商用冷柜集成控制系统分析

李胤 王振挺

摘 要：在经济的发展驱动下，生活品质不断攀升，商用冷柜已成为必备。随着需求的提升，人们对冷柜的分类和具体要求越来越精细。在新时期，商业冷柜不仅要保证有精确的温度控制，还要在节能降噪方面有新的设计。基于此，本文将剖析冷柜集成控制系统，通过集成控制系统优化，不断完善商用冷柜的性能。

关键词：控制系统;冷柜;商用

引言：目前面向超市等大型冷藏冷冻设备，除了规模化程度要高之外，还要在类型和结构上区别于家用冷柜。商用冷柜种类繁多，除了发泡门之外，还有玻璃门及敞开门等。现实应用中，冷柜硬件结构无明显差异，均采用控制器控制运行，设计成本往往较高。除此之外，高档冷柜匹配的控制器基本都是单片机，由于其运算速度等有限，恒温冷藏需求经常无法满足。所以，冷柜集成控制系统改良十分必要。

1硬件系统设计

1.1电子膨胀阀

在冷柜硬件设计中，电子膨胀阀较关键，可以直接影响冷柜的性能。通过研究发现，电子膨胀阀用途较广，其本身组成就比较复杂，是一种新型节流机构。除了阀体（基础结构）之外，还有阀芯、波纹管等。同时还匹配了传动机构以及电机等。现实应用中，控制器完成采集任务后，会将蒸发压力等多项 参数经微处理器处理，在此基础上，控制步进电机的旋转，在电机旋转中，势必会带动螺纹的传动，从而合理调节阀口的流通面积，同时掌控制冷剂流量，控制好过热度。电子膨胀阀最早出现的领域是在变频空调上面，在使用期间，需要和变频压缩机联合。为了缓解商用冷柜服役时间短和柜内温度波动较大的现状，电子膨胀阀开始应用到了核心的控制系统中，并科学辅助定频压缩机，实现各关键部位连接。应用中，通过温度信号传输，便可以较为及时地控制阀体的开度。经实践证明，冷柜应用电子膨胀阀是有效尝试，当柜温降下来时，凭借检测柜体内温度，调整阀门的开度，从而完成冷量输出，长久保持柜内温度，借此达到温度恒定的状态。通过这样的改造设计，不再频繁启动压缩机，那么压缩机的寿命就将延长，提高了设备利用率。

1.2系统电源模块

2 软件设计

2.1 抗干扰方法

2.1.1输入数据采集抗干扰

输入数据采集阶段，为了保障数据的精准性，需要采取抗干扰措施，借此保障工作成效。从以往经验了解到，筛选采集到的数据时，需要灵活选择筛选方法，一般采用的方法有以下四种。（1）平均滤波法。该方法也叫做算术平均数，主要是借助多次采集（某一信号点信息），然后算取平均值。在现实工作中，平均值的算法需要将影响最大的最大、最小值去掉。这种方法效果明显，实践证明，利用此方法可去除干扰，保障输入信息准确，该方法应用价值较高[1]。（2）极值判别法。这种方法并不经常会被用到，主要方法是判断采集到的数据，评估其是否处于正常值范围。通常情况下，若符合范围值标准，则留下;倘若不符，需要将其去掉，实施科学的再次采集，借此保障输入效果。（3）比较舍取法。在现实应用中，比较舍取法优势突出，对同样采样点完成高标准的多次采集，提取多次采集结果中，相同或相近的数据，将其作为最终结果。实践表明，该方法有一定可行性。（4）重复检测法。现实工作中，重复检测法效果积极，一般情况下，完成两次采样的数值相对会接近一些，不会相差很多，该过程重复进行，就可以得出准确数值。

2.1.2输出控制信号抗干扰

除了输入数据采集阶段，需要抗干扰之外，输出控制信号抗干扰同样关键。现实工作中，针对输出控制信号抗干扰，科学路径有：（1）控制好开关量输出数。在实际操作中，让系统最快速度运行，借此降低数据误差，提高输出效率与质量。（2）构建闭合环状系统。在实操阶段，开关量和模拟量（两项参数）需要连接对应通道，在此基础上，构成闭合环状系统。原则上只有这样操作，才能读到丢失数据。

2.2积极进行系统自检

系统运行的过程，不确定因素多，会出现各种意外情况。实际应用中，为防止程序跑飞，科学措施如下：首先，使用WDT，从源头合理安排定时间隔。其次，填充 ROM 空白区域，主要应用单字节中断指令。最后，设置程序模块令牌。

3集成控制系统科学优化策略

目前使用的商用冷柜通常规模较大，在超市等地方均是大量集中出现的。而单个冷柜在进行设计时，为了独立控制温度，发挥冷柜冷冻或冷藏室作用，并合理降低成本，均是應用单片机来实现功能[2]。正是因为如此，冷柜的温度控制策略选择并不自由，要受硬件设备的局限，最终影响控制效果。商用冷柜集成控制，需要借助主控计算机完成各温控区域集中控制，想要达到理想效果，对冷柜冷冻冷藏室的优化需要用到Fuzzy-PID。

与传统PID 控制器相比，这种新型控制器反应更迅速，适用范围广，调整时间短，优势比较鲜明。更重要的是，这种控制器应用后，受控系统会迅速稳定，可以降低设备的能耗，同时强化温度控制效果，Fuzzy-PID应用价值较高。在系统优化中，还可以采用 LabVIEW 软件，完成冷柜融霜控制以及有效的故障报警。

4结论

通过仿真分析与评估，得出的结论有：（1）通过Fuzzy-PID应用，简化了冷柜系统结构，使其价值得到了展现。与此同时，降低了采购成本，有效缩短冷柜制造时长，经济性也比较理想。（2）通过界面集中显示，可以实现集中监控，减轻人员作业量。（3）采用模糊控制策略，从源头实现温度恒定。

参考文献：

[1]应雨铮，刘国强，晏刚.商用冷柜热负荷分析及其绝热技术的研究进展[J/OL].制冷与空调：1-9[2021-11-16].

[2]刘霞，韦自妍，刘忠宝.商超冷柜冷凝热回收的热气旁通除霜性能研究[J].家电科技，2021（05）：52-58.

作者简介：

李胤（1992年7月——），男，汉族，籍贯：辽宁省大连市，本科，研究方向：智能冷柜设备研发。