機(jī)2的壓力信號(hào)，通過(guò)線路傳輸?shù)街骺匕?，箱內(nèi)溫度傳感器3、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器4、環(huán)境溫度傳感器5采集相應(yīng)的溫度信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)線通過(guò)熱電阻模塊RZM與主控板PLC接口相連接，主控板PLC對(duì)所有壓力和溫度信號(hào)集中處理后通過(guò)繼電器來(lái)控制高溫壓縮機(jī)1、低溫壓縮機(jī)2，液晶操作屏通過(guò)數(shù)據(jù)線232電纜與主控板PLC上的R232接口相連接，主控板PLC發(fā)出信號(hào)端與繼電器和報(bào)警器8相連接，主控板PLC通訊接口與本地計(jì)算機(jī)9或網(wǎng)絡(luò)相連接。
本實(shí)用新型首先通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件程序輸入到主控板中PLC中，操作TP04液晶顯示屏設(shè)置所需參數(shù)，主控板PLC通過(guò)處理所采集的各種傳感器信號(hào)，控制超低溫冷柜整機(jī)運(yùn)行，自動(dòng)控制溫度、顯示并記錄運(yùn)行參數(shù)和溫度、歷史溫度及運(yùn)行參數(shù)的查詢(xún)，制冷系統(tǒng)各種故障均有報(bào)警指示，通過(guò)RS485/RS232轉(zhuǎn)換器直接接入計(jì)算機(jī)串口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制；接入數(shù)據(jù)總線或Internet由計(jì)算機(jī)本地或遠(yuǎn)程遙控操作多臺(tái)機(jī)器運(yùn)行。
超低溫溫度控制裝置控制方法如下1.操作方法接通電源，操作面板顯示所示開(kāi)機(jī)畫(huà)面，顯示“安泰”商標(biāo)。然后自動(dòng)進(jìn)入圖二所示主界面。
1)主界面 主畫(huà)面顯示箱內(nèi)溫度、當(dāng)前日歷和時(shí)鐘，機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。
主畫(huà)面還顯示當(dāng)前日歷，時(shí)鐘。
“F0歷史溫度”提示主畫(huà)面按F0可翻轉(zhuǎn)至歷史溫度查看界面?！跋马?yè)”提示按“PgDn”鍵翻頁(yè)。
2)溫度顯示/菜單界面 主畫(huà)面按“PgDn”鍵翻頁(yè)至溫度顯示/菜單界面如圖三所示。顯示當(dāng)前環(huán)境溫度，冷凝器進(jìn)風(fēng)溫度。菜單提示按F1可進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置畫(huà)面，按F2可進(jìn)入故障查詢(xún)畫(huà)面，按F3可進(jìn)入機(jī)器運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息顯示畫(huà)面，按F4可進(jìn)入電池測(cè)試畫(huà)面。
其他畫(huà)面按“Left”鍵可回到主畫(huà)面。
3)溫度設(shè)置界面
溫度顯示/菜單界面按F1可進(jìn)入圖四所示溫度參數(shù)設(shè)置畫(huà)面。該畫(huà)面可設(shè)置箱內(nèi)溫度，控溫精度。
設(shè)置箱內(nèi)溫度，控溫精度須輸入用戶密碼(“222222”)。
箱內(nèi)溫度設(shè)置方法按F0鍵，進(jìn)入密碼輸入畫(huà)面，輸入用戶密碼，按確認(rèn)(Enter)鍵。如密碼正確，方可可進(jìn)入數(shù)值設(shè)置畫(huà)面。數(shù)值設(shè)置畫(huà)面中“Left”，“Right”鍵用來(lái)選擇欲修改的位，“Up”，“Down”鍵用來(lái)增減所選位的數(shù)值。也可用F0～F9來(lái)直接輸入數(shù)值0～9。
按F1設(shè)置控溫精度，方法同上。
4)參數(shù)設(shè)置界面 溫度參數(shù)設(shè)置畫(huà)面按“PgDn”鍵翻頁(yè)至圖五所示參數(shù)設(shè)置畫(huà)面。該畫(huà)面可設(shè)置超溫報(bào)警溫升，冷凝器進(jìn)風(fēng)報(bào)警溫度，傳感器誤差偏移校正值。以上參數(shù)設(shè)置輸入系統(tǒng)密碼(“333333”)。
傳感器偏移用來(lái)平移校正箱內(nèi)溫度傳感器。設(shè)置范圍-9.9℃~9.9℃。
菜單提示“F2時(shí)鐘設(shè)置”提示按F2鍵翻頁(yè)至?xí)r鐘設(shè)置界面。
5)時(shí)鐘設(shè)置界面
參數(shù)設(shè)置畫(huà)面F2鍵翻頁(yè)至圖六所示時(shí)鐘設(shè)置界面。該畫(huà)面可修改日歷，時(shí)鐘。須輸入系統(tǒng)密碼(“333333”)。
6)即時(shí)故障顯示界面 如機(jī)組出現(xiàn)故障，自動(dòng)彈出圖六所示界面，顯示目前機(jī)組故障。按F0鍵可暫時(shí)關(guān)閉聲音報(bào)警。按F1鍵可進(jìn)入歷史故障查詢(xún)界面。
目前機(jī)組有故障時(shí)如用戶人為切換畫(huà)面，每120秒該畫(huà)面自動(dòng)彈出并音響報(bào)警。
7)歷史故障查詢(xún)界面系統(tǒng)可記錄30條機(jī)組運(yùn)行歷史中發(fā)生的故障，記錄故障類(lèi)型，故障發(fā)生的時(shí)間。系統(tǒng)記錄故障超過(guò)30條后，最早的故障記錄被新的記錄覆蓋。系統(tǒng)只記錄最近發(fā)生的30條故障記錄。
圖八所示的界面可查詢(xún)歷史故障記錄。按F0鍵，輸入系統(tǒng)密碼(“333333”)后，可清除所有歷史故障記錄。
按F1、F2鍵滾動(dòng)顯示已記錄歷史故障記錄 8)歷史溫度查詢(xún)界面
系統(tǒng)持續(xù)記錄機(jī)組運(yùn)行中箱內(nèi)溫度，每小時(shí)記錄一次并保存于PLC掉電保持區(qū)。系統(tǒng)可保存110天(每天24次)的溫度記錄。110天后，最先記錄的數(shù)據(jù)被最新的數(shù)據(jù)覆蓋，系統(tǒng)保存最近110天的溫度記錄。
圖九所示的界面可查詢(xún)歷史溫度記錄。按F0，F(xiàn)1鍵選擇需要查詢(xún)的日期，按F2，F(xiàn)3鍵查詢(xún)?cè)撊掌谥懈鱾€(gè)時(shí)刻的溫度記錄。按F4可顯示選中要查詢(xún)的日期當(dāng)天溫度變化曲線。
9)一天溫度曲線顯示界面 歷史溫度查詢(xún)界面按F4可顯示圖十所示的所選中要查詢(xún)的日期當(dāng)天溫度變化曲線。
10)電池、報(bào)警測(cè)試界面 用戶應(yīng)定期檢查蓄電池、斷電報(bào)警功能是否正常。溫度顯示/菜單界面(圖三)按F4可進(jìn)入圖十一所示電池測(cè)試畫(huà)面。
如超過(guò)60天未檢查蓄電池、斷電報(bào)警功能，該畫(huà)面自動(dòng)彈出提示用戶進(jìn)行日常檢測(cè)。
畫(huà)面顯示未進(jìn)行檢測(cè)的天數(shù)，按F0鍵，正常則可聽(tīng)到報(bào)警聲，釋放該鍵報(bào)警聲停同時(shí)未進(jìn)行檢測(cè)的天數(shù)清零。如按F0鍵未聽(tīng)到報(bào)警聲則說(shuō)明蓄電池、斷電報(bào)警電路不正常。按F0鍵返回主界面。
11)手動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)提示界面
系統(tǒng)具有手動(dòng)壓機(jī)開(kāi)機(jī)功能。當(dāng)萬(wàn)一自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈可使用高溫、低溫壓機(jī)手動(dòng)開(kāi)關(guān)手動(dòng)強(qiáng)制開(kāi)機(jī)制冷。
系統(tǒng)有斷電音響報(bào)警功能，聲報(bào)警手動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)可關(guān)閉音響報(bào)警。
這三個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)位于電器箱后，正常狀態(tài)為處于無(wú)效位置(開(kāi)關(guān)位置向下)。
圖十二所示為手動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)提示畫(huà)面。當(dāng)用戶將三個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)中任一個(gè)往上撥動(dòng)至手動(dòng)有效位置時(shí)，該畫(huà)面自動(dòng)彈出提示用戶注意系統(tǒng)處于非正常狀態(tài)。
如用戶人為切換畫(huà)面，每120秒該畫(huà)面自動(dòng)彈出提示用戶復(fù)位手動(dòng)開(kāi)關(guān)位置。
按“Left”鍵返回主界面。
12)主傳感器故障彈出界面主傳感器故障時(shí)，自動(dòng)彈出圖十三所示畫(huà)面提示畫(huà)面。此時(shí)壓機(jī)以10分鐘固定間隔開(kāi)停運(yùn)行。
13)壓縮機(jī)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)界面
系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)高低溫壓縮機(jī)起動(dòng)次數(shù)和總的運(yùn)行小時(shí)數(shù)。
溫度顯示/菜單界面(圖三)按F4可進(jìn)入圖十四所示壓縮機(jī)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息查詢(xún)界面。按“下頁(yè)”進(jìn)入圖十五所示斷電時(shí)間查詢(xún)界面。
14)斷電時(shí)間查詢(xún)界面 系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)上次斷電時(shí)間，本次供電恢復(fù)時(shí)間及斷電期間箱內(nèi)達(dá)到的最高溫度并顯示于圖十五所示斷電時(shí)間查詢(xún)界面。
2.通訊接口本控制系統(tǒng)PLC自帶RS232及RS485兩種通訊接口，內(nèi)置MODBUS標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，可以方便地接入計(jì)算機(jī)單機(jī)或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)甚至實(shí)現(xiàn)通過(guò)internet遠(yuǎn)程監(jiān)控。
RS232接口連接操作面板。也可直接接計(jì)算機(jī)串口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控、維護(hù)。
RS485接口目前空閑，可供用戶使用，用來(lái)1通過(guò)RS485/RS232轉(zhuǎn)換器直接接計(jì)算機(jī)串口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制。2多個(gè)系統(tǒng)(多達(dá)32臺(tái))可互連組成工控網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同一現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)機(jī)器通過(guò)計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控管理。3可直接與微型打印機(jī)相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)及曲線的打印。
權(quán)利要求1.一種超低溫冷柜溫度控制裝置，設(shè)有超低溫冷柜，超低溫冷柜設(shè)有高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)，其特征在于設(shè)有溫度傳感器(箱內(nèi)溫度傳感器、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器)、壓力傳感器、液晶操作屏、主控板、報(bào)警器、及計(jì)算機(jī)。壓力傳感器采集高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)的壓力信號(hào)，通過(guò)線路傳輸?shù)街骺匕?，箱?nèi)溫度傳感器、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)線通過(guò)熱電阻模塊與主控板上接口相連接，主控板對(duì)所有壓力和溫度信號(hào)集中處理后通過(guò)繼電器來(lái)控制高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)，液晶操作屏通過(guò)數(shù)據(jù)線232電纜與主控板上的R232接口相連接，主控板發(fā)出信號(hào)端與繼電器和報(bào)警器相連接，主控板通訊接口與本地計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫冷柜溫度控制裝置，其特征在于所述的高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)是復(fù)疊式制冷系統(tǒng)采用的活塞式全封閉式制冷壓縮機(jī)，功率在1500瓦以下，由主控板輸出電信號(hào)控制220V繼電器，然后再由繼電器控制壓縮機(jī)的工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫冷柜溫度控制裝置，其特征在于所述的液晶操作屏由(DELTA)TP04系列可程式顯示器組成，LCM液晶顯示，支持多種語(yǔ)言，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)直接對(duì)話，自動(dòng)控制箱內(nèi)溫度(-30℃～-90℃)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫溫度控制裝置，其特征在于所述的主控板由微處理器(DELTA)PLC和熱電阻模塊RZM組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫冷柜溫度控制裝置，其特征在于所述的具有超高溫報(bào)警、超低溫報(bào)警、制冷系統(tǒng)故障報(bào)警、斷電報(bào)警，報(bào)警器由聲、光報(bào)警元件組成，由主控板控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫溫度控制裝置，其特征在于所述的主控板通訊接口與本地計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)相連接，通過(guò)數(shù)據(jù)總線或Internet由計(jì)算機(jī)遙控操作多臺(tái)醫(yī)用超低溫冷柜的運(yùn)行。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超低溫冷柜溫度控制裝置，特征是壓力傳感器采集了超低溫冷柜制冷系統(tǒng)的各種壓力信號(hào)，通過(guò)熱電阻模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)線與主控板接口相連接，主控板對(duì)所有信號(hào)集中處理后通過(guò)繼電器來(lái)控制高溫壓縮機(jī)、低溫壓縮機(jī)，液晶操作屏通過(guò)數(shù)據(jù)線232電纜與主控板上的R232接口相連接，主控板發(fā)出信號(hào)端與繼電器和報(bào)警器相連接，主控板PLC通訊接口與本地計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)相連接，具有設(shè)計(jì)合理、箱內(nèi)溫度自動(dòng)控制、箱內(nèi)溫度、進(jìn)風(fēng)溫度和環(huán)境溫度自動(dòng)顯示、超高溫和超低溫報(bào)警、制冷系統(tǒng)故障報(bào)警、斷電報(bào)警、整機(jī)運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)記錄和查詢(xún)，可接入打印機(jī)打印，并可通過(guò)數(shù)據(jù)總線或internet由計(jì)算機(jī)遙控操作多臺(tái)醫(yī)用超低溫冷柜運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B49/02GK2898731SQ200620082199
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者姜英衛(wèi), 陳大威, 張慶生 申請(qǐng)人:威海安泰電子制冷設(shè)備有限公司