專利名稱：壓縮機(jī)智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷領(lǐng)域，特別是一種壓縮機(jī)智能控制裝置。
壓縮機(jī)用于將氣態(tài)工質(zhì)壓縮為高壓氣態(tài)或液態(tài)，或?qū)⒁簯B(tài)工質(zhì)壓縮為高壓液態(tài)，通過工質(zhì)的物理變化，實(shí)現(xiàn)某種能量轉(zhuǎn)換，如空氣壓縮機(jī)--通過壓縮空氣產(chǎn)生機(jī)械能，制冷壓縮機(jī)--通過壓縮制冷劑吸收熱量等。壓縮機(jī)一般由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，為了達(dá)到壓縮機(jī)的工作目的，需要控制壓縮機(jī)按照一定的程序運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要由壓縮機(jī)的電氣控制裝置來完成。本實(shí)用新型涉及一種用于壓縮機(jī)系統(tǒng)的電氣控制裝置，具備可靠性高，故障智能自診斷等功能。
下面以商業(yè)展示柜用并聯(lián)雙壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的電氣控制為例，說明本壓縮機(jī)智能控制裝置的原理及功能。(注商業(yè)展示柜是指在超級市場，大中型市場內(nèi)使用的冷凍、冷藏保鮮設(shè)備，用于各類蔬菜瓜果、肉、蛋、奶的展示和客戶自助采購)。展示柜制冷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)展示柜制冷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下(以并聯(lián)雙壓縮機(jī)系統(tǒng)為例，見


圖1)1. 壓縮機(jī)組(由1臺、2臺或多臺壓縮機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成)2. 制冷系統(tǒng)管路(包括膨脹閥等)3. 蒸發(fā)器4. 冷凝器(含冷凝風(fēng)機(jī))5. 系統(tǒng)電氣控制裝置6. 一個(gè)或多個(gè)保溫箱體(用于冷藏食品)7. 其他元件(見下表)
在展示柜制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)組中的各個(gè)壓縮機(jī)壓縮制冷劑，通過制冷管路，根據(jù)展示柜(保溫箱)內(nèi)溫度的情況，由溫控開關(guān)和電磁閥控制送到各個(gè)蒸發(fā)器中，通過膨脹閥使制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量后(同時(shí)展示柜內(nèi)溫度降低)，在壓縮機(jī)的抽吸作用下返回到冷凝器，由冷凝器和冷凝風(fēng)機(jī)將制冷劑熱量排出，完成熱交換，回到壓縮機(jī)中，進(jìn)行下一次循環(huán)。電氣控制系統(tǒng)用來提供整個(gè)系統(tǒng)的能源(電源)并控制壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和根據(jù)展示柜內(nèi)結(jié)霜情況進(jìn)行化霜等一切執(zhí)行過程。展示柜制冷系統(tǒng)的基本工作原理當(dāng)液態(tài)制冷劑由蒸發(fā)器吸收由外界傳來的熱量，變成氣體制冷劑，這些氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)過壓縮機(jī)加壓后，變成高溫高壓的制冷劑蒸汽，這些制冷劑蒸汽被送到冷凝器，在此，氣態(tài)制冷劑釋放熱到大氣中變成液態(tài)制冷劑，這些液態(tài)制冷劑經(jīng)過一降壓裝置，變成低溫低壓的制冷劑，再回到蒸發(fā)器中進(jìn)行制冷工作，如此完成一個(gè)冷凍循環(huán)。不同的食品有不同的冷凍、冷藏溫度。制冷系統(tǒng)的控制目標(biāo)就是保持這個(gè)控制溫度。由電氣系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際溫度(轉(zhuǎn)化為相應(yīng)物理量)進(jìn)行制冷控制，即通過壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止和制冷劑閥門的開閉，使保溫箱內(nèi)溫度降低，達(dá)到制冷作用。
如上所述電器控制裝置在制冷系統(tǒng)中是有舉足輕重的地位，它相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的控制核心(大腦)?？刂浦麄€(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力來源和運(yùn)行過程、制冷系統(tǒng)的一切指標(biāo)幾乎都與它有關(guān)，如制冷效果，節(jié)能效果，可靠性等?，F(xiàn)有展示柜制冷電氣控制裝置說明組成結(jié)構(gòu)現(xiàn)有展示柜制冷電氣控制裝置組成結(jié)構(gòu)如圖2，圖中T1-Tn為各個(gè)展示柜溫控開關(guān)如圖所示，現(xiàn)有展示柜制冷電氣控制裝置主要由各種分立電氣元件構(gòu)成，主要有機(jī)械或電子式時(shí)間繼電器，機(jī)械或電子式化霜控制器(實(shí)時(shí)時(shí)間開關(guān))，中間繼電器，主回路元件(即功率元件，如空氣開關(guān)，電機(jī)保護(hù)器，接觸器)等?？刂埔罂刂泼恳慌_保溫箱內(nèi)溫度，使之溫度恒定并保持設(shè)定溫度具體要求為根據(jù)每臺壓縮機(jī)制冷劑管路中的低壓信號狀況，控制各個(gè)壓縮機(jī)的啟動(dòng)或停止，產(chǎn)生足夠的制冷劑，隨著各個(gè)電磁閥的開啟，制冷劑流入相應(yīng)的蒸發(fā)器，帶走熱量，降低保溫箱內(nèi)溫度，當(dāng)溫度達(dá)到箱內(nèi)設(shè)定溫度時(shí)，溫控開關(guān)斷開，電磁閥關(guān)閉。當(dāng)所有(或大部分)保溫箱達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，制冷劑的需求減少，制冷劑管路中的低壓信號逐個(gè)關(guān)斷，壓縮機(jī)逐個(gè)停止。同時(shí)由于冷凝效應(yīng)，保溫箱內(nèi)將產(chǎn)生結(jié)霜的現(xiàn)象(保溫箱溫度在0℃以下)，因此，必須定期定時(shí)除霜，其過程為當(dāng)化霜時(shí)間到達(dá)時(shí)(一般約間隔幾個(gè)小時(shí))切斷所有的壓縮機(jī)和電磁閥，接通保溫箱內(nèi)的電熱元件，產(chǎn)生熱量，融化結(jié)霜。當(dāng)化霜保護(hù)溫度開關(guān)動(dòng)作時(shí)，停止化霜，制冷系統(tǒng)重新進(jìn)入正常工作狀態(tài)，進(jìn)入新的制冷循環(huán)。工作原理制冷控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號到達(dá)時(shí)，(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))1#壓縮機(jī)的中間繼電器接通(中間繼電器與壓縮機(jī)高壓保護(hù)信號互鎖)，經(jīng)過1#壓縮機(jī)的時(shí)間繼電器的延時(shí)，并且與化霜控制器互鎖(即化霜禁止時(shí))后，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器，啟動(dòng)1#壓縮機(jī)。當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號停止時(shí)，切斷1#壓縮機(jī)中間繼電器，從而切斷1#壓縮機(jī)接觸器，停止1#壓縮機(jī)的工作。
同樣，當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓到達(dá)時(shí)，(當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓信號到達(dá)時(shí)，(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))2#壓縮機(jī)的中間繼電器接通(中間繼電器與高壓保護(hù)信號互鎖)，經(jīng)過2#壓縮機(jī)的時(shí)間繼電器的延時(shí)，并且與化霜控制器互鎖(即化霜禁止時(shí))后，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器，啟動(dòng)2#壓縮機(jī)。當(dāng)2#低壓信號停止時(shí)，切斷2#壓縮機(jī)中間繼電器，從而切斷2#壓縮機(jī)接觸器，停止2#壓縮機(jī)的工作。
與此同時(shí)，各冷柜溫度控制器依據(jù)設(shè)定溫度和實(shí)際溫度開啟相應(yīng)的制冷劑電磁閥，產(chǎn)生冷卻效果，以達(dá)到恒溫的目的。
當(dāng)化霜時(shí)段到達(dá)時(shí)(一般由化霜定時(shí)器步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)凸輪而閉合觸點(diǎn))切斷各壓縮機(jī)電源，同時(shí)切斷各冷柜的電磁閥，啟動(dòng)化霜加熱器，進(jìn)行電氣化霜(或自然化霜，蒸氣除霜，制冷劑除霜等)。在化霜溫控器達(dá)到化霜溫度時(shí)，則斷開化霜控制器，停止化霜，之后，壓縮機(jī)重新繼續(xù)啟動(dòng)，完成一個(gè)制冷-化霜循環(huán)。
綜上所述，現(xiàn)有展示柜制冷電氣控制裝置由于全部采用分立元件，屬于純硬件系統(tǒng)，電氣線路繁多，執(zhí)行過程復(fù)雜，任何一個(gè)元件或一條線路出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)制整個(gè)系統(tǒng)故障的發(fā)生，因此系統(tǒng)可靠性極低，并且出現(xiàn)故障時(shí)很難查找原因。
本實(shí)用新型的目的是提供一種壓縮機(jī)智能控制裝置，它是一種集成化電子化的控制裝置，可針對不同的壓縮機(jī)系統(tǒng)，只需更改不同的控制軟件，并且具備可靠性高，故障智能自診斷功能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種壓縮機(jī)智能控制裝置，其特征在于是由控制器、主回路元件、壓縮機(jī)及溫控器和電磁閥構(gòu)成所述的控制器包括一個(gè)顯示裝置及一個(gè)程序控制器，所有的輸入信號接控制器的信號輸入端，控制器的信號輸出端接主回路元件。所述的壓縮機(jī)開關(guān)S1-S5分別接控制器(CONTROLLER)的信號輸入端I1-I5，控制器的信號輸出端為Q1-Q4，其中Q1-Q3接1#、2#壓縮機(jī)及化霜器的接觸器1KM、2KM及3KM；主控元件包括主漏電空氣開關(guān)DZ1，電機(jī)保護(hù)器1GV、2GV及1KM、2KM、3KM。
-所述的壓縮機(jī)開關(guān)S1-S5分別接控制器(CONTROLLER)的信號輸入端I1-I5，控制器的信號輸入端I6為欠壓保護(hù)采樣信號輸入端，接由電阻R1、R2構(gòu)成的電壓采樣電路，控制器的信號輸出端為Q1-Q4，其中Q1-Q3接1#、2#壓縮機(jī)及化霜器的接觸器1KM、2KM及3KM；主控元件包括主漏電空氣開關(guān)DZ1，電機(jī)保護(hù)器1GV、2GV及1KM、2KM、3KM。
如圖3所示，圖中元件代號意義如下表<
>在本實(shí)用新型中，我們將所有的輸入信號(包括啟動(dòng)等手動(dòng)命令信號，壓縮機(jī)壓力檢測信號，壓縮機(jī)保護(hù)信號等)輸入到一個(gè)控制器中。此控制器包括一個(gè)顯示裝置和一個(gè)程序控制裝置，我們根據(jù)壓縮機(jī)的工作過程及控制要求，編制相應(yīng)的控制軟件，輸入到該控制器中，由控制器的輸出裝置集中控制主回路的執(zhí)行元件的動(dòng)作。由于所有的控制過程都由一個(gè)集中控制器(包含相應(yīng)的軟件)代替了原系統(tǒng)中所有的中間控制元件，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。并且由于控制器可以對電氣系統(tǒng)中所有的元件(如輸入輸出元件和主回路元件等)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，診斷和顯示，若有故障發(fā)生，可以明確指出故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了故障智能診斷的功能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明實(shí)施例1通用智能壓縮機(jī)控制裝置在圖4中，元件清單見下表<
其中DZ1，1GV，2GV，1KM，2KM，3KM構(gòu)成主回路，其他除一些相應(yīng)的開關(guān)及指示燈，所有的控制工作都由CONTROLLER(控制器)來完成。在控制器中，I1-I5為輸入信號，Q1-Q4為輸出信號。合上主開關(guān)DZ1和控制開關(guān)DZ2，按下啟動(dòng)按鈕，制冷控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號(S1)到達(dá)(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))，1#壓縮機(jī)高壓保護(hù)信號(S3)處于正常狀態(tài)，經(jīng)控制器內(nèi)部延時(shí)后，程序命令Q1吸合，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器1KM，啟動(dòng)1#壓縮機(jī)。當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號停止時(shí)，程序終止Q1的輸出，從而切斷1#壓縮機(jī)接觸器1KM，停止1#壓縮機(jī)的工作。
同樣，當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓信號(S2)到達(dá)(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))，2#壓縮機(jī)高壓保護(hù)信號(S4)處于正常狀態(tài)，經(jīng)控制器內(nèi)部延時(shí)后，程序命令Q2吸合，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器2KM，啟動(dòng)2#壓縮機(jī)。當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓信號停止時(shí)，程序終止Q2的輸出，從而切斷2#壓縮機(jī)接觸器2KM，停止2#壓縮機(jī)的工作。
與此同時(shí)，各冷柜溫度控制器(T1-Tn)依據(jù)設(shè)定溫度和實(shí)際溫度開啟相應(yīng)的制冷劑電磁閥(V1-Vn)，產(chǎn)生冷卻效果，以達(dá)到恒溫的目的。
當(dāng)化霜時(shí)段到達(dá)時(shí)，控制器內(nèi)部電子定時(shí)器終止Q1，Q2的輸出，切斷各壓縮機(jī)電源，啟動(dòng)Q3，化霜加熱器接觸器3KM吸合，同時(shí)切斷各冷柜的電磁閥，，進(jìn)行電氣化霜。在化霜溫控器達(dá)到化霜溫度時(shí)，I5信號到達(dá)控制器，則控制器停止化霜，之后，壓縮機(jī)重新繼續(xù)啟動(dòng)，完成一個(gè)制冷-化霜循環(huán)。
在本裝置的控制器中帶有顯示裝置，可以顯示所有輸入信號(I1-I6)和輸出信號(Q1-Q4)的狀態(tài)，由此可判斷出本裝置的工作是否正常。因此，本裝置具備智能自診斷功能。實(shí)施例2帶欠電壓保護(hù)功能的智能壓縮機(jī)控制裝置在圖5中，元件清單見下表
其中，DZ1，1GV，2GV，1KM，2KM，3KM構(gòu)成主回路，其他除一些相應(yīng)的開關(guān)及指示燈，所有的控制工作都由CONTROLLER(控制器)來完成。在控制器中，I1-I5為輸入信號，Q1-Q4為輸出信號。I6為欠電壓保護(hù)采樣輸入信號根據(jù)控制器的輸入信號門檻電壓，(以德國西門子公司的LOGO！230RC產(chǎn)品為例，控制器確認(rèn)“1”信號＞79V，“0”信號＜40V)，由R1，R2構(gòu)成電壓采樣電路，選定不同的R1，R2的電阻值，將電源電壓的采樣值輸入I6，通過內(nèi)部程序判斷，可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)低電壓保護(hù)功能，即當(dāng)電壓低于保護(hù)電壓，如185V，則控制器禁止壓縮機(jī)啟動(dòng)，從而避免欠壓啟動(dòng)損壞壓縮機(jī)。當(dāng)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，合上主開關(guān)DZ1和控制開關(guān)DZ2，按下啟動(dòng)按鈕，制冷控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號(S1)到達(dá)(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))，1#壓縮機(jī)高壓保護(hù)信號(S3)處于正常狀態(tài)，經(jīng)控制器內(nèi)部延時(shí)后，程序命令Q1吸合，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器1KM，啟動(dòng)1#壓縮機(jī)。當(dāng)1#壓縮機(jī)低壓信號停止時(shí)，程序終止Q1的輸出，從而切斷1#壓縮機(jī)接觸器1KM，停止1#壓縮機(jī)的工作。
同樣，當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓信號(S2)到達(dá)(即柜內(nèi)溫度上升時(shí))，2#壓縮機(jī)高壓保護(hù)信號(S4)處于正常狀態(tài)，經(jīng)控制器內(nèi)部延時(shí)后，程序命令Q2吸合，驅(qū)動(dòng)主回路接觸器2KM，啟動(dòng)2#壓縮機(jī)。當(dāng)2#壓縮機(jī)低壓信號停止時(shí)，程序終止Q2的輸出，從而切斷2#壓縮機(jī)接觸器2KM，停止2#壓縮機(jī)的工作。
與此同時(shí)，各冷柜溫度控制器(T1-Tn)依據(jù)設(shè)定溫度和實(shí)際溫度開啟相應(yīng)的制冷劑電磁閥(V1-Vn)，產(chǎn)生冷卻效果，以達(dá)到恒溫的目的。
當(dāng)化霜時(shí)段到達(dá)時(shí)，控制器內(nèi)部電子定時(shí)器終止Q1，Q2的輸出，切斷各壓縮機(jī)電源，啟動(dòng)Q3，化霜加熱器接觸器3KM吸合，同時(shí)切斷各冷柜的電磁閥，進(jìn)行電氣化霜。在化霜溫控器達(dá)到化霜溫度時(shí)，I5信號到達(dá)控制器，則控制器停止化霜，之后，壓縮機(jī)重新繼續(xù)啟動(dòng)，完成一個(gè)制冷-化霜循環(huán)。
在本裝置的控制器中帶有顯示裝置，可以顯示所有輸入信號(I1-I6)和輸出信號(Q1-Q4)的狀態(tài)，由此可判斷出本裝置的工作是否正常。因此，本裝置具備智能自診斷功能。實(shí)施例3帶計(jì)算機(jī)通訊功能的控制裝置見圖6，圖中元件清單見下表<
該裝置由具備計(jì)算機(jī)通訊功能的控制器和相應(yīng)的主回路元件等構(gòu)成，除具備以上實(shí)施例的所有功能外，還具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能?？刂破鲗⒏鱾€(gè)輸入輸出信號(如溫度，壓力，電磁閥的狀態(tài)，壓縮機(jī)的狀態(tài)，化霜的狀況等)通過標(biāo)準(zhǔn)通訊接口傳到本地計(jì)算機(jī)或直接通過調(diào)制解調(diào)器傳到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和INTERNET網(wǎng)上，通過相應(yīng)的監(jiān)控程序，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況，掌握系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，有助于減少故障的發(fā)生和判斷故障原因。
權(quán)利要求1.一種壓縮機(jī)智能控制裝置，其特征在于是由控制器、主回路元件、壓縮機(jī)及溫控器和電磁閥構(gòu)成；所述的控制器包括一個(gè)顯示裝置和一個(gè)程序控制器，所有輸入信號接控制器的信號輸入端，控制器的信號輸出端接主回路元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)智能控制裝置，其特征在于是由控制器、主回路元件、壓縮機(jī)及溫控器和電磁閥構(gòu)成；壓縮機(jī)開關(guān)S1-S5分別接控制器(CONTROLLER)的信號輸入端I1-I5，控制器的信號輸出端為Q1-Q4，其中Q1-Q3接1#、2#壓縮機(jī)及化霜的接觸器1KM、2K及3KM；主控元件包括主漏電空氣開關(guān)DZ1，電機(jī)保護(hù)器1GV、2GV及1KM，2KM，3KM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)智能控制裝置，其特征在于是由控制器、主回路元件、壓縮機(jī)及溫控器和電磁閥構(gòu)成；壓縮機(jī)開關(guān)S1-S5分別接控制器(CONTROLLER)的信號輸入端I1-I5，控制器的信號輸入端I6為欠壓保護(hù)采樣信號輸入端，接電阻R1、R2構(gòu)成的電壓采樣電路，控制器的信號輸出端為Q1-Q4，其中Q1-Q3接1#、2#壓縮機(jī)及化霜的接觸器1KM、2K及3KM；主控元件包括主漏電空氣開關(guān)DZ1，電機(jī)保護(hù)器1GV、2GV及1KM，2KM，3KM。
專利摘要一種壓縮機(jī)智能控制裝置,其特征在于:是由控制器、主回路元件、壓縮機(jī)及溫控器和電磁閥構(gòu)成;所述的控制器包括一個(gè)顯示裝置和一個(gè)程序控制器,所有輸入信號接控制器的信號輸入端,控制器的信號輸出端接主回路元件。由于所有的控制過程都由一個(gè)集中控制器(包含相應(yīng)的軟件)代替了原系統(tǒng)中所有的中間控制元件,極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。并且由于控制器可以對電氣系統(tǒng)中所有的元件(如輸入輸出元件和主回路元件等)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,診斷和顯示,若有故障發(fā)生,可以明確指出故障點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了故障智能診斷的功能。
文檔編號F25B49/02GK2388628SQ9925374
公開日2000年7月19日 申請日期1999年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者葛武 申請人:葛武