用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统及其控制方法。系统包括压缩机控制器，所述压缩机控制器包括开关量输入接口、开关量输出接口、PT100输入接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、能量载位采集输入接口、以太网接口以及串口通讯接口。方法包括通用化控制方法，还包括能量载位高精度采集方法和压缩机限载控制方法。本发明专利技术可以解决压缩机系统多样化的设计需求，并通过能量载位电压百分比法测量及主机电流和排气压力限载控制方法，使冷冻冷藏系统控制更通用化、精准化、智能化。

【技术实现步骤摘要】
用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统及其控制方法
本专利技术涉及一种冷冻冷藏制冷系统的智慧单元，同时还涉及一种该单元的控制方法。
技术介绍
由于用户需求的多样性，目前的冷冻冷藏控制单元系统存在通用性较差的问题，设计人员需要根据个别非标要求重复设计，导致人力物力的大量投入，同时系统错误率反而不断增高。另一方面，以往的系统控制较为粗放，压缩机载位阻值受仪表差异和压缩机温度影响，测量偏差较大，影响控制精度。再次，目前的控制系统不具备载位限制功能，用户使用过程中经常会由于各种原因导致主机过载或排气压力高，进而造成压缩机故障停机，既影响压缩机使用寿命，又耽误用户生产。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统及其控制方法，其目的是：（1）实现冷冻冷藏智能系统的通用化控制；（2）提高压缩机载位阻值的检测精度；（3）实现压缩机载位控制。本专利技术技术方案如下：一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，包括压缩机控制器，所述压缩机控制器包括开关量输入接口、开关量输出接口、PT100输入接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、能量载位采集输入接口、以太网接口以及串口通讯接口。作为本方法的进一步改进，所述开关量输入接口至少具备16路，开关量输出接口至少具备24路，PT100输入接口至少具备4路，模拟量输入接口至少具备8路，模拟量输出接口至少具备2路，以太网接口至少具备2路。作为本方法的进一步改进，所述压缩机控制器还包括用于连接移动存储器的USB接口，压缩机控制器运行过程中将采集的数据和计算结果自动存储到移动存储器中；当云平台向压缩机控制器请求数据时，压缩机控制器将移动存储器中的数据上传至云平台。作为本方法的进一步改进，连接压缩机控制器的各接线线路分别使用文字标记并用不同颜色区分，相同功能的仪表点连线在压缩机控制器的同一组接口端子上，并将不同机组的公共仪表点放在同一组端子上。作为本方法的进一步改进，该控制方法包括若干控制步骤；各控制步骤中包括若干逻辑模块，执行控制步骤时，先进行压缩机类型判断，根据压缩机类型选择对应的逻辑模块，再执行逻辑模块中的子步骤。作为本方法的进一步改进，各控制步骤分别对应有一执行标识，在进行压缩机类型判断之前，先判断所述执行标识是否有效，若有效则执行本控制步骤，否则跳过本控制步骤。作为本方法的进一步改进，所述压缩机类型包括单机制冷压缩机、盐水机组、NH3高温机、CO2低温机、CO2融霜压缩机、单机双级制冷压缩机和双级配搭制冷压缩机；所述控制步骤包括启动步骤、变频调节步骤、内容积比调节步骤、油分温度检测步骤、油滤器压差检测步骤以及单双油泵控制步骤。作为本方法的进一步改进，采集能量载位的方法为：在载位电阻两侧加基础电压，通过计算载位电阻中间测量位置的电压与基础电压的比值来确定载位百分比。作为本方法的进一步改进，通过以下方式实现载位控制：检测排气压力，当排气压力大于设定值与回差之和时，执行开减载电磁阀指令；当排气压力大于设定值且小于设定值与回差之和时，执行关减载电磁阀指令；当排气压力小于设定值且大于设定值与回差之差时，执行关增载电磁阀指令；当排气压力小于设定值与回差之差时，压缩机允许打开增载电磁阀。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：（1）本系统提供的硬件平台可以满足95%以上机型仪表点数的需求，并且具备定制能量载位专用测量通道，能够满足能量载位高精度采集方法的需要；（2）本专利技术提出了一种针对制冷系统的通用化流程方法，设计人员可以将各类型压缩机的相关控制逻辑以及各类非标要求的控制逻辑都集成在一个控制系统软件中，根据需要对步骤、功能进行增减配置，同时还能够根据实际压缩机类型自动执行相应的控制流程，实现了系统控制方法的通用化和智能化，降低了系统的开发成本与维护成本；（3）本专利技术通过电压百分比法采集能量载位，消除了因仪表或温度差异引起的载位测量误差，精度高；（4）智慧单元通过检测预警压缩机主机电流和排气压力，控制电磁阀动作，限制压缩机运行载位，提前调控主机电流和排气压力，避免因主机过载和排气压力高报警造成的故障停机，成功降低压缩机的故障停机频率，保障用户不间断生产的需求；（5）本系统具备边缘计算和边缘存储的能力，根据云平台的请求上传数据，降低了云平台的数据压力；（6）控制器接线采用防呆设计，提高了生产效率，降低了操作错误率。附图说明图1为智慧单元压缩机控制器的接口布局图。图2为能量载位电压检测的原理示意图。图3为本智慧单元进行限制载位控制的流程示意图。图4为本智慧单元进行通用化控制的流程示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的技术方案：一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，包括压缩机控制器，所述压缩机控制器包括：16路开关量输入、24路开关量输出、4路PT100输入、8路4~20mA输入，2路能量载位信号采集、2路4~20mA输出、2路以太网通讯、1路485通讯。以上点数可以覆盖冷冻冷藏制冷压缩机95%以上的机型，功能全面，具备控制单元通用化、精准化、智能化的硬件需求。压缩机控制器的接口部件如图1所示，包含：16路开关量输入：X00~X07、X10~X17；24路开关量输出：Y00~Y07、Y10~Y17、Y20~Y27；4路PT100输入：三线制R0~R4；8路4~20mA输入：AI0~AI3、AI5~AI6、AI8~AI9；2路能量载位信号采集：AI4、AI7；2路4~20mA输出：I0/V0、I1/V1；2路以太网通讯；1路485通讯：D+、D-。所述压缩机控制器还包括用于连接移动存储器的USB接口，压缩机控制器运行过程中将采集的数据和计算结果自动存储到移动存储器中，实现了边缘存储和边缘计算。当云平台向压缩机控制器请求数据时，压缩机控制器将移动存储器中的数据上传至云平台，降低了云平台的数据压力。连接压缩机控制器的接线部分采用防呆设计，各接线线路分别使用文字标记并用不同颜色区分，相同功能的仪表点连线在压缩机控制器的同一组接口端子上，并将不同机组的公共仪表点放在同一组端子上，方便车间生产，既提高了生产效率又降低了错误率。控制器还增加了24V输出。常规PLC只有AI+，AI-两个端子，通常压力传感器需要回路供电，需要将直流电源的24V+接到传感器的+端子，传感器-端子再接到PLC的AI+端子上，不利于屏蔽双绞线的接线。本控制器集成24V+、AI+、AI-，直接将传感器+端子和传感器-端子接到控制器集成的24V+端子和AI+端子上即可。如图2，智慧单元采集能量载位的方法为：在载位电阻两侧加基础电压，通过计算载位电阻中间测量位置的电压与基础电压的比值来确定载位百分比。具体的，V+和V-为基础电压，AI4为测量点电压反馈，V+、AI4和V-分别接入控制器的对应端子。控制器通过实时采集V+、AI4和V-三点电压，通过公式Z=（AI4－本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，其特征在于：包括压缩机控制器，所述压缩机控制器包括开关量输入接口、开关量输出接口、PT100输入接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、能量载位采集输入接口、以太网接口以及串口通讯接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，其特征在于：包括压缩机控制器，所述压缩机控制器包括开关量输入接口、开关量输出接口、PT100输入接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、能量载位采集输入接口、以太网接口以及串口通讯接口。


2.如权利要求1所述的用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，其特征在于：所述开关量输入接口至少具备16路，开关量输出接口至少具备24路，PT100输入接口至少具备4路，模拟量输入接口至少具备8路，模拟量输出接口至少具备2路，以太网接口至少具备2路。


3.如权利要求1所述的用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，其特征在于：所述压缩机控制器还包括用于连接移动存储器的USB接口，压缩机控制器运行过程中将采集的数据和计算结果自动存储到移动存储器中；当云平台向压缩机控制器请求数据时，压缩机控制器将移动存储器中的数据上传至云平台。


4.如权利要求1所述的用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统，其特征在于：连接压缩机控制器的各接线线路分别使用文字标记并用不同颜色区分，相同功能的仪表点连线在压缩机控制器的同一组接口端子上，并将不同机组的公共仪表点放在同一组端子上。


5.基于如权利要求1至4任一所述的用于冷冻冷藏制冷系统的智能单元系统的控制方法，其特征在于：该控制方法包括若干控制步骤；各控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵广涛，李永泽，张超，李增群，张会明，白惠元，李明柱，
申请(专利权)人：山东冰轮海卓氢能技术研究院有限公司，冰轮环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37