基于WiFi網(wǎng)絡(luò)的成套商用冰箱智能控制器研究.pdf

1、商用冰箱是指主要作為商業(yè)性用途的大型冰箱，它更加注重使用功能、容積與能耗等方面特性，其容積一般相對(duì)于家用冰箱來(lái)講要大得多，外形比較簡(jiǎn)單，做工也一般。由于其使用數(shù)量較多，而每臺(tái)冰箱以“個(gè)體”形式存在，統(tǒng)一設(shè)置固定的冷藏溫度及冷凍溫度，不同的生鮮食品沒(méi)有標(biāo)記的簡(jiǎn)單按照冷藏或冷凍要求混合存放在各個(gè)冰箱中，在實(shí)際使用過(guò)程中主要存在:1）能耗過(guò)高，且保鮮效果差;2）壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)關(guān)閉，使用壽命短;3）衛(wèi)生狀況差;4）不利于調(diào)度管理;5）應(yīng)急響應(yīng)差

2、等幾個(gè)典型問(wèn)題。這些不足嚴(yán)重影響商用冰箱的發(fā)展，將傳統(tǒng)的商用冰箱設(shè)計(jì)成帶網(wǎng)絡(luò)功能的智能冰箱已成為未來(lái)商用冰箱發(fā)展的趨勢(shì)。
　　本文將無(wú)線通信技術(shù)引入成套商用冰箱智能控制器的開(kāi)發(fā)中，旨在改善現(xiàn)有商用冰箱的管理模式，基于模糊變頻控制理論，改變商用冰箱壓縮機(jī)原有驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)對(duì)商用冰箱運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象作出預(yù)判斷，具有智能化管理、節(jié)能和冷藏保鮮效果好等優(yōu)點(diǎn)。主要完成的研究工作如下:
　　(1)簡(jiǎn)單論述了直流無(wú)刷電機(jī)基于反電動(dòng)

3、勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)控制原理，對(duì)換相延時(shí)時(shí)間的設(shè)置方法做了簡(jiǎn)要介紹。詳細(xì)分析了基于模糊控制理論下，根據(jù)溫差及溫差變化率等輸入量求取模糊控制規(guī)則表的過(guò)程。簡(jiǎn)單概述了冰箱系統(tǒng)故障自診斷設(shè)計(jì)思路，對(duì)常見(jiàn)冰箱故障問(wèn)題及故障分析做了介紹。
　　(2)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)智能商用冰箱的功能要求，設(shè)計(jì)冰箱控制器的總體控制方案，搭建實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)。詳細(xì)闡述了控制器壓縮機(jī)變頻調(diào)速模塊的電路原理，討論了IGBT全橋柵極驅(qū)動(dòng)的原理，確保驅(qū)動(dòng)波形效果最佳。采用條形碼掃

4、描引擎將存儲(chǔ)食品信息通過(guò)串口轉(zhuǎn)WiFi模塊發(fā)送至上位機(jī)。同時(shí)，利用AD檢測(cè)模塊對(duì)冰箱庫(kù)溫、各控制執(zhí)行器的電流電壓參數(shù)進(jìn)行采樣，不僅提高壓縮機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，而且對(duì)電機(jī)起到保護(hù)作用。
　　(3)為解決成套商用冰箱的“組網(wǎng)”問(wèn)題，給出了控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方法。采用TCP/IP通訊協(xié)議，將控制軟件整體框架分為下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制軟件和上位機(jī)監(jiān)控軟件，選用WiFi通信作為上下2層軟件通信的紐帶，建立了軟件控制系統(tǒng)。下位機(jī)控制軟件詳細(xì)闡述了壓縮機(jī)過(guò)零

5、點(diǎn)檢測(cè)及換向控制策略、溫度模糊控制策略與故障自診斷分析策略等。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要完成食品信息化管理、溫度及電參數(shù)數(shù)據(jù)分析及冰箱故障自診斷等功能。
　　(4)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成成套網(wǎng)絡(luò)商用冰箱智能控制器的控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明控制器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，可縮短約36％的停機(jī)時(shí)間，食品冷藏保鮮效果好;對(duì)網(wǎng)絡(luò)智能冰箱的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)冰箱控制與管理軟件的遠(yuǎn)程控制具有準(zhǔn)確性和便捷性，實(shí)現(xiàn)了冰箱存儲(chǔ)食品的智能化管理與故障自