一種具有智能控制及故障診斷功能的雙制冷系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及制冷技術領域，具體涉及一種具有智能控制及故障診斷功能的雙 制冷系統。
【背景技術】
[0002] 隨著科學技術進步和經濟社會發展，超低溫制冷技術在制冷領域的地位已經越發 重要。航空航天、電氣電子、醫用制藥和生物化學等諸多領域都離不開超低溫制冷技術。現 有技術中涉及超低溫制冷多數只有一套完全電路的制冷控制系統，而在實際應用中，一旦 這套制冷控制系統發生故障，就會給人們的使用帶來極大的不便，尤其是對溫度控制精度 要求高的領域。針對以上難點，研宄人員開展了諸多圍繞雙制冷控制系統的研宄，通過設置 兩套獨立的制冷系統并分別進行控制，從而確保即使其中一套系統損壞制冷終端依然可以 正常工作。
[0003] 我國專利CN104344597A和CN201377954Y中各自公開了設計合理的雙制冷系統， 實現了即使一套制冷系統損壞后制冷終端依然可以正常工作。但現有的雙制冷系統存在以 下問題：第一，現有的雙制冷系統均延續單機組制冷的原理，控制原理過于簡單，同時單機 組制冷能力過低，所以兩套制冷系統必須同時工作，才能獲取較低的溫度（一般指-80°C以 下），因此每臺機組的使用壽命與單機組的使用壽命基本相差無幾；第二，由于兩套制冷系 統完全獨立，系統整體的故障率增加了一杯，因此綜合來看，整機壽命反而比單系統超低溫 制冷設備低；第三，由于兩套制冷系統必須同時運行柜內溫度才能達到_80°C，如果其中任 何一套系統出現故障，則制冷性能會大幅下降，柜內溫度只能維持在-65°C，雙制冷系統穩 定性差；第四，雙制冷系統協調困難，很容易出現溫度波動。
[0004] 除了上述不足外，現行的雙制冷系統最大的不足在于多數采取手動控制系統，智 能化程度不足，相應制冷程序需提前進行預設，出現故障也很難及時發現，因此很可能給用 戶造成巨大的損失，尤其是在醫療儲存和精密科研領域。
【發明內容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題在于現有技術中的雙制冷系統必須同時制冷，使 用壽命短，性能不穩定，溫度波動較大；本實用新型要解決的另一問題是現有雙制冷系統控 制智能化程度不足，出現故障后無法及時發現，故障響應需要人工手動調節，響應速度低。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種具有智能控制及故障診斷功能的雙 制冷系統，并對其控制原理及故障診斷原理進行了詳細闡述。
[0007] -種具有智能控制及故障診斷功能的雙制冷系統，制冷系統以及溫控系統，制冷 系統包括兩套完全獨立設置的第一制冷系統和第二制冷系統，其特征在于：所述溫控系統 與兩套制冷系統相連接，根據實時工況參數自動智能選擇啟動第一制冷系統或第二制冷系 統或同時啟動兩套制冷系統；所述溫控系統根據實時工況參數智能判斷兩套制冷系統是否 出現故障以及故障類型，并進行故障響應。
[0008] 進一步的，溫控系統包括溫度采集模塊、控制設置模塊、開關量變送模塊、顯示模 塊、報警模塊、供電模塊和核心控制模塊；所述溫度采集模塊、顯示模塊、控制設置模塊、開 關量變送模塊、報警模塊、供電模塊分別與核心控制模塊相連。
[0009] 再進一步的，核心控制模塊為CPU。
[0010] 再進一步的，溫度采集模塊包括溫度變送器（Cl)和溫度采集器。
[0011] 再進一步的，顯示模塊〇)SP)為7寸觸摸屏；顯示面板上有設有USB接口（USB)， 可隨時通過U盤拷貝數據。
[0012] 再進一步的，控制設置模塊（ST)連接6個電容觸摸按鍵，用以將6個開關信號轉 換成數字信號，傳輸給主控芯片，所述6個電容觸摸按鍵包括：靜音按鍵（BT1)、燈開關按 鍵（BT2)、設置按鍵（BT3)、Reset按鍵（BT4)、系統電源開關按鍵（BT5)和電子鎖開關按鍵 (BT6)。
[0013] 再進一步的，開關量變送模塊包括開關量變送器（C3)和柜門開關（S1-S3)。
[0014]再進一步的，報警模塊包括蜂鳴報警器（ALM)，報警狀態直接受CPU控制，通過BT1 可以消除系統報警聲音。
[0015] 再進一步的，供電模塊的供電方式包括電池供電和交流電源供電。
[0016] 再進一步的，所述溫控系統還可以包括壓力采集模塊、時鐘模塊、通信模塊、和電 壓補償模塊；所述壓力采集模塊、時鐘模塊、通信模塊和電壓補償模塊分別與核心控制模塊 相連。
[0017] 更進一步的，壓力采集模塊包括壓力變送器（C2)和相關探頭。
[0018] 更進一步的，通信模塊（CMN)支持以太網、485有線通訊，支持Zigbee、WIFI和 GPRS無線通訊；所述通信模塊還具備電話、短信報警功能（報警方式可選），也可以通過 SM卡號碼隨時隨地獲取當前運行狀態。
[0019] 更進一步的，時鐘模塊（CLK)在通信模塊有SIM卡時，可通過GPRS自動調節時間 及日期并將其反饋給CPU。
[0020] 更進一步的，電壓補償模塊用于在電壓不穩時穩定系統電壓。
[0021] 本實用新型中溫控系統根據實時工況參數自動智能選擇啟動第一制冷系統或第 二制冷系統或同時啟動兩套制冷系統，該智能控制方法包括如下步驟：
[0022] 當搭載雙制冷系統的設備首次運行或設備箱體溫度過高時，核心控制模塊（CPU) 控制第一制冷系統（1)的壓縮機繼電器（VI)和第二制冷系統（2)的壓縮機繼電器（V2)同 時閉合，雙制冷系統同時開始工作；當柜內溫度降至設定溫度以下，CPU指定某一制冷系統 停止運轉并進入休眠狀態，CPU控制該制冷系統的繼電器斷開，同時另一制冷系統進入激活 狀態，開始輪換周期計時（即允許同一制冷系統連續工作的最長時間）；
[0023] 被激活的制冷系統在激活狀態下，當柜內溫度不超過溫度上限時（溫度設定值+ 溫度波動范圍），該系統中的壓縮機處于停機狀態；一旦柜內溫度高于溫度上限，則該制冷 系統中的壓縮機開始運轉；當柜溫再次降至設定溫度，壓縮機停止運轉，等待下一個溫度循 環；
[0024] 直到被激活的制冷系統進入激活狀態的時間達到設定的輪換周期，原先休眠的制 冷系統進入激活狀態并開始預冷卻，當預冷卻達到一定的時間后，原先被激活的制冷系統 停止運轉并進入休眠狀態，直到下一個輪換周期。
[0025] 本實用新型中溫控系統根據實時工況參數智能判斷兩套制冷系統是否出現故障 以及故障類型，并進行故障響應。該智能故障診斷及故障響應包括如下步驟：
[0026] (1)核心控制模塊向相關模塊發出狀態查詢指令，包括：向溫度探測模塊發出溫 度探測指令；向開關量變送模塊發出門開關狀態探測指令；向報警模塊發出報警狀態探測 指令；向電源電壓判斷模塊發出通斷電狀態探測指令。
[0027] (2)各模塊采集相關信息并反饋至核心控制模塊。
[0028] (3)核心控制模塊根據反饋信息判斷制冷系統是否發生故障。
[0029] (4)核心控制模塊在故障診斷的基礎上進行智能故障響應，智能故障響應包括強 制切換激活系統、更改雙制冷系統中壓縮機繼電器的開關狀態、更改核心控制模塊對繼電 器指令的控制對象、關閉雙系統輪換運行和停止系統。
[0030] 本實用新型實現的技術效果如下：
[0031] 本實用新型的雙制冷系統能夠有效實現雙制冷系統輪換交替制冷，同時在制冷系 統出現故障時能夠有效協調故障系統與非故障系統正常工作。本實用新型雙制冷系統的真 正實現了智能控制和智能故障診斷，大大提高了故障響應速度，進而提高了雙制冷系統的 穩定性。
[0032] 本實用新型中兩套制冷系統輪換交替制冷，大大延長了單臺壓縮機的使用壽命； 在兩套制冷系統切換過程中采用了預冷卻系統，確保在兩套制冷系統相互切換的過程中依 然可以有效保持柜內溫度的穩定，解決溫度波動大的問題；單套制冷系統工作期間，壓縮機 運轉受柜溫控制，既節能環保，同時也能對溫度變化有效快速地反饋，解決柜內溫差過大的 問題，同時進一步延長了壓縮機的使用壽命。
【附圖說明】
[0033] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方