【５８】第２８卷第１０期２００６－１０制造业自动化冷库自动控制刘敏娥， 姜 珊 ，杜丽芬（大连冰山嘉德自动化有限公司， 大连 １１６０２４）摘要：采用冷库专用控制器，通过嵌入式软件与组态软件实现了冷库控制的智能化、模块化、网络化，用于手动冷库、自动冷库、小组合库的控制，构成系统方便，并且由于其具有通讯功能，很方便的与压缩机组及其它的控制设备的控制器联网，构成一个全自动的制冷控制系统，并可方便的传输数据进行统一管理，从而实现冷库的全自动控制，节省能耗，具有广泛的市场前景。
关键词：嵌入式软件；通讯；组态软件中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－０１３４（２００６）１０－００５８－０２Automatic control for the cold store ＬＩＵ Ｍｉｎ－ｅ， ＪＩＡＮＧ Ｓｈａｎ， ＤＵ Ｌｉ－ｆｅｎ（Ｄａｌｉａｎ Ｂｉｎｇｓｈａｎ Ｇｕａｒｄｉａｎ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ＣＯ．，ＴＤ， Ｄａｌｉａｎ １１６０２４， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒｅ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｅｄ，ｍｏｄｕａｌａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ａ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｍａｎｕａｌ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｏｒｓｍａｌｌ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｔｏｒｅ’ｓ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ，ｅａｓｉｌｙ ｍａｋｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｕｎｉｔ ｏｒ ｏｔｈｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂｙ ｉｔ’ｓ ｃｏｍｍｕｎｉ－ｃａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｏ ｆｏｒｍ ａ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｆｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｉｍｉｔｔｅｄ ｃａｎ ｂｅｍａｎａｇｅｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ，ｔｈｅｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ａ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｓ ｉｔ’ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ，ｉｔ ｈａｓ ａ ｂｒｏａｄ ｍａｒｋｅｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎｅｓｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ； ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ； ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ收稿日期：２００６－０５－２２作者简介：刘敏娥，大连冰山嘉德自动化有限公司。
０ 概述冷库的主要任务是使冷间温度，相对湿度保持在食品冷藏工艺所要求的变化范围内，以保证易腐食品的质量在贮存期间不发生明显变化，干耗不至过大。
目前国内大部分冷库均设有冻结间，冻结物冷藏间（低温冷藏间），冷却物冷藏间（高温冷藏间）和冰库。
由于各冷间的使用特性和要求各不相同，所以不同类型的冷间的自动控制在具体做法上也有所不同，但自动控制原理基本上是相同的。
目前国内的产品能够达到冷库自动控制。
按照以前的控制方式，在自动冷库系统中，都需要工程技术人员去编制ＰＬＣ程序；在软、硬件编制和设计中既困难又繁琐；劳动力成本高，工程总造价高。
若采用标准的嵌入式软件来实现，可以省去大量的编程时间；控制方式不会因为设计者的差异而不同；同时采用了“模块化”设计方式，类似于编程中的子程序调用，方便、快捷，大大提高设计效率，节省了人力、物力。
１ 冷库控制器硬件设计我们的设计方案特点如下：一个库间的自动控制；供液电磁阀、风机、冲霜３ 路继电器输出；冷库控制温度输入；电流互感器次级０￣１Ａ的电流输入；４ 路２２０Ｖａｃ 控制和安全保护输入 ；２ 路２２０Ｖａｃ自动／停止／冲霜旋钮输入：３位数码显示，６个ＬＥＤ灯和２个按键；远程 ＲＳ４８５ Ｍｏｄｂｕｓ 通讯。
控制器通过按键操作，在ＬＥＤ及数码管显示工作模式和运行中的各种信息。
通过两线制ＲＳ４８５总线及ＭＯＤＢＵＳ 通讯协议，与上位机通讯，冷库控制器具有２路模拟量输入测量通道，可以接入１路电流１路热敏电阻信号，通过１６ｆ８７７内部的多路开关切换，分别选中各个通道，采集现场模拟量。
控制器的电源：２２０Ｖａｃ ５０ Ｈｚ ｏｒ ６０Ｈｚ ３ＶＡ ；工作环境：０℃～５５℃；外形尺寸：宽７０ｍｍ ×长 ９５ｍｍ × 高 ６５ｍｍ。
可以通过导轨安装或在面板上开孔后镶嵌在面板上。
硬件设计框图如图１。
第２８卷第１０期２００６－１０【５９】制造业自动化２ 冷库控制器软件设计“嵌入式系统”是指应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起的系统。
简单地说，所谓嵌入式系统就是用户自己开发设计板子，板上有微处理器和各种芯片，其软件部分常常烧在ＲＯＭ或Ｆｌａｓｈ中，工作方式类似于ＢＩＯＳ。
大多数情形下嵌入式软件是用Ｃ语言编写的。
冷库控制器上电后，主程序先完成对系统参数、全局变量、ＡＤＣ、串行通信口等的初始化工作。
通信处理程序处于接受状态，同时，读取现场冷库温度、温度控制上限、温度控制下限、风机电流和安全连锁、风机运行反馈及风机过载等开关量输入的状态是否正常。
在每个主循环里都要判断冷库控制器的控制模式，判断是手动模式、自动模式和除霜模式。
串行通讯接口被设置成可收发的８位、无奇偶校验、二位停止位、９６００波特率。
主程序流程图如图２所示。
３ 监控软件的实现近年来，由于人们生活水平的提高，对于食品的冷藏保鲜技术要求随之提高，大冷库增多。
根据客户要求，我们有针对性地进行设计，开发出人机界面友好的上位机监视系统，完成所有运行参数显示，模拟设备运行状态，直观地反映了冷库运行的全貌，画面制作力求直观且操作方便。
并根据冷库运行特点，可进行各种参数的设定，根据设定值自动控制由于大型冷库的温度、湿度、压力等模拟信号及机房、库房设备较多，采用这种监控系统极大地减少了冷库管理人员的工作，而且系统运行安全可靠。
冷库控制方案，信号采集、设备运行控制由专用控制器来完成， 将其安装于冷库相应控制箱内，置于现场，每一单元可独立控制，根据制冷系统的相应配置，可自动或手动控制冷库设备的运行，并可将冷库设备运行状态、冷库参数等以通讯的形式，通过一根通讯线传送到控制室的电脑中进行监视和管理。
４ 经济效益分析我公司每年承接百余座冷库工程项目，按照平均每个项目８个库间，每个库间装有２台５．５ｋＷ的冷风机，库间的照明由控制箱控制，温度传感器置于图１ 硬件设计框图图２ 主程序流程图表１ 此冷库项目节约资金表【６０】第２８卷第１０期２００６－１０制造业自动化风机回风处，控制室离库间的平均距离为５０ｍ，库房高度为５ｍ计算，表１即为此冷库项目施工中节约的管线数量及资金。
这样一年１００个冷库项目共节约管线的资金为１４５９９．５＊１００＝１，４５９，９５０．００元人民币。
我公司的冷库系列控制器专为各种冷库的优化控制而设计，可达到节能控制的目的。
我们的冷库控制器根据预先设定的控制温度上下限来自动控制风机开停，因而节约了大量的电能。
还是按照上面的例子计算，一个冷库工程原手动控制，风机平均每天运行８小时，一年的耗电为５．５＊２＊８＊８＊３６５＝２５６９６０ｋＷ．ｈ 每度电的工业价格为０．６２３元，这样每年的电费为 １６０，０８６．０８元。
实现自动控制后，风机平均每天只需运行５小时，年耗电费为５．５＊２＊５＊８＊３６５＊０．６２３＝１００，０５３．８０元，共节约电费１６０，０８６．０８－１００，０５３．８＝６０，０３２．２８元。
１００个冷库工程年节约电费６，００３，２２８元。
由此可见，此项产品具有大力推广的潜力，与手动冷库相比，产生的经济效益每年约为７４６．３万元，可见创造的社会效益是不可忽视的。
参考文献：［１］ 胡寿松． 自动控制原理［Ｍ］． 科学出版社，２００１：４８－１１２．［２］ 王凤如． 自动控制原理实验教程［Ｍ］． 高等教育出版社，２００４：３０－３４．［３］ 王幸之． 单片机应用系统抗干扰技术［Ｍ］． 北京：北京航空航天大学出版社，２０００：７８－８６．［４］ 湖北工业建筑设计院《冷库控制》编写组．冷库控制［Ｍ］．中国建筑工业出版社，１９８０：２０－６０．器上，可以是ＰＣ，ＡＬＰＨＡ或其他任何类型工作站，可以是单机或网络多机。
ＧＥ Ｃｉｍｐｌｉｃｉｔｙ监控系统有如下特点。
开放性：不依赖于特定的硬件环境；兼容性：具有良好的软件兼容性和可移植性；适应性：系统具有硬件／软件良好的可伸缩性；灵活性：系统组态灵活，适应分层，分布，分散型控制；可靠性：系统可具有全方位冗余（包括网络，主服务器，人机工作站，外部设备，通讯控制器，数据库和过程任务等）；强大的数据库功能：国际标准ＳＱＬ，支持ＯＤＢＣ和动态数据交换ＤＤＥ，具有冗余切换和６４层组合数据特征等。
铣刨装置采用这个组态软件可以对滚子的功率、转速、铣刨的深度、垂直进给量、水平进给量等参数进行监控，这些参数的变化对于操作者一目了然。
４ 结语对就地热再生机组的铣刨装置的研制已经基本结束，我们对其模拟装置进行了大量的试验，该装置完全满足高等级沥青路面翻修工程中对铣刨装置的要求，翻修后的沥青路面也完全达到高等级沥青路面的要求。
参考文献：［１］ 常魁和， 高群． 公路沥青路面养护新技术［Ｍ］． 北京：人民交通出版社，２００１．［２］ 范振华， 吴道流． 就地热再生技术在中国的应用［Ｊ］． 筑路机械与施工机械化，２００２，５．［３］ 王国栋， 吴道流． 维特根４５００型热再生机组［Ｊ］． 筑路机械与施工机械化，２００２，２．【上接第５１页】【上接第３２页】（７）“ｏｄｅ２３ｔｂ”：属于ＴＲ－ＢＤＦ２算法，适合于求解刚性问题，对于求解允许误差比较宽的问题效果好。
（８）“ｄｉｓｃｒｅｔｅ”：用于处理非连续状况的系统模型。
４ 结论从上述仿真结果中可以得出，仿真算法的选择就是针对不同类型的仿真模型，根据各种算法的特点、仿真性能与适应范围，正确选择算法，以得到最佳的仿真结果。
参考文献：［１］ 杨平， 张云安． 基于Ｍａｔｌａｂ永磁同步电机控制系统建模仿真［Ｊ］． 电机技术， ２００５，（２）．［２］ ＣＨＡＲＬＥＳ Ｋ ， ＪＲ， 刘新正， 等． 电机学（第六版）［Ｍ］． 电子工业出版社， ２００４．［３］ 李三东，等． 基于Ｍａｔｌａｂ永磁同步电机控制系统的仿真建模［Ｊ］． 江南大学学报， ２００４，（２）．［４］ 周渊深，等． 交直流调速系统与Ｍａｔｌａｂ仿真（第一版）［Ｍ］．中国电力出版社，２００４．［５］ 张立勋，等． 直流调速系统设计及仿真［Ｊ］． 应用科技， ２００５（６）．［６］ 李威震，于敬玲． 基于Ｍａｔｌａｂ的双闭环可逆直流调速系统的仿真研究［Ｊ］． 计算机仿真，２００４，（１１）．。