電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)---plc對(duì)電梯控制的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目: PLC對(duì)電梯控制的應(yīng)用設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系：電子工程系 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓　 名: <

2、;/p><p>　　學(xué)　 號(hào): </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　當(dāng)今時(shí)代隨著高層建筑的日益增多和建筑設(shè)計(jì)的檔次的提高，使得人們對(duì)電梯的要求也越來越高。目前已不僅限于要求電梯搭乘快速、舒適，制造堅(jiān)固，裝潢考究，人們對(duì)電梯的安全可靠性及多功能性正提出越來越高的要求，為此電梯正朝著控制智能

3、化的方向發(fā)展。</p><p>　　而電梯的核心是電梯控制器,電梯控制器的實(shí)現(xiàn)也有多中方式,諸如PLC,單片機(jī),等等.在以前的電梯控制器設(shè)計(jì)中,大部分都是采用PLC來實(shí)現(xiàn),但是PLC是基于外圍的硬件實(shí)現(xiàn)電梯的控制,這樣的設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)電梯的智能化,要實(shí)現(xiàn)電梯的智能化,就得選用其他的設(shè)計(jì)方法完成對(duì)電梯控制器的設(shè)計(jì),而采用硬件描述語言來完成電梯控制器的設(shè)計(jì),就能很容易的實(shí)現(xiàn)電梯的智能.</p><p

4、>　　在這篇文章里，所提到的是在通常應(yīng)用于商業(yè)上的蒸汽壓縮制冷裝之中，用模糊控制算法控制制冷壓縮機(jī)的速度使之達(dá)到最有效的速度來控制冷氣的溫度。它主要的目標(biāo)是根據(jù)模糊控制算法，通過變換器對(duì)壓縮機(jī)速度進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，并估算節(jié)能效果；不同于傳統(tǒng)恒溫控制，這里通過控制壓縮機(jī)冷藏容量，施加給控制壓縮機(jī)50Hz的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。通過控制壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)的供電電流達(dá)到的速度變化范圍是30-50Hz，由于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率過低會(huì)有因飛濺系統(tǒng)而出現(xiàn)的潤(rùn)滑問題，

5、現(xiàn)今所提供的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率一般不考慮小于30Hz的。在這個(gè)范圍，在二個(gè)最適當(dāng)?shù)墓ぷ髁黧w之中，可以代替R22有很多，例如R407C (R32/R125/R134a 23/25/52%組)和R507 (R125/R143A 50/50%組)比較好。壓縮機(jī)速度模糊控制與傳統(tǒng)的溫度控制相比，更多的用于冷藏和其他制冷系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)R407C作為工作流體時(shí)，可以達(dá)到顯著的節(jié)能效果，(13%)。 值得注意的是，從節(jié)能觀點(diǎn)看，當(dāng)壓縮機(jī)速度變化時(shí)

6、可以達(dá)到的最佳的效果。 另外，考慮到變換器費(fèi)用問題，回收期要比可接受的產(chǎn)品型號(hào)更具有決定性。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 壓縮系統(tǒng); 冷室; 活塞式壓縮機(jī); 易變的速度; 章程; 模糊邏輯; R407C; R507</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　1. 節(jié)能型是發(fā)展方向</p><p>

7、;　　目前我國(guó)節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。因此專家預(yù)計(jì)，節(jié)能電梯市場(chǎng)會(huì)在“十一五”期間進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。</p><p>　　節(jié)能電梯從2001年開始進(jìn)入我國(guó)辦公樓、住宅樓、酒店等場(chǎng)所，經(jīng)過5年的發(fā)展，全國(guó)的無齒輪電梯市場(chǎng)從幾千臺(tái)增長(zhǎng)到近6萬臺(tái)。截至2006年9月，全國(guó)取得電梯制造許可證

8、的整機(jī)企業(yè)超過300家。電梯企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)品利潤(rùn)率走低，WALESS、奧的斯、三菱等大企業(yè)保持了較高的市場(chǎng)份額，中小企業(yè)僅占全國(guó)1/5的市場(chǎng)份額，同時(shí)行業(yè)整體企業(yè)數(shù)目急劇增多。</p><p>　　有關(guān)專家表示，我國(guó)已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場(chǎng)。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設(shè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)未來10年，我國(guó)的電梯市場(chǎng)仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。</p>

9、<p>　　受以下三個(gè)因素影響，我國(guó)節(jié)能電梯未來市場(chǎng)容量十分可觀。</p><p>　　房地產(chǎn)市場(chǎng)快速發(fā)展，對(duì)電梯的需求繼續(xù)擴(kuò)大。專家估計(jì)未來50年我國(guó)新增住房面積將達(dá)到200億平方米。目前國(guó)家規(guī)定20米以上高樓就應(yīng)安裝電梯，因此未來電梯最大的市場(chǎng)就是住宅市場(chǎng)。此外，機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對(duì)自動(dòng)扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀。</p><p>　　西部地區(qū)的小

10、城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快。東部地區(qū)城市化經(jīng)過20年的發(fā)展，有些發(fā)達(dá)地區(qū)城市化水平已達(dá)到80%，基本飽和，甚至出現(xiàn)了逆城市化的趨勢(shì)。而近年來西部地區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度，已經(jīng)與電梯需求高速發(fā)展所需的GDP水平相吻合。</p><p>　　電梯更新進(jìn)入高峰期。雖然國(guó)家對(duì)電梯壽命目前沒有提出強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，但是按國(guó)外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設(shè)計(jì)壽命為15年，歐美電梯設(shè)計(jì)壽命為25年。根據(jù)我國(guó)電梯選購(gòu)的實(shí)際情況，采用日本

11、系列產(chǎn)品或技術(shù)的比例大約有60%以上，國(guó)內(nèi)在1990年前安裝的日系電梯已經(jīng)全部到了更新期。而且1990年以前的電梯生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)比較落后，電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及15年前電梯安裝數(shù)量看，預(yù)計(jì)2007年將有15000至20000臺(tái)電梯需要更新。</p><p>　　2、電梯節(jié)能潛力巨大</p><p>　　電梯和空調(diào)被認(rèn)為大型建筑兩大耗能大戶。據(jù)了解，目前我國(guó)星

12、級(jí)酒店每平方米平均年耗電量為150千瓦時(shí)，一座3萬～5萬平方米的星級(jí)酒店，其年總能耗大約相當(dāng)于3000至4000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中將近一半用于電梯供電。電梯行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2005年在我國(guó)所有使用的電梯中如果有80%采用節(jié)能電梯，全年可以節(jié)約耗電122億千瓦時(shí)。如果2015年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電800億千瓦時(shí)，幾乎等于三峽大壩一年的發(fā)電量。</p><p>　　在政府采購(gòu)中對(duì)節(jié)能性能予以優(yōu)先考慮。目前國(guó)內(nèi)的電梯銷售

13、有接近一半的數(shù)量在政府采購(gòu)領(lǐng)域或跟政府采購(gòu)有關(guān)，因此政府采購(gòu)對(duì)節(jié)能電梯的傾向性可以有效扶持節(jié)能電梯產(chǎn)業(yè)。由于節(jié)能電梯產(chǎn)量不大，市場(chǎng)價(jià)格偏高，政府在初期可將其作為環(huán)保項(xiàng)目給予政策傾斜，或者對(duì)采用節(jié)能電梯的開發(fā)商以政策鼓勵(lì)。</p><p>　　節(jié)能電梯技術(shù)應(yīng)與其他技術(shù)相結(jié)合。與節(jié)能相比，使用者目前更為看重的還是電梯的安全性能。傳統(tǒng)電梯安全部件正在改用雙向安全系統(tǒng)，電梯使用的安全技術(shù)也在不斷擴(kuò)大。將節(jié)能技術(shù)和其他安全

14、技術(shù)相結(jié)合有利于提升產(chǎn)品品質(zhì)，更容易進(jìn)入采購(gòu)商的視野。</p><p><b>　　3.控制節(jié)能選擇</b></p><p>　　蒸氣壓縮冷卻裝置，雖則被設(shè)計(jì)滿足最大載荷，但為了延長(zhǎng)壽命，通常在部分裝載下工作，并通過開關(guān)周期調(diào)控，在50 Hz的頻率下運(yùn)作，這樣就決定了高能消耗量的恒溫控制。 而且，制冷時(shí)耗電量低被認(rèn)為間接的釋放了溫室氣體; 改進(jìn)上述的系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率

15、可以減少這種排放物。 各種各樣的冷藏容量控制方法和部分裝載理論表明壓縮機(jī)速度變異是最高效率的技術(shù)。</p><p>　　[1,2]。 冷藏容量控制這個(gè)方法在最近3–10年已經(jīng)被分析研究，包括提高壓縮機(jī)的速度以不斷的達(dá)到制冷效果。 變換器可以被用于調(diào)控壓縮機(jī)速度。 有電子易變速度驅(qū)動(dòng)的不同的類型，但是脈沖寬度調(diào)整變換器(PWM)由于它的低成本和高效率而最適用。 冷藏容量的此種控制應(yīng)用于商業(yè)壓縮機(jī)，雖則在節(jié)能上有優(yōu)勢(shì)

16、，但也有某缺點(diǎn)例如設(shè)備的費(fèi)用和由壓縮機(jī)潤(rùn)滑和可靠性[11,12]帶來的麻煩。 最后問題是，當(dāng)熱轉(zhuǎn)換器的次要流體在氣相時(shí)，例如在被審查的工廠中時(shí)，是有害的。但是當(dāng)次要流體在液體階段時(shí)[13]它似乎是有利的。 因此，本文的主要目的是設(shè)定控制器能夠連續(xù)調(diào)控沒有油泵的縮機(jī)和其他小型制冷設(shè)備。 這種控制允許我們?cè)谌魏螘r(shí)候調(diào)整壓縮機(jī)冷藏容量以得到冷卻載荷，因此壓縮機(jī)可能也運(yùn)轉(zhuǎn)在其他頻率小于50 Hz。 當(dāng)傳統(tǒng)的溫度控制用于冷藏或其他小型制冷系統(tǒng)時(shí)，

17、壓縮機(jī)只能工做在50 Hz。 特別是，對(duì)比于常用的蒸氣壓縮冷卻裝置，本文提到了根據(jù)模糊邏輯的控制算法，能選擇在冷藏氣溫的作用的最適當(dāng)速度的壓縮機(jī) 。 除模糊邏輯之外，壓縮機(jī)速度控制也許可以通過其他技術(shù)也獲得例如傳統(tǒng)比例缺一不可和PID控制 [14–18]。 特別是</p><p><b>　　。</b></p><p>　　1.實(shí)驗(yàn)工廠 1.1 電梯控制器的流程&

18、lt;/p><p><b>　　總流程圖</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　電梯運(yùn)行流程圖</b&

19、gt;</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　停車門控流程圖</b

20、></p><p>　　1.2蒸氣壓縮實(shí)驗(yàn)設(shè)備</p><p>　　如圖1所示的商業(yè)上通用的設(shè)備，是由以下部分組成， 一臺(tái)液體接收器，一臺(tái)空氣冷凝器，三極管與二個(gè)擴(kuò)展閥門，一個(gè)是恒溫的一個(gè)是手工的，靠這些支撐冷藏室里面的一臺(tái)蒸汽壓縮器工作。 就想廠商所說的，壓縮機(jī)可用流體R22、R507和R407工作; 它用聚酯油潤(rùn)滑，并且它的速度通過PWM變換器調(diào)控。 并有一組三相電壓的整流器，即

21、直流380 V，50 Hz和一個(gè)直-交三相交流電壓變換器; 產(chǎn)品的變換器可調(diào)整電壓的頻率。 與兩個(gè)閥門的三級(jí)管可以解決可能的麻煩，因?yàn)楫?dāng)壓縮機(jī)速度變化時(shí)，擴(kuò)展閥們的工作是未知的[13]。 使用的擴(kuò)展閥門是為R407C和R507特別設(shè)計(jì)的。 使用R407 并工作在50 Hz時(shí)，當(dāng)溫度在-20到10°C時(shí)冷凝器的容量在1.4-1.8kw范圍內(nèi)變化較大。 為固定在冷凝器氣溫和模仿外部條件，在一個(gè)決熱的通道向其風(fēng)。使用調(diào)節(jié)器控制電阻可

22、得到確定的溫度。在一些實(shí)驗(yàn)性測(cè)試中，可通過與調(diào)節(jié)器有關(guān)的電暖氣來模擬冷藏負(fù)載，并且通過電力計(jì)測(cè)量電壓。 表1列出了使用的變換裝置的規(guī)格。 測(cè)試用具裝有與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的32張位A/D卡片，它有高采樣率并通過變換裝置模擬結(jié)果。 數(shù)據(jù)收集軟件在Labvie</p><p>　　圖1.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的剪影</p><p>　　表1Transducers規(guī)格</p><p>　

23、　2 實(shí)驗(yàn)描述                             </p><p>　　要評(píng)估使用時(shí)產(chǎn)品的性能，有必要比

24、較一下在50 Hz時(shí)由開關(guān)周期調(diào)控和由由模糊算法控制時(shí)的耗能量。 在實(shí)驗(yàn)性測(cè)試，冷卻的裝載的不同的類型已經(jīng)考慮了。 首先，當(dāng)對(duì)冷藏門有周期性開關(guān)和與室外空氣不可避免的熱交換時(shí)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。 這些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在各種各樣的溫度下測(cè)試完成了，而且當(dāng)外界溫度為18.8C時(shí)每隔20分鐘就打開冷藏庫(kù)門5分鐘，這樣得到的冷庫(kù)溫度正好在5.0到25.8C。另外在有些測(cè)試中冷卻負(fù)載可通過位于冷藏室的可控制電子加熱器獲得，而在其他測(cè)試真正的冷卻負(fù)載被認(rèn)為是

25、可以保存200 kg水果和蔬菜5.8C。 在這前二個(gè)情況下，每10分鐘打開冷藏門來模仿真正的工作環(huán)境; 而且，實(shí)驗(yàn)在冬天和夏季都進(jìn)行了測(cè)試。 在夏天的測(cè)試中由于電暖氣加熱而是冷凝器外面的溫度保持在32.8C，而在冬天室外氣溫被保持在10. 8C。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要為體現(xiàn)耗電量，它由好耗電能米來衡量，并由節(jié)能效果評(píng)估得到。 這個(gè)持續(xù)2天的測(cè)試，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了R407C和R507。</p><p>　　3.在壓縮機(jī)速度控制的

26、模糊邏輯</p><p>　　模糊邏輯代表允許我們獲得從隱晦，模棱兩可或者不定的信息的被定義的解答的方法學(xué)。 對(duì)于此模糊的過程非常類似那人腦能夠發(fā)現(xiàn)被定義的結(jié)論從接近的信息和數(shù)據(jù)開始。 與經(jīng)典邏輯方法對(duì)比，那要求描繪現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型等式的一個(gè)確切的定義，模糊邏輯允許我們解決不明確定義的問題，并且為哪些是困難的，甚至不可能，確定一個(gè)確切的數(shù)學(xué)模型。 所以，人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為此種塑造是必要的。 特別是，模糊邏輯是非線性控

27、制問題的解答的一個(gè)合法的選擇。 實(shí)際上非線形性通過規(guī)則、會(huì)員資格作用和推理過程被對(duì)待，保證更加簡(jiǎn)單的實(shí)施和較小設(shè)計(jì)費(fèi)用。 在另一邊一個(gè)非線性模型的線性略計(jì)是足夠簡(jiǎn)單的，但是它有限制的缺點(diǎn)控制表現(xiàn)，并且可能發(fā)生，在一些情況中，昂貴。 而且，模糊控制器是健壯的并且允許我們通過使用其他規(guī)則或會(huì)員資格作用體會(huì)在一個(gè)非常單一方式上的改善或變化。 模糊控制的許多例子可以在一些最近應(yīng)用找到。 特別是，在熱化透氣和空調(diào)產(chǎn)業(yè)有氣溫和濕氣[25–28的]各

28、種各樣的模糊控制應(yīng)用。 一個(gè)模糊控制器的設(shè)計(jì)需要三個(gè)根本階段。 第一是建立輸入和輸出可變物。 第二是定義輸入和輸出可變物的會(huì)員資格作用。 為時(shí)是選擇或公式化控制規(guī)則。 本文的</p><p>　　圖2.模糊控制算法結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　特別是，圖顯示二輸入一產(chǎn)品模糊控制器。輸入變數(shù)是在調(diào)整點(diǎn)溫度和空氣的真正的溫度的之間溫度區(qū)別在冷藏(⊿T)，and的這個(gè)溫度區(qū)別衍生物與時(shí)間(d（⊿T

29、）/dt)</p><p>　　的; 模糊的輸出變量是壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)（f）的供應(yīng)潮流的頻率： 模糊邏輯根據(jù)代表可變物的可能的價(jià)值的決心的模糊設(shè)置了。 關(guān)于傳統(tǒng)邏輯理論的模糊的理論，元素可能屬于或不一個(gè)特殊集合，允許元素的部份會(huì)員資格對(duì)集合。 可變物的每?jī)r(jià)值描繪的是為改變與連續(xù)性從零到一個(gè)的會(huì)員資格價(jià)值。 因此，定義建立可變物的會(huì)員資格率在某一集合易變的其中每一的會(huì)員資格作用是可能的。 從一個(gè)有效的觀點(diǎn)，模糊的控制器

30、接受輸入變數(shù)的價(jià)值，進(jìn)行有些操作并且確定產(chǎn)品價(jià)值。 這個(gè)過程描繪的是為三個(gè)主要階段： 模糊控制推斷 機(jī)制和模糊運(yùn)算。 模糊運(yùn)算過程準(zhǔn)許變換被定義的價(jià)值成模糊的價(jià)值; 推斷過程確定產(chǎn)品模糊通過根據(jù)實(shí)驗(yàn)性現(xiàn)實(shí)被固定的規(guī)則;關(guān)于模糊控制過程允許變換模糊的產(chǎn)品成被定義的價(jià)值。 模糊邏輯的主要困難用好具體經(jīng)驗(yàn)的必要在設(shè)計(jì)的和一個(gè)模糊控制器的大廈連接。 因此，至于調(diào)控的參量一些實(shí)驗(yàn)性考慮考慮到我們?cè)O(shè)置交換的壓縮機(jī)速度的控制變量。 是確切規(guī)則和特殊資

31、格作用的選擇可以適當(dāng)?shù)馗淖兛刂破鳌?然而，將被考慮從節(jié)能觀點(diǎn)控制壓縮機(jī)速度一定是方便的，因?yàn)樗\(yùn)作以更低的頻率，但是在這種情況下需時(shí)得到調(diào)整點(diǎn)溫度將是主要的與必要的時(shí)間比較，當(dāng)</p><p><b>　　表2模糊算法規(guī)則</b></p><p>　　至于聲調(diào)會(huì)員資格作用比調(diào)整控制規(guī)則，注意集中這里于前，為了體會(huì)壓縮機(jī)速度控制的容易一個(gè)健壯模糊控制器。 在要了解供選擇

32、的壓縮機(jī)的控制特征的一些實(shí)驗(yàn)性考慮，在圖3–5的會(huì)員資格作用為在調(diào)整點(diǎn)溫度和空氣的真正的溫度在冷藏，這個(gè)溫度區(qū)別衍生物與時(shí)間和壓縮機(jī)馬達(dá)供應(yīng)潮流的頻率的之間之后溫度區(qū)別被定義了。 三角會(huì)員資格作用，與一個(gè)中心和二個(gè)極限，被采取了得這里。 關(guān)于溫度區(qū)別報(bào)道的范圍位于在0和13 °C (圖3)之間。</p><p>　　圖3.溫度區(qū)別調(diào)整點(diǎn)溫度和空氣的真正的溫度的區(qū)別</p><p>

33、;　　為了增加模糊控制器的敏感性作為冷藏氣溫方法調(diào)整點(diǎn)，會(huì)員資格作用勉強(qiáng)地調(diào)整對(duì)VL、L和MS溫度區(qū)別。關(guān)于與溫度區(qū)別的時(shí)期的衍生物(圖4)，</p><p>　　圖4.溫度區(qū)別衍生物的會(huì)員資格作用在時(shí)間上的</p><p>　　范圍包括在0.001和0.013 K/s之間報(bào)道了。 當(dāng)冷卻的裝載突然時(shí)，變化被考慮了作為與也考慮到主要快速的變異的衍生物的易變的輸入; 當(dāng)冷藏門是開放的，這發(fā)生

34、。 要增加控制器的敏感性關(guān)于衍生物的變動(dòng)的率與溫度區(qū)別的時(shí)期的，模糊的子集也許有一個(gè)更小的定義，或許范圍從0.004到0.008。 然而，令人滿意的結(jié)果可以得到與模糊的子集的早先定義。 在考慮的壓縮機(jī)馬達(dá)電源頻率的價(jià)值輸出模糊的子集會(huì)員資格作用(圖5)，位于范圍30–50 Hz。 考慮價(jià)值在30 Hz以下，因?yàn)閴嚎s機(jī)振動(dòng)和噪聲增量相當(dāng)?shù)嘏c潤(rùn)滑麻煩一起由于飛濺系統(tǒng)增量是不可能的。</p><p>　　圖5.壓縮機(jī)電

35、動(dòng)機(jī)供應(yīng)潮流頻率的會(huì)員資格作用</p><p>　　被使用的推斷機(jī)制是產(chǎn)品的方法，以極小的操作被，產(chǎn)品 [29–31]替換。 因?yàn)檫@些可變物的作用對(duì)彼此更加有效地，得到這個(gè)機(jī)制允許在輸入和輸出可變物之中的一個(gè)更好的邏輯推理。 被采取的專家控制方法根據(jù)一個(gè)復(fù)合集合的許多中心的決心; 如此模糊的產(chǎn)品把變成一個(gè)明確定義的類推信號(hào)[32,33]。 控制算法，根據(jù)模糊邏輯，在一定環(huán)境被建立了。 特別是，這種算法提供作為輸出

36、變量可以由變換器連續(xù)地用于控制壓縮機(jī)速度的電壓信號(hào)。  </p><p>　　4.測(cè)試結(jié)果和討論    幾個(gè)實(shí)驗(yàn)性測(cè)試進(jìn)行解釋節(jié)能可獲得與模糊算法與古典恒溫控制，那比較確定運(yùn)轉(zhuǎn)以50 Hz一個(gè)有名無實(shí)的頻率壓縮機(jī)的開關(guān)周期。 更要好模仿冷藏的真正的工作環(huán)境，冷卻的裝載的各種各樣的類型被考慮。 特別是，在實(shí)驗(yàn)性測(cè)試電暖氣或水果和蔬菜被采取了作為冷卻的裝載。 而且當(dāng)

37、冷藏門是閉合的時(shí)，進(jìn)一步裝載發(fā)生歸結(jié)于冷藏門的周期性開頭并且由于與室外空氣的不可避免的熱交換。 在圖6當(dāng)冷卻的裝載是僅交付的對(duì)冷藏門的周期性開頭時(shí)， 根據(jù)電能消耗量的比較，被測(cè)量通過適當(dāng)?shù)碾娔苊?，在古典溫箱on–off體會(huì)的控制和模糊算法獲得的壓縮機(jī)速度連續(xù)的控制之間。 </p><p>　　圖6. R507的電能消耗量使用模糊控制和恒溫控制(冷卻的裝載! 周期性開頭冷藏門)。</p><p&

38、gt;　　實(shí)驗(yàn)性測(cè)試體會(huì)為冷藏氣溫被固定在25， 0和5 8C和為得到的恒定的冷卻的裝載打開冷藏門大約5分鐘的每20分鐘與室外氣溫大約18 8C。 一可能明顯地觀察能源消耗增加，當(dāng)冷藏氣溫減少。 這歸結(jié)于事實(shí)恒定的冷卻的裝載為所有冷藏氣溫被考慮了和，因此必要的時(shí)間到達(dá)溫度25 8C將是更加偉大的，并且確定更高的電消耗量。 而且，觀察是可能的節(jié)能獲得與算法關(guān)于溫箱在平均大約10%，即使它慢慢地明顯地減少，當(dāng)冷藏氣溫減少時(shí)，因?yàn)樵谥逻@情況

39、壓縮機(jī)的工作時(shí)間增加。當(dāng)冷卻的裝載是交付的對(duì)冷藏門的周期性開頭和對(duì)電暖氣的出現(xiàn)時(shí)，在圖 7 壓縮機(jī)的電能消耗量可獲得與二個(gè)控制系統(tǒng)，與R507和R407C有關(guān)，報(bào)告在夏天和在冬天。 在這些實(shí)驗(yàn)性測(cè)試與電暖氣有關(guān)被認(rèn)為一個(gè)電力常數(shù)大約200 W。 被觀察最佳的表現(xiàn)與允許，與壓縮機(jī)速度連續(xù)的控制，媒介節(jié)能大約13%與被考慮的兩室外氣溫的恒溫控制比較的R407C有關(guān)。 特別是，在夏季的絕對(duì)電能消耗量高于那約為5%冬天季節(jié)，即使在二個(gè)季節(jié)的節(jié)能

40、實(shí)際是相同的。 在圖8，當(dāng)使用時(shí)，能源消耗與真正的冷卻的裝載有關(guān)，代表由200 kg水果和蔬菜和由冷藏門的周期性開頭，被考慮模糊控</p><p>　　圖7. R507和R407C的電能消耗量使用模糊控制和恒溫控制(冷卻的裝載! 電暖氣)。</p><p>　　在這些實(shí)驗(yàn)性測(cè)試與被認(rèn)為一個(gè)電力常數(shù)大約200 W.的電暖氣關(guān)連。 被觀察最佳的表現(xiàn)與允許，與壓縮機(jī)速度連續(xù)的控制，媒介節(jié)能大約1

41、3%與被考慮的兩室外氣溫的恒溫控制比較的R407C有關(guān)。 特別是，在夏季的絕對(duì)電能消耗量高于那約為5%冬天季節(jié)，即使在二個(gè)季節(jié)的節(jié)能實(shí)際是相同的。 在圖 8 當(dāng)使用時(shí)， 能源消耗與真正的冷卻的裝載有關(guān)，代表由200 kg水果和蔬菜和由冷藏門的周期性開頭，被考慮模糊控制和恒溫控制。</p><p>　　圖8.夏天R507和R407C的電能消耗量對(duì)冷藏使用模糊控制和的氣溫the恒溫控制(冷卻的裝載! 水果和蔬菜)。&

42、lt;/p><p>　　另外，在這種情況下最高的節(jié)能通過與R407C的模糊控制是可獲得的并且是大約13%關(guān)于通過恒溫控制獲得的那個(gè)。 選擇10 8C的價(jià)值為室外氣溫，結(jié)果根據(jù)節(jié)能實(shí)際是相同的。注意到是重要的，模糊控制系統(tǒng)準(zhǔn)許到達(dá)在冷藏需要的空氣的溫度和維護(hù)它的在范圍^1 8C的動(dòng)擺; 因?yàn)樗鼘?duì)應(yīng)于溫箱的有差別的帶，最后價(jià)值是可接受的。 與恒溫控制比較，要解釋節(jié)能的原因可獲得與準(zhǔn)許連續(xù)地調(diào)控壓縮機(jī)速度的一種模糊控制算法

43、，對(duì)冷卻裝置的組分的模糊分析在變化體會(huì)壓縮機(jī)速度。 為此，它發(fā)生更加正確體會(huì)在穩(wěn)定條件的模糊分析而不是過渡狀態(tài)，從壓縮機(jī)速度模糊控制獲得，再選擇同樣條件根據(jù)壓縮機(jī)冷藏容量。 特別是，與每個(gè)頻率的冷藏力量30相應(yīng)， 35， 40， 45， 50 Hz在過渡狀態(tài)下在穩(wěn)定條件下再被考慮允許一個(gè)正確測(cè)量過程。 這實(shí)驗(yàn)性分析執(zhí)行了相關(guān)對(duì)夏季，與在冷凝器的室外溫度被保留在大約32 8C，但是近似結(jié)果在其他工作環(huán)境也得到了。 特別是，當(dāng)變化壓縮機(jī)速度

44、，橫跨閥門的壓縮比是低的時(shí)，在冬天季節(jié)體會(huì)的測(cè)試核實(shí)正確冷卻液分片。 exergetic分析準(zhǔn)許得到關(guān)于植物共計(jì)不可逆性發(fā)行的重要信息在組分之中。 整體植物exer</p><p>　　-------------------------------（1） 為植物的每個(gè)唯一組分可以體會(huì)評(píng)估放射本能毀壞的準(zhǔn)確分析。 特別是，在冷凝器毀壞的放射本能流程被評(píng)估如下：</p><p>　　-

45、---------------------（2）</p><p>　　在蒸發(fā)器毀壞的放射本能流程被評(píng)估如下：</p><p>　　---------------------（3）</p><p>　　exergetic溫度可以被定義如下：</p><p>　　------------------------------------------

46、（4）</p><p>　　哪里是環(huán)境溫度，當(dāng)時(shí); 空氣為蒸發(fā)器和冷凝器適當(dāng)?shù)乇辉u(píng)估。 在壓縮機(jī)毀壞的放射本能流程，忽略與環(huán)境的熱傳遞，被評(píng)估如下：</p><p>　　-------------------------（5）</p><p>　　在閥門毀壞的放射本能流程被評(píng)估如下：</p><p>　　-------------------

47、---------（6）</p><p>　　效率瑕疵為植物的每個(gè)設(shè)備被評(píng)估了，就在每個(gè)組分毀壞的放射本能流程和要求的放射本能流程之間的比率而論承受過程，即電能被提供給壓縮機(jī)：</p><p>　　------------------------------------------（7）</p><p>　　這組的效率瑕疵與exergetic效率全植物連接通過以下關(guān)

48、系：</p><p>　　---------------------------------------（8）在圖9根據(jù)exergetic效率的比較全植物，當(dāng)使用時(shí)R407C和R507，報(bào)告對(duì)哺養(yǎng)壓縮機(jī)的潮流的頻率; 而且，在圖9蒸發(fā)力量的價(jià)值和電能消耗量的趨向也報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)性測(cè)試被執(zhí)行了為在冷藏安定的氣溫相等與0 °C和為每個(gè)頻率30， 35， 40， 45，壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)供應(yīng)潮流的50 Hz。 壓縮

49、機(jī)可能提供以選擇的頻率的確切的冷藏容量被考慮了作為冷卻的裝載通過位于冷藏的一些可控制的電暖氣。 exergetic效率全植物連接與實(shí)際警察和與植物的可逆警察： 公式 COP=COPrev/COPrev是固定的，提到在圖顯示的溫度，圖9，ergetic效率跟隨警察的趨向。 將注意到，當(dāng)壓縮機(jī)速度減少時(shí)警察增加。 特別是，觀察是必要的，當(dāng)壓縮機(jī)速度減少時(shí)，熱轉(zhuǎn)換器的全球性傳熱系數(shù)是實(shí)際恒定的，因?yàn)闅鉁氐淖儺愒谡舭l(fā)器的是微不足道的，空氣流量率

50、是恒定的，并且冷卻液傳熱系數(shù)的影響對(duì)熱傳遞全球性系數(shù)是小的。 因而斷定在減少壓縮機(jī)速度，并且因而冷卻液質(zhì)量流率，溫度區(qū)別在冷凝器上和在蒸發(fā)器上將是更低的，并且因而因而更低的結(jié)露壓力</p><p>　　圖9. Exergetic效率與R507和R407C有關(guān)對(duì)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)供應(yīng)潮流頻率。</p><p>　　在這些情況壓縮比和空氣和冷凍劑之間的平均溫差在蒸發(fā)器和在冷凝器減少; 因此在壓縮機(jī)毀

51、壞的放射本能[13,34,35]減少并且在熱轉(zhuǎn)換器毀壞的放射本能，而警察和exergetic效率增加。 當(dāng)壓縮機(jī)速度減少，擴(kuò)展閥門的不可逆性減少。 當(dāng)壓縮機(jī)速度減少時(shí)，這與壓縮比減退連接由于蒸發(fā)器壓力增量和對(duì)結(jié)露壓力減退。關(guān)于在R407C的圖顯示的改善圖9與R507比較根據(jù)exergetic效率和電能消耗量，觀察是必要的它是交付的首先對(duì)R407C更加巨大的冷藏容量和對(duì)它的更小的壓縮比，當(dāng)壓縮機(jī)速度減少時(shí)(圖10)。</p>

52、<p>　　圖10.蒸發(fā)和結(jié)露在變化壓縮機(jī)速度的壓力趨向。</p><p>　　然而，一個(gè)更加詳細(xì)的分析在Refs報(bào)告。 [36,37]。 要了解在冷卻裝置的組分毀壞的放射本能在何種程度上影響能源消耗，在圖11比較報(bào)告，提到R507，在植物的每個(gè)組分的效率瑕疵之間，當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以50 Hz和在每個(gè)組分時(shí)的效率瑕疵有名無實(shí)的頻率，當(dāng)冷卻裝置經(jīng)營(yíng)以30 Hz時(shí)頻率。</p><p>

53、;　　圖11.冷卻裝置的組分的效率瑕疵與R507冷凍劑流體有關(guān)</p><p>　　其外，提到圖11觀察在植物中對(duì)總放射本能毀壞的唯一組分的影響是可能的。 特別是，注意到是有趣的，當(dāng)壓縮機(jī)經(jīng)營(yíng)以30 Hz時(shí)頻率，壓縮機(jī)的效率瑕疵是相等的到30%; 在熱轉(zhuǎn)換器效率瑕疵的價(jià)值近(19%冷凝器; 17%蒸發(fā)器); 在閥門效率瑕疵是更低的(10%)。 由于他們的高效率瑕疵，為了增加整體植物表現(xiàn)，壓縮機(jī)和兩熱轉(zhuǎn)換器必須被優(yōu)

54、選，而對(duì)閥門ismarginal的不可逆性的貢獻(xiàn)。 </p><p>　　要得到進(jìn)一步確認(rèn)節(jié)能可獲得，當(dāng)使用壓縮機(jī)速度的連續(xù)的控制和確定在冷卻裝置中毀壞的放射本能的影響對(duì)能源消耗時(shí)，比較及時(shí)毀壞的放射本能在植物中是可能的，當(dāng)及時(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)以50 Hz有名無實(shí)的頻率與放射本能的毀壞的壓縮機(jī)，當(dāng)冷卻裝置經(jīng)營(yíng)以30 Hz頻率，在假說時(shí)蒸發(fā)力量是同樣與恒溫控制的測(cè)試的和那些的與算法如實(shí)驗(yàn)性測(cè)試所顯示與圖 （6和8）

55、有關(guān)。 因此，就根據(jù)exergetic效率編輯的效率瑕疵定義而論 ; 得到以下等式是：</p><p>　　那里和代表時(shí)間，當(dāng)植物運(yùn)作分別在50 Hz (當(dāng)溫箱工作)時(shí)和在30 Hz (可能的運(yùn)作的頻率，當(dāng)使用模糊控制)。 從這個(gè)等式觀察是可能的及時(shí)毀壞的放射本能的百分比偏差在植物中與在30和50 Hz的電能消耗量連接。觀察是重要的為假說考慮了期限（Qev/COPrev）是恒定的，并且通常在50 Hz的工作條件，

56、當(dāng)溫箱打開時(shí)，植物為大約70%總工作時(shí)間運(yùn)作et30T ： 因此，就在冷卻裝置的組分毀壞的放射本能而論的價(jià)值被服從對(duì)冷藏實(shí)驗(yàn)性地確定為R507與室外氣溫大約32 8C，全球性放射本能的百分比偏差關(guān)連毀壞及時(shí)，并且的能源消耗是相等的到大約13%。 這價(jià)值非常近對(duì)在報(bào)告之上的實(shí)驗(yàn)性分析獲得的節(jié)能的價(jià)值恒溫控制與模糊控制比較。 終于，是重要的觀察變換器效率是等級(jí)95% [38]和做關(guān)于便利的一些經(jīng)濟(jì)考慮在采取根據(jù)使用的控制邏輯變換器。 參見R

57、407C節(jié)能百分比獲取在平均10%在(30–50 Hz)的被考慮的整體范圍頻率。 而且，當(dāng)它經(jīng)營(yíng)在50 Hz時(shí)，就冷藏的一個(gè)真正的工作條件而論壓縮機(jī)在大約7 h的平均被停止每天。 在這些情況下節(jié)能對(duì)應(yīng)于大約每年500 kW.h; 變換器費(fèi)用的評(píng)估被考慮</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在這文章，提到的市場(chǎng)上通用的蒸氣壓縮冷卻裝置，也就是

58、傳統(tǒng)的恒溫控制，加開關(guān)周期使運(yùn)轉(zhuǎn)在50 Hz的頻率的壓縮機(jī)，與在Labview環(huán)境里根據(jù)模糊邏輯建立的控制算法比較。 這種算法能選擇在冷藏氣溫下工作的最適當(dāng)?shù)乃俣?。pwm已制造出了可變速壓縮機(jī)。 被測(cè)試的流體， R407C和R507，是在R22中最適合做替代的。通過控制算法和由傳統(tǒng)恒溫控制的壓縮機(jī)速度的實(shí)驗(yàn)對(duì)比已經(jīng)在多種實(shí)驗(yàn)條件下完成。 使用根據(jù)模糊邏輯的壓縮機(jī)速度控制算法與恒溫控制比較可以節(jié)能13%。 與R507比較，在R22可代替的

59、流體中節(jié)能與R407C有更大聯(lián)系。節(jié)能的原因和由模糊控制的最佳工作狀態(tài)已通過確定組分的效率瑕疵和植物的exergetic效率的變化分析得到。 而且，對(duì)壓縮機(jī)電力的變換器費(fèi)用的分析以及與壓縮機(jī)速度控制的維護(hù)費(fèi)用的分析，得到回收期一般為3年。 </p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　本課題的選題有校外指導(dǎo)xx老師悉心指導(dǎo)，非常感謝x老師能關(guān)心我設(shè)計(jì)

60、的進(jìn)展，并能及時(shí)通知學(xué)校內(nèi)對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Janssen H， Krusc高速冷藏壓縮機(jī)的H.連續(xù)和不連續(xù)的容量控制。 行動(dòng)Purdue壓縮機(jī)技術(shù)會(huì)議Purdue，美國(guó); 1984年. 、</p><p>　　[2] Zubair SM， Bahel v.壓縮機(jī)容量模塊

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