專利名稱：智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統，特別涉及一 種智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統。
背景技術：
目前，船舶冷藏集裝箱熱工性能試驗測控系統由傳感器、數據采 集箱以及其他外圍硬件構成，能夠半自動或者人工完成部分熱工性能 試驗。但是，這類系統存在一定的缺陷，它不能適時自動調節，操作 界面不直觀，操作人員勞動強度大，測試數據不精確，部分受控參數 不能滿足相關標準要求。
發明內容
為了達到所述目的，克服現有的船舶冷藏集裝箱試驗系統的缺陷， 本發明供在一種智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統。
該系統包括上位機UIO，下位機和數據采集系統Ull，測控系統 外圍設備U12，報表管理系統U13。所述所述系統中用來承載可視化 的組態界面的上位機U10分別數據傳輸連接向其發送采集的監控數 據和接收其指令的數據采集系統U11;以及接收該上位機U10測試試 驗數據的報表管理系統U13;所述數據采集系統Ull還與測控系統外 圍設備U12數據傳輸連接，其內部包括控制器、數字量模塊、模擬 量模塊、溫度采集模塊等，其中內部控制器按照其內部駐存的程序執 行工作，完成監控數據采集轉換工作，本系統采用嵌入式PLC以及
高性能數據模塊相結合的辦法，提高系統運行的速度和穩定性，數據
采集的精確性以及系統自動控制的靈敏度；所述的測控系統外圍設備 部分U12，包括制冷機組、環境室風機、環境室加熱器、箱內加熱器、 可控硅、變頻器等，此部分通過改變風機并聯臺數和風機轉速的方法， 使系統環境風速滿足相關標準要求和達到節能的目的，采用電位相位 調整的方法控制加熱功率，使該受控參數滿足±1.5%的要求，達到精 確控制加熱功率在規定的波動范圍內；所述的報表管理系統U13，采 用結構化數據語言，完成所有測試數據的處理、保存和自動生成實驗 報表并打印，并且同時還可以完成數據和報表備份其結合系統硬件的 工作程序來實現。(如
圖1)。
有益效果在所有受控參數滿足各相關標準的同時，使測控系統
采集數據更加精確、操作人員更加方便、系統運行成本更低，減少由 于測控系統原因出現的新造船舶冷藏集裝箱不符合要求和各個船級 社標準的問題。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。 圖1為測控系統基本原理圖，
U10為上位機，Ull為下位機和數據采集系統，U12測控系統外
圍設備部分，U13為報表管理系統。
圖2為制冷機組、環境室加熱器、箱內加熱器、風機的電路圖， Ul.環境室制冷機組，U2.環境室加熱器，U3.冷藏集裝箱箱內加熱
器，U4.環境室風機，U5.被測冷藏集裝箱，U6.環境室加熱器可控硅，U7.冷藏集裝箱加熱器可控硅，U8.風機變頻器，Q1 Q5.空氣開關， P2 P3.功率表，A1 A5.電流表，KM1 KM5:交流接觸器，FR1 FR5.交流熱保護器，L1 L3 N.三相交流供電線路。 圖3為測控系統模擬量輸入輸出原理圖，
87024為模擬量輸出模塊；87017為模擬量輸入模塊。1 8均接 模擬量輸入信號。l接流量計，冷藏集裝箱氣密性試驗用；2接冷藏 集裝箱箱內加熱器功率表；3 4接環境室濕度儀；5接差壓變送器， 冷藏集裝箱氣密性試驗用；6接箱內加熱溫度控制器；7接環境室加 熱溫控儀；8接環境室熱線風速儀。
圖4為測控系統開關量輸入輸出原理圖。
87040為開關量輸入模塊，87041為開關量輸出模塊。1S1 1S8 為觸發按鈕，1K1 1K8為繼電器，U7.1為變頻器觸發。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于 明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
如圖1該系統包括上位機UIO，下位機和數據采集系統Ull，測 控外圍系統外圍設備U12，報表管理系統U13。 U10是上位機，承載 可視化的組態界面，便于操作人員對測控系統的運行管理和實驗測試 操作，向下位機U11發出指令和接受其釆集的監控數據，同時向U13 輸出測試實驗數據等。下位機Ull，內部包括控制器、數字量模塊、 模擬量模塊、溫度采集模塊等，控制器按照其內部駐存的程序執行工 作，并受U10控制，接受U10的指令，協同工作，完成監控數據的
采集轉換工作。測控系統外圍設備部分U12 (如圖2)，包括制冷機 組、環境室風機、環境室加熱器、箱內加熱器、可控硅、變頻器等。 報表管理系統U13，利用結構化數據語言完成所有采集數據的處理、 保存和自動生成試驗報表并打印輸出，同時還可以完成數據和報表的 備份。
圖2中，按照ISO、 ATP等標準規定的測試要求，由測控系統根 據反饋的環境室、冷藏集裝箱箱內溫度和環境室風速來控制U1、 U2、 U3、 U4的供電以及實現U2、 U3的全功率段PID調節和U4的變頻 調節。U5為在進行冷藏集裝箱性能試驗時給被測冷藏集裝箱提供電 源。Ul、 U6可以控制環境室溫度快速準確地到達試驗設定溫度。U7 可以控制冷藏集裝箱箱內溫度快速地到達設定溫度，同時在進行冷藏 集裝箱性能實驗的時候，可以精確控制箱內加熱功率在規定的波動范 圍內。P2為指針式功率表，能夠直觀的顯示當時狀況下的環境室加 熱耗功情況。P3為非正弦波功率表，采用4個波段為一個測試波周 期，數顯輸出適時功率，同時向測控系統變送輸出模擬量信號。Al A5旨在直觀顯示電流變化情況，方便操作維護人員觀察維護系統。
圖3中，87024為模擬量輸出模塊；87017為模擬量輸入模塊。l 8均接模擬量輸入信號。l接流量計，用于冷藏集裝箱氣密性試驗；2 接冷藏集裝箱箱內加熱器功率表，向上位機提供箱內功率變化情況； 3 4接環境室濕度儀，用于反饋環境室濕度情況，便于自動控制環 境室濕度；5接差壓變送器，冷藏集裝箱氣密性試驗用，用于測量冷 藏集裝箱箱內外的壓差，反饋的差壓信號用于在氣密試驗前控制開大 或者關小供氣閥門；6、 7分別接箱內加熱溫度控制器、環境室加熱 溫度控制器，旨在調節U6、U7的觸發角，從而控制加熱功率的大小; 8接環境室熱線風速儀，用來測量環境室的風速的大小，其反饋信號 用于控制變頻器的輸出頻率，從而調節風機的轉速達到調節控制環境 室風速在各標準規定的測試范圍內。U6、 U7、 U8所需要的模擬量輸 入信號由87024提供。
圖4中，87040為開關量輸入模塊，其接收1S1 1S8手動信號， 87041為開關量輸出模塊，接收Ull中控制器指令，輸出開關量信號， 控制1K1 1K8的得電或者失電。1S1 1S8為觸發按鈕，1K1 1K8 為繼電器，U7.1為變頻器觸發，得電時變頻器工作，反之則不工作。
以上是本發明的實施方式之一，對于本領域內的一般技術人員， 不花費創造性的勞動，在上述實施例的基礎上可以做多種變化，同樣 能夠實現本發明的目的。但是，這種變化顯然應該在本發明的權利要 求書的保護范圍內。
權利要求
1、智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統，包括上位機，下位機和數據采集系統，測控系統外圍設備，報表管理系統；其特征在于，所述系統中用來承載可視化的組態界面的上位機分別數據傳輸連接向其發送采集的監控數據和接收其指令的數據采集系統；以及接收該上位機測試試驗數據的報表管理系統；所述數據采集系統還與測控系統外圍設備數據傳輸連接。
2、 根據權利要求1的智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系 統，其特征在于，所述數據采集系統作為本測控系統的下位機，由控 制器、數字量模塊、模擬量模塊、溫度采集模塊組成，上述模塊采用 嵌入式PLC與高性能數據模塊相結合。
3、 根據權利要求1的智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系 統，其特征在于，所述測控系統外圍設備具體包括制冷機組、環境室 風機、環境室加熱器、箱內加熱器、可控硅、變頻器。
4、 根據權利要求1的智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系 統，其特征在于，所述報表管理系統通過采用結構化數據語言，用來 完成所有采集數據的處理、保存和自動生成試驗報表并打印輸出，并 且同時還可以完成數據和報表備份其結合系統硬件的工作程序來實 現。
5、 根據權利要求2的智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系 統，其特征在于，所述測控系統外圍設備中的控制器通過駐存在其內 部的工作程序在上位機的指令控制下，完成監控數據采集轉換工作。
全文摘要
本發明目的在于提供一種智能船舶冷藏集裝箱熱工性能綜合測控系統。該系統包括上位機U10，下位機和數據采集系統U11，測控系統外圍設備U12，報表管理系統U13。所述上位機U10，向下位機U11發出指令和接受其采集的監控數據，同時向U13輸出測試實驗數據。本發明的優點在于在所有受控參數滿足各相關標準的同時，使測控系統采集數據更加精確、操作人員更加方便、系統運行成本更低，減少由于測控系統原因出現的新造船舶冷藏集裝箱不符合要求和各個船級社標準的問題。
文檔編號G01N25/00GK101344497SQ20071004451
公開日2009年1月14日 申請日期2007年8月2日 優先權日2007年8月2日
發明者張菊標, 欣 施, 甘世紅, 敏 袁, 褚建新, 偉 顧 申請人:上海海事大學