商用冷柜集成控制系統分析

李胤 王振挺

摘 要：在經濟的發展驅動下，生活品質不斷攀升，商用冷柜已成為必備。隨著需求的提升，人們對冷柜的分類和具體要求越來越精細。在新時期，商業冷柜不僅要保證有精確的溫度控制，還要在節能降噪方面有新的設計。基于此，本文將剖析冷柜集成控制系統，通過集成控制系統優化，不斷完善商用冷柜的性能。

關鍵詞：控制系統;冷柜;商用

引言：目前面向超市等大型冷藏冷凍設備，除了規模化程度要高之外，還要在類型和結構上區別于家用冷柜。商用冷柜種類繁多，除了發泡門之外，還有玻璃門及敞開門等。現實應用中，冷柜硬件結構無明顯差異，均采用控制器控制運行，設計成本往往較高。除此之外，高檔冷柜匹配的控制器基本都是單片機，由于其運算速度等有限，恒溫冷藏需求經常無法滿足。所以，冷柜集成控制系統改良十分必要。

1硬件系統設計

1.1電子膨脹閥

在冷柜硬件設計中，電子膨脹閥較關鍵，可以直接影響冷柜的性能。通過研究發現，電子膨脹閥用途較廣，其本身組成就比較復雜，是一種新型節流機構。除了閥體（基礎結構）之外，還有閥芯、波紋管等。同時還匹配了傳動機構以及電機等。現實應用中，控制器完成采集任務后，會將蒸發壓力等多項 參數經微處理器處理，在此基礎上，控制步進電機的旋轉，在電機旋轉中，勢必會帶動螺紋的傳動，從而合理調節閥口的流通面積，同時掌控制冷劑流量，控制好過熱度。電子膨脹閥最早出現的領域是在變頻空調上面，在使用期間，需要和變頻壓縮機聯合。為了緩解商用冷柜服役時間短和柜內溫度波動較大的現狀，電子膨脹閥開始應用到了核心的控制系統中，并科學輔助定頻壓縮機，實現各關鍵部位連接。應用中，通過溫度信號傳輸，便可以較為及時地控制閥體的開度。經實踐證明，冷柜應用電子膨脹閥是有效嘗試，當柜溫降下來時，憑借檢測柜體內溫度，調整閥門的開度，從而完成冷量輸出，長久保持柜內溫度，借此達到溫度恒定的狀態。通過這樣的改造設計，不再頻繁啟動壓縮機，那么壓縮機的壽命就將延長，提高了設備利用率。

1.2系統電源模塊

2 軟件設計

2.1 抗干擾方法

2.1.1輸入數據采集抗干擾

輸入數據采集階段，為了保障數據的精準性，需要采取抗干擾措施，借此保障工作成效。從以往經驗了解到，篩選采集到的數據時，需要靈活選擇篩選方法，一般采用的方法有以下四種。（1）平均濾波法。該方法也叫做算術平均數，主要是借助多次采集（某一信號點信息），然后算取平均值。在現實工作中，平均值的算法需要將影響最大的最大、最小值去掉。這種方法效果明顯，實踐證明，利用此方法可去除干擾，保障輸入信息準確，該方法應用價值較高[1]。（2）極值判別法。這種方法并不經常會被用到，主要方法是判斷采集到的數據，評估其是否處于正常值范圍。通常情況下，若符合范圍值標準，則留下;倘若不符，需要將其去掉，實施科學的再次采集，借此保障輸入效果。（3）比較舍取法。在現實應用中，比較舍取法優勢突出，對同樣采樣點完成高標準的多次采集，提取多次采集結果中，相同或相近的數據，將其作為最終結果。實踐表明，該方法有一定可行性。（4）重復檢測法。現實工作中，重復檢測法效果積極，一般情況下，完成兩次采樣的數值相對會接近一些，不會相差很多，該過程重復進行，就可以得出準確數值。

2.1.2輸出控制信號抗干擾

除了輸入數據采集階段，需要抗干擾之外，輸出控制信號抗干擾同樣關鍵。現實工作中，針對輸出控制信號抗干擾，科學路徑有：（1）控制好開關量輸出數。在實際操作中，讓系統最快速度運行，借此降低數據誤差，提高輸出效率與質量。（2）構建閉合環狀系統。在實操階段，開關量和模擬量（兩項參數）需要連接對應通道，在此基礎上，構成閉合環狀系統。原則上只有這樣操作，才能讀到丟失數據。

2.2積極進行系統自檢

系統運行的過程，不確定因素多，會出現各種意外情況。實際應用中，為防止程序跑飛，科學措施如下：首先，使用WDT，從源頭合理安排定時間隔。其次，填充 ROM 空白區域，主要應用單字節中斷指令。最后，設置程序模塊令牌。

3集成控制系統科學優化策略

目前使用的商用冷柜通常規模較大，在超市等地方均是大量集中出現的。而單個冷柜在進行設計時，為了獨立控制溫度，發揮冷柜冷凍或冷藏室作用，并合理降低成本，均是應用單片機來實現功能[2]。正是因為如此，冷柜的溫度控制策略選擇并不自由，要受硬件設備的局限，最終影響控制效果。商用冷柜集成控制，需要借助主控計算機完成各溫控區域集中控制，想要達到理想效果，對冷柜冷凍冷藏室的優化需要用到Fuzzy-PID。

與傳統PID 控制器相比，這種新型控制器反應更迅速，適用范圍廣，調整時間短，優勢比較鮮明。更重要的是，這種控制器應用后，受控系統會迅速穩定，可以降低設備的能耗，同時強化溫度控制效果，Fuzzy-PID應用價值較高。在系統優化中，還可以采用 LabVIEW 軟件，完成冷柜融霜控制以及有效的故障報警。

4結論

通過仿真分析與評估，得出的結論有：（1）通過Fuzzy-PID應用，簡化了冷柜系統結構，使其價值得到了展現。與此同時，降低了采購成本，有效縮短冷柜制造時長，經濟性也比較理想。（2）通過界面集中顯示，可以實現集中監控，減輕人員作業量。（3）采用模糊控制策略，從源頭實現溫度恒定。

參考文獻：

[1]應雨錚，劉國強，晏剛.商用冷柜熱負荷分析及其絕熱技術的研究進展[J/OL].制冷與空調：1-9[2021-11-16].

[2]劉霞，韋自妍，劉忠寶.商超冷柜冷凝熱回收的熱氣旁通除霜性能研究[J].家電科技，2021（05）：52-58.

作者簡介：

李胤（1992年7月——），男，漢族，籍貫：遼寧省大連市，本科，研究方向：智能冷柜設備研發。