直式冰箱的模擬操控體系預設研討

　　1對電冰箱的控制要求

　　目前市場銷售的雙門直冷式電冰箱，含有冷凍室和冷藏室，冷凍室通常用于冷凍的溫度為- 6～- 18℃；冷藏室用于在相對冷凍室較高的溫度下存放食品(food)，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，室溫一般為0～10℃。
　　傳統的電冰箱溫度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷凍室的不同溫度是通過調節蒸發器在兩室的面積大小來實現的，溫度調節完全依靠壓縮機的開停來控制。但是冰箱內的溫度受諸多因素的影響，如放入冰箱物品初始溫度的高低、存放品的散熱特性及熱容量、物品在冰箱的充滿率、環境溫度的高低、開門的頻繁程度等。因此對這種受控參數及隨機因素很多的溫度控制，既難以建立一個標準的數學模型(model)，也無法用傳統的PID調節來實現。一臺品質優良的電冰箱應該具有較高的溫度控制精度，同時又有最優的節能(Energy saving)效果，而為了達到這一設計要求采用模糊控制技術無疑是最佳的選擇。
　　2電冰箱制冷系統的改進
　　為了提高(電冰箱的溫度（temperature)控制（control)精度（精確度）和實現節能(Energy saving)效果，我們對傳統的電冰箱制冷系統(system)進行了改進，設計(design)了一套模糊控制器，實現了雙溫雙控、自動化霜、故障報警、溫度顯示等功能，同時可根據不同的使用(use)情況(Condition)確定冷量的最佳分配，大大提高了直冷式電冰箱的制冷性能，并具有節能效果。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備。空氣壓縮機與水泵構造類似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。改進后的電冰箱制冷系統流程圖如圖1所示。
　　所示，在冰箱原冷藏室蒸發器的兩端并聯了一只雙穩態電磁閥1，在原冷凍(freezing)室蒸發器前直通了一只雙穩態電磁閥2，其工作原理如下：首先根據冷藏室和冷凍室的溫度情況(Condition)及溫度設定值決定是否開壓縮機。昆山空壓機保養冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。當冷藏室的溫度及其變化率高于某一值時，壓縮機開始運轉(Operation)，此時閥1、閥2關閉，制冷劑經過冷凝器冷凝、毛細管節流降壓后在蒸發器蒸發制冷；當冷藏室的溫度符合要求時，閥1打開。
　　由于制冷劑在冷藏室蒸發器中蒸發時膨脹所產生的阻力使得制冷劑開始分流，通過閥1進入冷凍室，使冷凍室的溫度迅速降低；一旦冷凍室的溫度達到要求后，壓縮機停機，閥1關閉；當閥1打開時，制冷劑在冷凍室蒸發器中有可能氣化不完全，剩余一些液體，儲液罐的作用是對剩余液體進行回收，以免其直接流回到壓縮機產生液擊閥2的作用是用于自動化霜，平時閥2關閉，當霜厚檢測(檢查并測試)電路檢測到化霜時，打開閥2，壓縮機流出的高溫(high temperature)高壓氣(Pressure)體直接進入冷凍室蒸發器，使其表面的霜迅速溶化；化霜一段時間后，閥2關閉，冰箱恢復正常運行。
　　3電冰箱的模糊控制系統結構
　　電冰箱的模糊控制系統結構所示，主要由單片機、電源、檢測電路、鍵盤、顯示(display)電路、報警(Call the police)電路等部分組成
　　該系統(system)單片機采用MOT OROLA生產的高性能M C6805R6作為中央處理器，芯片內置A / D轉換，有8路模擬量輸入端口，為實現模糊控制（control)程序的運行與信號的檢測提供了強有力的保證。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。
　　該系統的輸入部分主要用于輸入電冰箱的內外部狀態(status)、電源狀態、開門狀態和用戶設定的溫度系統主要有冷凍室、冷藏室、環境溫度、電源等的狀態檢測，通過溫度及開門狀態的檢測和處理，根據模糊推理決策控制壓縮機及相應閥的開停。
　　該系統(system)的輸出(Output)部分主要用于控制（control)壓縮機、雙穩態電磁閥(magnet valve )1、2的開啟和溫度顯示及故障報警，所以輸出電路包括壓縮機通斷控制電路和雙穩態開啟控制線路以及溫度顯示電路及故障報警電路。
　　4模糊控制原理(yuán lǐ)
　　電冰箱在運行過程(guò chéng)中由于存放食品種類的不同、環境溫度的差異、開門次數的多少、電源(power supply)電壓波動等因素的影響，冷藏室、冷凍室總體冷量及分配關系不斷發生變化，因此需要控制壓縮COM 
　　P、閥V
　　1、閥V2三者之間的開停關系，使總體冷量及其在兩室之間的分配最佳。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備。空氣壓縮機與水泵構造類似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　對于COM 
　　P、V1、V 2只有兩種確定的狀態開與關，但何時開關要受諸多因素的影響(influence)與制約，具有一定的模糊性。我們根據常規知識、大量的實驗及專家經驗總結了一套控制（control)規則，并基于這些規則設計了一套控制器，采用模糊控制技術(technology)推理（Reasoning)出壓縮機的最佳開停點、閥1、閥2的最佳開啟點，從而實現了電冰箱運行狀態的控制。例如，決定壓縮機是否開機的控制規則為（此時COM P= OFF， V1= OFF） ：（ 1）如果冷凍、冷藏兩室溫度高且變化率大，環境溫度也高則壓縮機開。
　　（ 2）如果冷藏室溫度高且變化率大，冷凍室溫度及變化率均低，而環境溫度高則壓縮機(compressor)開。
　　（ 3）如果冷藏室溫(temperature)度及變化率均低，而冷凍室溫度及變化率均高，但環境(environment)溫度低則壓縮機開。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　（ 4）如果冷凍(freezing)、冷藏兩室溫度及變化率均適中，而環境溫度低，則壓縮機停。
　　（ 5）如果冷藏室溫度及變化率適中，冷凍室溫度及變化率高，而環境溫度適中則壓縮(compression)機(compressor)開。
　　（ 6）如果冷藏室溫度（temperature)及變化率適中，冷凍(freezing)室溫度及變化率低，而環境(environment)溫度適中則壓縮機開。
　　化霜電路采用M OTOROLA的專用半導體（semiconductor）傳感器M T S102檢測霜厚，通過模糊推理關閉閥2，實現自動(automatic)化霜。
　　5結束語
　　采用模糊控制（control)技術對電冰箱的制冷(Refrigeration)系統(system)進行改進，實現了真正意義上的雙溫雙控，可使電冰箱根據使用條件的變化，迅速合理的調節冷量的分配，避免兩室蒸發(evaporation)器面積分配的不當或使用條件的變化而造成冷量的浪費，從而實現節能(Energy saving)。