專利名稱：制冷系統(tǒng)控制設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)，尤其是涉及制冷系統(tǒng)的控制設(shè)備。本發(fā)明還同時(shí)提供一種應(yīng)用于該控制設(shè)備的控制方法。
背景技術(shù)：
在某些特殊用途的制冷系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)溫度的控制范圍要求極其嚴(yán)格。例如血液保存箱的箱內(nèi)溫度需要控制在4±1℃，如果溫度離開(kāi)這一范圍，血液就可能很快失去醫(yī)用價(jià)值。
目前制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述溫度控制的方法是頻繁的開(kāi)停壓縮機(jī)。在箱內(nèi)溫度接近溫度上限時(shí)，立即啟動(dòng)壓縮機(jī)降溫；當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行若干時(shí)間后，系統(tǒng)溫度接近控制溫度的下限時(shí)，則停止壓縮機(jī)的工作。這種工作方式下，壓縮機(jī)通常5-10min就要完成一個(gè)開(kāi)停周期。由于溫度控制精確要求較高，功能要求也很全面(通常需要自動(dòng)化霜、報(bào)警等功能)，此類設(shè)備一般使用電子控制器。目前電子控制器中廣泛使用的繼電器壽命一般為10萬(wàn)余次，壓縮機(jī)每次開(kāi)停，該繼電器也需要閉合、關(guān)斷一次。如果壓縮機(jī)10分鐘開(kāi)停一次，則該繼電器的計(jì)算壽命大約為1.9年，遠(yuǎn)低于制冷設(shè)備其它部件8-10年的使用壽命。同時(shí)，由于這種繼電器一般與電子控制器集成在一個(gè)電路板上，不宜更換，因此，該繼電器降低了整個(gè)電子控制器的使用壽命，使制冷系統(tǒng)的運(yùn)行成本升高。更為重要的是，電子控制器出現(xiàn)故障后，如無(wú)法及時(shí)維修，可能會(huì)造成制冷系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)恢復(fù)工作，使其中保存的貴重物品損壞，造成損失。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提供一種可以延長(zhǎng)電子控制器使用壽命的裝置，該電路可以解決繼電器使用壽命較短對(duì)系統(tǒng)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間的影響，提高制冷設(shè)備電子控制器的使用壽命。
本發(fā)明提供的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備，包括控制器，用于控制制冷系統(tǒng)的工作；包括讀取系統(tǒng)溫度設(shè)定值和系統(tǒng)溫度測(cè)量值，并據(jù)此判斷是否應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)；若是，則通過(guò)輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；繼電器，其繼電器線圈連接控制器的輸出觸點(diǎn)，由所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制該線圈的得失電；其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)一端連接壓縮機(jī)電源，另一端連接壓縮機(jī)；所述繼電器為兩個(gè)以上，每個(gè)繼電器分別獨(dú)立連接一個(gè)控制器的輸出觸點(diǎn)；所述控制器每次啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，通過(guò)上述輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
優(yōu)選地，所述控制器每次啟動(dòng)壓縮機(jī)，采用輪流方式選擇所述與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)中的一個(gè)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
一種用于所述的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備的控制方法，包括31)控制器讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值；32)控制器將系統(tǒng)溫度檢測(cè)值與設(shè)定溫度范圍比較，當(dāng)系統(tǒng)溫度檢測(cè)值高于所述設(shè)定溫度范圍的上限時(shí)，則進(jìn)入步驟33)；33)控制器通過(guò)與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)中的一個(gè)，輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；34)返回步驟31)。
優(yōu)選地，所述步驟33)之前包括選擇步驟，用于選擇所述輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的輸出觸點(diǎn)。
優(yōu)選地，所述選擇步驟采用依次輪流的方法選擇每次輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的輸出觸點(diǎn)。
優(yōu)選地，所述步驟33)之后，檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)；若是，則返回步驟31)；若否，則返回選擇步驟，選擇其它與繼電器連接的觸點(diǎn)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
優(yōu)選地，所述檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)，是通過(guò)繼電器的輔助觸點(diǎn)向控制器提供繼電器響應(yīng)信號(hào)。
優(yōu)選地，所述檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)，是等待預(yù)定時(shí)間t后，讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值，若該溫度檢測(cè)值高于或者等于系統(tǒng)溫度設(shè)定值的上限值，則判斷繼電器未響應(yīng)。
優(yōu)選地，每次判斷一個(gè)繼電器未響應(yīng)，則將等待預(yù)定時(shí)間設(shè)置為原等待預(yù)定時(shí)間的1/2；待有繼電器響應(yīng)后，再改為最初的預(yù)定時(shí)間設(shè)置值t。
優(yōu)選地，所述選擇步驟中包括剔除故障繼電器的步驟，該步驟將若干次不響應(yīng)壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的繼電器確定為故障繼電器，不再?gòu)脑摾^電器對(duì)應(yīng)的輸出觸點(diǎn)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明具有下述有益效果首先，本發(fā)明使用多個(gè)繼電器輪流工作的方法，解決了繼電器使用壽命與制冷系統(tǒng)其它器件的壽命不匹配的問(wèn)題，使繼電器使用壽命不再是影響制冷設(shè)備無(wú)故障運(yùn)行的瓶頸。
其次，由于有多個(gè)繼電器可以使用，如果某一繼電器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)運(yùn)行不至于中斷，對(duì)于貴重物品的保存具有重要意義。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的電路圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參看圖1，為本發(fā)明第一實(shí)施例的示意圖。該圖示出本發(fā)明的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備的電路示意圖。圖中僅示出與本發(fā)明相關(guān)的部分。
圖1中的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備電路包括控制器1、繼電器2～繼電器8。其中，控制器1是實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行控制的核心單元，包括中央處理單元11以及寄存器單元12，寄存器單元12包括若干獨(dú)立的寄存器。該控制器1可以讀取使用者的設(shè)定溫度范圍，并接收溫度測(cè)量元件獲得的系統(tǒng)溫度，根據(jù)上述參數(shù)，控制器1對(duì)是否啟動(dòng)壓縮機(jī)作出判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果通過(guò)與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
由于控制器1主要執(zhí)行程序控制，不能直接實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的控制，因此，其需要通過(guò)所述繼電器2～繼電器8控制壓縮機(jī)的啟停，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電的電氣隔離。具體控制方式是控制器1通過(guò)與繼電器2～繼電器8連接的輸出觸點(diǎn)中的一個(gè)發(fā)出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，控制相應(yīng)的到繼電器線圈得電，再由該繼電器控制壓縮機(jī)的啟停。
圖1中示出所述控制器1通過(guò)其輸出觸點(diǎn)1、3、4、5、6、7、8(輸出觸點(diǎn)2懸空)，外接繼電器2～繼電器8，其中繼電器2的線圈為J1、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)為K1；其它繼電器對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。這些繼電器的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)一端連接壓縮機(jī)工作電源火線L，另一端連接壓縮機(jī)電源線M。上述觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)在繼電器線圈未得電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)。
所述繼電器得失電的控制由控制器1通過(guò)輸出觸點(diǎn)控制。如圖所示，繼電器1的繼電器線圈J1一端連接控制器的輸出觸點(diǎn)1，另一端連接控制器的+12V電源(控制器電源+12V為其9腳，此外，控制器腳10連接電源地GND)。其中輸出觸點(diǎn)1在控制器內(nèi)部通過(guò)內(nèi)部開(kāi)關(guān)與控制器的電源地連接。當(dāng)控制器需要繼電器1得電時(shí)，則使輸出觸點(diǎn)1對(duì)應(yīng)的內(nèi)部開(kāi)關(guān)吸合導(dǎo)通，繼電器線圈J1通過(guò)輸出觸點(diǎn)1與電源地連接，由于其另一端與電源+12V正極始終連接，因此，繼電器線圈J1得電導(dǎo)通，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K1吸合，壓縮機(jī)得電工作。
所述繼電器線圈分別反向并聯(lián)二極管D1～二極管D7，上述二極管的作用在于為繼電器線圈失電時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)提供放電回路，避免產(chǎn)生電磁干擾。
當(dāng)需要壓縮機(jī)工作時(shí)，控制器每次使繼電器2到繼電器8輪流得電導(dǎo)通，以免繼電器因?yàn)轭l繁啟停而過(guò)早達(dá)到使用壽命。目前制冷設(shè)備的使用壽命為8～10年，而繼電器的吸合次數(shù)為10萬(wàn)次，因此，以10分鐘起停一次計(jì)算，只需5-7個(gè)繼電器輪流使用，可以保證在正常情況下繼電器部件與制冷設(shè)備的其它部件具有相同的使用壽命。如果出現(xiàn)繼電器未到使用壽命，即出現(xiàn)繼電器異常故障的情況，則可以保證整個(gè)制冷系統(tǒng)控制設(shè)備仍然正常運(yùn)行。
請(qǐng)參看圖2，所述控制器1以如下方法控制繼電器2～繼電器8輪流吸合。
步驟S1，初始化。
該步驟包括將繼電器選擇寄存器清零，以及讀取設(shè)定溫度值。所述繼電器選擇寄存器是控制器的寄存器單元12中的一個(gè)寄存器。其作用在于向中央處理單元11提供選擇何種繼電器的信息。
步驟S2，讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值。
控制器從溫度檢測(cè)探頭讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值。
步驟S3，比較溫度檢測(cè)值與設(shè)定溫度值。
判斷所述系統(tǒng)溫度檢測(cè)值是否高于或等于設(shè)定溫度值的上限；若是，則進(jìn)入步驟S4；若否，則返回步驟S2。所述設(shè)定溫度值是一個(gè)溫度范圍，該溫度范圍根據(jù)被保存物的要求決定，其范圍可以設(shè)定的比被保存物的溫度要求的范圍更窄，以便制冷系統(tǒng)保證將溫度控制在所需溫度范圍內(nèi)。
步驟S4，查詢繼電器選擇寄存器，選擇應(yīng)當(dāng)吸合的繼電器。
所述繼電器選擇寄存器，用于記錄上次使用的繼電器號(hào)供查詢，并根據(jù)輪流使用的原則，判斷當(dāng)前應(yīng)當(dāng)選擇的寄存器，將該結(jié)果輸出到控制器的中央處理單元，該單元據(jù)此選擇繼電器。對(duì)于所選擇的繼電器，查詢其不響應(yīng)記錄，若不響應(yīng)記錄已經(jīng)達(dá)到15次，則跳過(guò)該繼電器，選擇下一個(gè)繼電器，直到選擇到一個(gè)正常使用的繼電器為止。
步驟S5，將繼電器選擇寄存器的值加1，以便下次選擇下一個(gè)繼電器。
步驟S6，根據(jù)步驟S4的結(jié)果，輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述被選擇的寄存器吸合。
該步驟中，中央處理單元11從對(duì)應(yīng)于所述被選擇的寄存器的輸出觸點(diǎn)輸出低電平信號(hào)，使該繼電器吸合。
步驟S7，讀取繼電器響應(yīng)信息。
所述繼電器響應(yīng)信息，用于判斷繼電器是否響應(yīng)。該信息可以是從繼電器的輔助觸點(diǎn)輸入控制器一開(kāi)關(guān)信號(hào)，用于表明繼電器是否吸合。這種情況下，中央處理單元讀取輸入的繼電器響應(yīng)信號(hào)即可。
在目前，許多繼電器并不提供輔助觸點(diǎn)，因此，可以等待時(shí)間t，當(dāng)時(shí)間t已經(jīng)達(dá)到時(shí)，讀取系統(tǒng)溫度測(cè)量值，作為繼電器響應(yīng)信息。所述時(shí)間t更具制冷系統(tǒng)的狀況設(shè)定以初始值，在控制過(guò)程中，為了防止有連續(xù)的繼電器不響應(yīng)，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度超過(guò)存放物所需溫度，可以根據(jù)情況改變?cè)撝?見(jiàn)步驟10)。
步驟S8，根據(jù)所述繼電器響應(yīng)信息判斷繼電器是否吸合；若是，則返回步驟S2；若否，則進(jìn)入步驟S9。
所述的判斷繼電器是否吸合的方法根據(jù)繼電器響應(yīng)信息的不同而不同。當(dāng)所述繼電器響應(yīng)信息為繼電器輔助觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，則根據(jù)該開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行判斷。
當(dāng)所述繼電器響應(yīng)信息是系統(tǒng)溫度測(cè)量值時(shí)，將該溫度測(cè)量值與設(shè)定溫度上限比較，當(dāng)系統(tǒng)溫度值低于設(shè)定溫度上限值時(shí)，則判斷繼電器吸合，同時(shí)將所述等待時(shí)間t復(fù)位為初始值；當(dāng)系統(tǒng)溫度測(cè)量值高于或等于設(shè)定溫度上限時(shí)，說(shuō)明壓縮機(jī)沒(méi)有工作，判斷繼電器未吸合。
步驟S9，將該繼電器的不響應(yīng)記錄加1。
控制器記錄每個(gè)繼電器的不響應(yīng)記錄，以便最終判斷該繼電器是否存在故障。若該繼電器的不響應(yīng)記錄達(dá)到15，或者其它設(shè)定值，則判斷該繼電器已經(jīng)損壞，以后不再使用(見(jiàn)步驟S4)。
步驟S10，將等待時(shí)間t重新設(shè)置為原值的二分之一，并返回步驟S4。若使用繼電器輔助觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)信號(hào)作為輸入信號(hào)，則直接返回步驟S4。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)控制設(shè)備，包括控制器，用于控制制冷系統(tǒng)的工作；包括讀取系統(tǒng)溫度設(shè)定值和系統(tǒng)溫度測(cè)量值，并據(jù)此判斷是否應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)；若是，則通過(guò)輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；繼電器，其繼電器線圈連接控制器的輸出觸點(diǎn)，由所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制該線圈的得失電；其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)一端連接壓縮機(jī)電源，另一端連接壓縮機(jī)；其特征在于，所述繼電器為兩個(gè)以上，每個(gè)繼電器分別獨(dú)立連接一個(gè)控制器的輸出觸點(diǎn)；所述控制器每次啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，通過(guò)上述輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器每次啟動(dòng)壓縮機(jī)，采用輪流方式選擇所述與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)中的一個(gè)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
3.一種用于權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備的控制方法，其特征在于，包括31)控制器讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值；32)控制器將系統(tǒng)溫度檢測(cè)值與設(shè)定溫度范圍比較，當(dāng)系統(tǒng)溫度檢測(cè)值高于所述設(shè)定溫度范圍的上限時(shí)，則進(jìn)入步驟33)；33)控制器通過(guò)與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)中的一個(gè)，輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；34)返回步驟31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步驟33)之前包括選擇步驟，用于選擇所述輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的輸出觸點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述選擇步驟采用依次輪流的方法選擇每次輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的輸出觸點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟33)之后，檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)；若是，則返回步驟31)；若否，則返回選擇步驟，選擇其它與繼電器連接的觸點(diǎn)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)，是通過(guò)繼電器的輔助觸點(diǎn)向控制器提供繼電器響應(yīng)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)繼電器是否響應(yīng)，是等待預(yù)定時(shí)間t后，讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值，若該溫度檢測(cè)值高于或者等于系統(tǒng)溫度設(shè)定值的上限值，則判斷繼電器未響應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，每次判斷一個(gè)繼電器未響應(yīng)，則將等待預(yù)定時(shí)間設(shè)置為原等待預(yù)定時(shí)間的1/2；待有繼電器響應(yīng)后，再改為最初的預(yù)定時(shí)間設(shè)置值t。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述選擇步驟中包括剔除故障繼電器的步驟，該步驟將若干次不響應(yīng)壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)的繼電器確定為故障繼電器，不再?gòu)脑摾^電器對(duì)應(yīng)的輸出觸點(diǎn)輸出所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種制冷系統(tǒng)控制設(shè)備，包括用于控制制冷系統(tǒng)的工作的控制器，其讀取系統(tǒng)溫度設(shè)定值和系統(tǒng)溫度測(cè)量值，以判斷是否啟動(dòng)壓縮機(jī)，若是，則輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；繼電器，其由所述壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制線圈的得失電，其觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)一端連接壓縮機(jī)電源，另一端連接壓縮機(jī)；所述繼電器為兩個(gè)以上，分別獨(dú)立連接一個(gè)控制器的輸出觸點(diǎn)；控制器每次啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，通過(guò)輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)用于所述的制冷系統(tǒng)控制設(shè)備的控制方法，包括1)讀取系統(tǒng)溫度檢測(cè)值；2)將系統(tǒng)溫度檢測(cè)值與設(shè)定溫度范圍比較，當(dāng)高于設(shè)定溫度范圍的上限時(shí)，則進(jìn)入步驟3)；3)通過(guò)與繼電器連接的輸出觸點(diǎn)輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)；4)返回步驟1)。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1955623SQ20051011436
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者劉占杰, 白文濤, 牛愉濤, 鄭玲 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心