專利名稱：果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)及其應(yīng)用和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品保鮮運(yùn)輸領(lǐng)域，具體涉及一種果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)及其應(yīng)用和方法。
背景技術(shù)：
果蔬保鮮運(yùn)輸是保證果蔬品質(zhì)減少果蔬腐爛和提高農(nóng)民收入的重要措施由于我國果蔬冷鏈物流不健全，造成我國每年約有750億元的果蔬產(chǎn)值在腐爛中損失掉。隨著消費(fèi)者對食品安全和食品品質(zhì)要求的日益提高，亟需提高果蔬品質(zhì)，減少果蔬腐爛，實(shí)現(xiàn)果蔬遠(yuǎn)距離保鮮運(yùn)輸。影響果蔬保鮮運(yùn)輸質(zhì)量的因素有運(yùn)輸環(huán)境的溫度、濕度和氣體條件。溫度對果蔬貯藏的影響表現(xiàn)在呼吸、蒸騰、成熟和衰老等多種生理作用上。隨著溫度的升高，各種生理代謝活性增強(qiáng)，對運(yùn)輸產(chǎn)生不良影響。提高運(yùn)輸環(huán)境中的濕度，能夠減少果蔬蒸騰失水， 緩慢果蔬衰老變質(zhì)，延長貯藏運(yùn)輸期。溫度是果蔬的保鮮運(yùn)輸最關(guān)鍵的要素，溫度每相差 10°C，果蔬的貯藏保鮮壽命就相差2-3倍，不同果蔬對保鮮溫度的要求也不一樣。溫度太高，果蔬新陳代謝強(qiáng)，壽命短；溫度太低，果蔬會被凍傷。然而，目前的冷藏運(yùn)輸車廂體內(nèi)溫度波動范圍大，且車廂內(nèi)溫度場分布嚴(yán)重不均勻，車廂內(nèi)溫差可達(dá)15°C之多，對果蔬保鮮運(yùn)輸極為不利。隨著消費(fèi)者對食品品質(zhì)的提高，對果蔬冷藏運(yùn)輸?shù)囊笠苍絹碓礁撸貏e是利用我國豐富果蔬產(chǎn)品出口創(chuàng)匯，增加農(nóng)民收入，亟需提高果蔬品質(zhì)，積極發(fā)展果蔬保鮮運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)。穩(wěn)定可靠地控制果蔬保鮮運(yùn)輸時的保鮮溫度和維持均勻的溫度場是提高果蔬保鮮運(yùn)輸品質(zhì)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)及其應(yīng)用和方法，本發(fā)明系統(tǒng)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、廂內(nèi)溫度場均勻，系統(tǒng)安全可靠，果蔬保鮮效果好。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，包括溫控裝置、排水裝置、信號采集裝置、通風(fēng)裝置、控制器和人機(jī)交互界面，其中，溫控裝置、 排水裝置、信號采集裝置、通風(fēng)裝置、人機(jī)交互界面分別與控制器連接，所述控制器采用可編程控制器，包括依次相連的主機(jī)模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和數(shù)字量輸入輸出模塊?？刂破魍ㄟ^信號采集裝置監(jiān)測溫度、濕度等的變化，對溫控裝置、通風(fēng)裝置、排水裝置等進(jìn)行控制，并將結(jié)果通過人機(jī)交互界面顯示，能及時迅速將環(huán)境溫度調(diào)控在理想的范圍之內(nèi)，防止局部溫度過高或過低。作為一種優(yōu)選方案，所述溫控裝置包括線盒和分別與線盒連接的制冷裝置、廂溫加熱絲、融霜加熱絲、制冷繼電器、加熱繼電器、融霜繼電器。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述制冷裝置包括依次連接的壓縮機(jī)、油氣分離器、冷凝器、儲液罐、干燥過濾器、供液電磁閥、熱力膨脹閥、蒸發(fā)器盤管以及壓縮機(jī)起動裝置；所述供液電磁閥與壓縮機(jī)起動裝置連接，壓縮機(jī)起動裝置與線盒連接。作為一種優(yōu)選方案，所述排水裝置包括相互連接的排水閥和排水繼電器，所述排水閥的正極端與排水繼電器連接，排水閥的負(fù)極端接地，排水繼電器還與數(shù)字量輸入輸出模塊連接，并由控制器控制通斷。作為一種優(yōu)選方案，所述信號采集裝置包括溫度傳感器和霜層厚度傳感器，所述溫度傳感器和霜層厚度傳感器分別與控制器連接。作為進(jìn)一步的一種優(yōu)選方案，所述霜厚度傳感器置于蒸發(fā)器盤管的相鄰翅片之間，控制器通過霜厚度傳感器采集蒸發(fā)器盤管結(jié)霜厚度，蒸發(fā)器盤管霜層厚度信號通過一調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成控制器可接收的電壓信號；所述調(diào)理電路包括相互連接的激勵源模塊和放大電路模塊。作為一種優(yōu)選方案，所述通風(fēng)裝置包括相互連接的變頻模塊和風(fēng)機(jī)，所述變頻模塊通過接收控制器的頻率控制信號來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明還公開了一種果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用，果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用于冷藏車上，冷藏車包括前部的駕駛室、后部的保鮮廂和下部的底盤，所述保鮮廂還包括靠近駕駛室的高壓室和與高壓室相隔的保鮮室，高壓室和保鮮室通過隔板隔開；所述壓縮機(jī)、油氣分離器、冷凝器、儲液罐、干燥過濾器、供液電磁閥，壓縮機(jī)起動裝置安裝于一制冷機(jī)組中，制冷機(jī)組安裝在保鮮廂的前面板上；所述蒸發(fā)器盤管、廂溫加熱絲、融霜加熱絲安裝于保鮮廂中的高壓室內(nèi)的上端；所述風(fēng)機(jī)安裝在高壓室上方，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與高壓室相通，風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與保鮮室相通，第一溫度傳感器安裝在保鮮室后端，用于作主控制用；第二溫度傳感器安裝在保鮮室前端的隔板上，用于作輔助控制；霜層厚度傳感器安裝在蒸發(fā)器盤管的相鄰翅片上；線盒、制冷繼電器、加熱繼電器、融霜繼電器、排水繼電器集中安裝在電氣箱中；排水閥安裝在高壓室的底部，控制器、電氣箱懸掛在汽車底盤，人機(jī)交互界面安裝在駕駛室內(nèi)。人機(jī)交互界面顯示果蔬品種、溫度的目標(biāo)值和實(shí)際值，通過人機(jī)交互界面添加、修改、刪除果蔬品種及溫度目標(biāo)值。本發(fā)明還包括一種果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，具體包括以下步驟
51、初始化設(shè)置管理人員將控制器中的主機(jī)模塊開關(guān)打開，進(jìn)入步驟S2；
52、通過人機(jī)交互界面設(shè)定目標(biāo)果蔬保鮮運(yùn)輸用溫度，包括保鮮廂內(nèi)果蔬的保鮮溫度和保鮮廂內(nèi)果蔬的極限低溫，進(jìn)入步驟S3 ；
53、信號采集裝置通過第一溫度傳感器，第二溫度傳感器對保鮮廂內(nèi)前后的溫度進(jìn)行采樣，霜層厚度傳感器對霜層厚度進(jìn)行采樣，并將第一溫度傳感器的采樣值、第二溫度傳感器的采樣值、霜層厚度傳感器的采樣值發(fā)送給主機(jī)模塊，進(jìn)入步驟S4 ；
54、主機(jī)模塊判斷排水裝置暫停工作的時間是否高于t小時，若是則進(jìn)入步驟S21；若否，進(jìn)入步驟S5 ；其中，t值由管理人員預(yù)設(shè)；
55、主機(jī)模塊判斷第一溫度傳感器的采樣值與其保鮮廂目標(biāo)溫度T之間的關(guān)系若第一溫度傳感器的采樣值大于T+1V，則進(jìn)入步驟S6 ；若第一溫度傳感器的采樣值大于T-3°C 且小于T+1°C，則進(jìn)入步驟S15 ；若廂后溫度傳感器的采樣值小于T-3°C，則進(jìn)入步驟S18 ； 其中，所述T值由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；56、主機(jī)模塊判斷第二溫度傳感器的采樣值是否大于保鮮廂內(nèi)果蔬極限低溫TL，若是， 則進(jìn)入S7 ；若否，則進(jìn)入S14 ；其中，所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；
57、主機(jī)模塊判斷第一溫度傳感器的采樣值與保鮮廂內(nèi)目標(biāo)溫度的差值ΔΤ，若ΔΤ大于20°C，則進(jìn)入步驟S8 ；若八1~大于101且小于201，則進(jìn)入步驟39 ；若八1~大于01且小于10°C，則進(jìn)入步驟10 ；
58、主機(jī)模塊根據(jù)溫差形成變頻控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在VI，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll ；
59、主機(jī)模塊根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在V2，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll ；
510、主機(jī)模塊根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在V3，并開啟制冷機(jī)組，進(jìn)入步驟Sll ；
511、主機(jī)模塊根據(jù)霜層厚度傳感器的采樣值判斷是否需要融霜，若是，則開啟融霜加熱絲，進(jìn)入步驟S12 ；若否，則進(jìn)入步驟S13 ；
512、主機(jī)模塊根據(jù)霜層厚度傳感器的采樣值判斷是否需結(jié)束融霜，若是，則關(guān)閉融霜加熱絲，進(jìn)入步驟S13 ；若否，則繼續(xù)融霜；
513、主機(jī)模塊判斷第一溫度傳感器的采樣值是否小于保鮮廂設(shè)定目標(biāo)溫度T-1°C，若是，則關(guān)閉制冷裝置，進(jìn)入步驟S20;若否，返回步驟S6;
514、主機(jī)模塊將控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊接收的頻率控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在Vl運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；
515、主機(jī)模塊判斷第二溫度傳感器的采樣值是否低于保鮮廂內(nèi)果蔬的極限低溫TL，若是，則進(jìn)入步驟S17 ；若否，則進(jìn)入步驟S16 ；所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；
516、主機(jī)模塊形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在V2運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；
517、主機(jī)模塊每隔20min形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號每隔20min開啟風(fēng)機(jī)，通過變頻模塊將風(fēng)機(jī)調(diào)在V3運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；
518、主機(jī)模塊形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊，變頻模塊根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)調(diào)速在Vl運(yùn)行，開啟廂溫加熱絲，進(jìn)入步驟S19 ；
519、主機(jī)模塊根據(jù)第一溫度傳感器的采樣信號判斷保鮮廂內(nèi)溫度是否大于保鮮廂目標(biāo)溫度設(shè)定值T 一 2V .若是，則關(guān)閉廂溫加熱絲，進(jìn)入步驟S20;若否，則返回步驟S18 ；
520、主機(jī)模塊判斷是否收到管理員的關(guān)閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟
S3 ；
521、主機(jī)模塊將控制信號發(fā)送給排水裝置，排水裝置工作30s后關(guān)閉，進(jìn)入步驟20。作為一種優(yōu)選方案，所述Vl為8m/s，變頻器頻率輸出為高；V2為6m/s，變頻器頻率輸出為中；Vl為4m/s，變頻器頻率輸出為低。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
第一、本發(fā)明通過采用智能雙溫度控制系統(tǒng)，可以保證廂體保鮮環(huán)境溫度調(diào)控在理想范圍之內(nèi)，且可防止局部溫度過低，凍傷果蔬，提高果蔬保鮮運(yùn)輸品質(zhì)；保證保鮮環(huán)溫度控制的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，提高果蔬保鮮運(yùn)輸品質(zhì)；
第二、通過控制器根據(jù)保鮮廂內(nèi)溫度狀況控制通風(fēng)裝置，使通風(fēng)裝置能根據(jù)廂內(nèi)溫度與其目標(biāo)溫度之差變風(fēng)量運(yùn)行，可以減小廂內(nèi)溫差，保證廂體保鮮環(huán)境溫度場的均衡性，提高果蔬保鮮運(yùn)輸品質(zhì)；
第三、通過控制器變頻控制通風(fēng)裝置，通風(fēng)裝置根據(jù)廂內(nèi)溫度與其目標(biāo)設(shè)定值之差變風(fēng)量運(yùn)行，當(dāng)溫差大時，風(fēng)速高；當(dāng)溫差小時，風(fēng)速低，可以提高保鮮運(yùn)輸溫度控制的效率性和降低保鮮運(yùn)輸?shù)哪芎模?br> 第四、本發(fā)明控制器具有穩(wěn)定性好、可靠性高、高度智能化的特點(diǎn)，系統(tǒng)集輸入、運(yùn)算、 通信、故障報(bào)警、記錄功能于一體；同時，本發(fā)明使用觸摸屏，具有友好的人機(jī)交互界面。


圖1為本發(fā)明果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的接線示意圖3為本發(fā)明果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法的流程圖； 圖5為本發(fā)明中果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)中的霜層厚度傳感器的測量電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
如圖ι所示，一種果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，包括溫控裝置1、排水裝置2、信號采集裝置3、通風(fēng)裝置4、控制器5和人機(jī)交互界面6，其中，溫控裝置1、排水裝置2、信號采集裝置3、通風(fēng)裝置4、人機(jī)交互界面6分別與控制器5連接。溫控裝置1包括線盒8和分別與線盒8連接的制冷裝置、廂溫加熱絲35、融霜加熱絲36、制冷繼電器14、加熱繼電器13、 融霜繼電器12。如圖2所示，控制器5采用西門子S7-300型PLC (Programmable Logic Controller,可編程控制器)，控制器5包括相連的型號為6ES7314-1AG13-0AB0的主機(jī)模塊 20、型號為6ES7331-7KF02-0AB0的模擬量輸入模塊19、型號為6ES7332 — 5HD01-0AB0的模擬量輸出模塊18和型號為6ES7323-1BL00-0AA0數(shù)字量輸入輸出模塊17。排水裝置2由相互連接的排水閥15和排水繼電器16組成。排水閥15的正極端與排水繼電器16的第十二端子相連，排水閥15的負(fù)極端接地。排水繼電器16的第十三端子與數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十八端子相連，排水繼電器16的第十四端子接地，排水繼電器16的第八端子接24V穩(wěn)壓電源的正極。排水繼電器16的通斷由控制器5控制。通風(fēng)裝置4包括相連的變頻模塊21和風(fēng)機(jī)22。所述變頻模塊21采用型號為西門子MICR0MASTER 420的變頻器，所述風(fēng)機(jī)22為型號為HYA250的軸流風(fēng)機(jī)；所述變頻模塊 21的電壓輸入端Ll、L2、L3依次分別接柴油發(fā)電機(jī)39電壓輸出端Ll、L2、L3，變頻模塊21的電壓輸入端子PE和柴油發(fā)電機(jī)的39的接地端子接地。所述變頻模塊21的電壓輸出端子U、V、W分別接入風(fēng)機(jī)22的端子U、V、W。變頻模塊21的信號第一輸入端子與數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十五端子相連，變頻模塊21的信號第二輸入端子與數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十六端子相連，變頻模塊21的信號第三輸入端子與數(shù)字量輸入輸出模塊 17的第二十七端子相連。所述變頻模塊通過21接收控制器5的頻率控制信號來控制風(fēng)機(jī)
822的轉(zhuǎn)速。信號采集裝置3包括第一溫度傳感器M，第二溫度傳感器25，霜層厚度傳感器沈； 第一溫度傳感器對，第二溫度傳感器25，霜厚度傳感器沈分別與控制器5相連?？刂破?的主機(jī)模塊20上的電源端子正極L和24V的穩(wěn)壓電源的正極相連，負(fù)極 M和24V穩(wěn)壓電源的負(fù)極相連；所述模擬量輸入模塊19的第一端子、模擬量輸出模塊18的第一端子與MV的穩(wěn)壓電源的正極相連，模擬量輸入模塊19的第二十端子、模擬量輸出模塊18的第二十端子分別接地；模擬量輸入模塊19的第十端子與模擬量輸入模塊19的第十一端子相連；所述數(shù)字量輸入輸出模塊17的第一端子和第二十一端子分別與24V的穩(wěn)壓電源的正極相連，數(shù)字量輸入輸出模塊的第二十端子和第四十端子分別接地。主機(jī)模塊20的RS485串口通過MPI (Multi Point Interface,多點(diǎn)接口)通信線 23與人機(jī)交互界面6的RS485串口相連。人機(jī)交互界面6的電源端子正極與24V的穩(wěn)壓電源的正極相連，人機(jī)交互界面6的電源端子負(fù)極接地。人機(jī)交互界面6為一觸摸屏，用于顯示果蔬品種、保鮮廂內(nèi)溫度的目標(biāo)值和實(shí)際值，通過人機(jī)交互界面添加、修改、刪除果蔬品種及保鮮溫度目標(biāo)值。制冷裝置包括依次相連的壓縮機(jī)27、油氣分離器觀、冷凝器四、儲液罐30、干燥過濾器31、供液電磁閥32、熱力膨脹閥33、蒸發(fā)器盤管34以及壓縮機(jī)起動裝置7。供液電磁閥32與壓縮機(jī)起動裝置7相連，壓縮機(jī)起動裝置7與線盒8相連，線盒8中的制冷控制線 11相繼與制冷繼電器14的第十二端子和第八端子相連，制冷繼電器14的第十三端子和數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十二端子相連，制冷繼電器14的第十四端子接地。制冷裝置由線盒8的制冷控制線11控制開啟，制冷繼電器14接收數(shù)字量輸入輸出模塊17的信號控制制冷控制線11的通斷。線盒8正極端與柴油發(fā)電機(jī)39的電壓輸出端子Ll連接，線盒 8負(fù)極端接地。廂溫加熱絲35與線盒8相連，線盒8中的加熱控制線10相繼與加熱繼電器13的第十二端子和第八端子相連，加熱繼電器13的第十三端子與數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十三端子相連，加熱繼電器13的第十四端子接地。加熱控制線10控制廂溫加熱絲8的開啟，加熱繼電器13接收數(shù)字量輸入輸出模塊17的信號控制加熱控制線10的通斷。融霜加熱絲36與線盒8相連，線盒8中的融霜控制線9相繼與融霜繼電器12的第十二端子和第八端子相連，融霜繼電器12的第十三端子與數(shù)字量輸入輸出模塊17的第二十四端子相連，融霜繼電器12的第十四端子接地。融霜控制線9控制融霜加熱絲36的開啟，融霜繼電器12接收數(shù)字量輸入輸出模塊17的信號控制融霜控制線9的通斷。一種果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)在冷藏車上的應(yīng)用，如圖3所示，壓縮機(jī) 27、油氣分離器觀、冷凝器四、儲液罐30、干燥過濾器31、供液電磁閥32，壓縮機(jī)起動裝置7 集中安裝在一制冷機(jī)組37中，制冷機(jī)組37安裝在保鮮廂43的前面板46上。蒸發(fā)器盤管 34、廂溫加熱絲35、融霜加熱絲36集中安裝在保鮮廂43中的高壓室41內(nèi)的上端。第一溫度傳感器M置于保鮮室42后端，控制器5通過第一溫度傳感器M采集保鮮廂后的溫度作為主控制信號。控制器5根據(jù)第一溫度傳感器M的溫度采樣信號來控制保鮮廂內(nèi)的溫度，作為輔助控制信號；模擬量輸入模塊19的第二端子與第一溫度傳感器M 的信號端子正極相連，模擬量輸入模塊19的第三端子與第一溫度傳感器M的信號端子負(fù)極相連，第一溫度傳感器M的信號端子正極與250 Ω精密電阻的一端連接，第一溫度傳感器M的信號端子負(fù)極與250 Ω精密電阻的另一端連接。第一溫度傳感器M的電源端子正極與MV的穩(wěn)壓電源的正極相連，第一溫度傳感器M的電源端子負(fù)極接地。第二溫度傳感器25置于保鮮室42前端，蒸發(fā)器盤管34出風(fēng)口處；控制器5通過第二溫度傳感器25采集保鮮廂前端的溫度，控制器5根據(jù)第二溫度傳感器25的溫度采樣信號輔助控制保鮮廂內(nèi)溫度，防止保鮮廂局部溫度過低，凍傷果蔬。模擬量輸入模塊19的第四端子與溫度傳感器25的信號端子正極相連，模擬量輸入模塊19的第五端子與溫度傳感器25的信號端子負(fù)極相連，溫度傳感器25的信號端子正極與250 Ω精密電阻的一端連接，溫度傳感器25的信號端子負(fù)極與250 Ω精密電阻的另一端連接。溫度傳感器25的電源端子正極與MV的穩(wěn)壓電源的正極相連，溫度傳感器25 的電源端子負(fù)極接地。霜厚度傳感器25置于蒸發(fā)器盤管34的相鄰翅片之間，控制器5通過霜厚度傳感器26采集蒸發(fā)器盤管34結(jié)霜厚度，控制器5根據(jù)結(jié)霜厚度信號來控制融霜加熱絲36的開啟；所述霜厚度傳感器26是以陶瓷基覆銅板DCB為材料制成的電容器，兩極板分別安裝在蒸發(fā)器盤管相鄰的翅片之間。蒸發(fā)器盤管34霜層厚度信號通過調(diào)理電路47轉(zhuǎn)換成控制器 5可接收的電壓信號。如圖5所示，調(diào)理電路47包括相連的激勵源模塊48和放大電路模塊49。激勵源模塊48是信號發(fā)生器ΜΑΧ038為主，加上外圍輔助電路以產(chǎn)生激勵信號，放大電路模塊49 將霜厚度傳感器46作為接入放大器反相輸入端的電容，采用微分運(yùn)算放大，將電容容量的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化。所述調(diào)理電路49的輸出端與輸入模塊19的第六端子相連，模擬量輸入模塊19的第七端子接地，控制器根據(jù)電壓信號輻值的絕對來控制融霜加熱絲36的開啟。風(fēng)機(jī)22安裝在高壓室41上方，風(fēng)機(jī)22的出風(fēng)口與高壓室41相通，風(fēng)機(jī)22的進(jìn)風(fēng)口與保鮮室42相通。溫度傳感器M安裝在保鮮室42的后端，溫度傳感器25安裝在保鮮室42前端的隔板44上，霜厚度傳感器沈安裝在蒸發(fā)器盤管34的相鄰翅片上。排水閥 15安裝在高壓室41的底部，柴油發(fā)電機(jī)37、控制器5、電氣箱38懸掛在汽車底盤45。線盒 8、制冷繼電器14、加熱繼電器13、融霜繼電器12、排水繼電器16集中安裝在電氣箱38中。 人機(jī)交互界面6安裝在駕駛室40內(nèi)。一種根據(jù)上述果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，如圖4所示，具體包括以下步驟
51、初始化設(shè)置管理人員將控制器5中的主機(jī)模塊20開關(guān)打開，進(jìn)入步驟S2；
52、通過人機(jī)交互界面6設(shè)定目標(biāo)果蔬保鮮運(yùn)輸用溫度，包括保鮮廂43內(nèi)果蔬的保鮮溫度和保鮮廂43內(nèi)果蔬的極限低溫，進(jìn)入步驟S3 ；
53、信號采集裝置3通過第一溫度傳感器Μ，第二溫度傳感器25對保鮮廂43內(nèi)前后的溫度進(jìn)行采樣，霜層厚度傳感器26對霜層厚度進(jìn)行采樣，并將第一溫度傳感器M的采樣值、第二溫度傳感器25的采樣值、霜層厚度傳感器沈的采樣值發(fā)送給主機(jī)模塊20，進(jìn)入步驟S4 ；
54、主機(jī)模塊20判斷排水裝置2暫停工作的時間是否高于t小時，若是則進(jìn)入步驟 S21 ；若否，進(jìn)入步驟S5 ；其中，t值由管理人員預(yù)設(shè)；
55、主機(jī)模塊20判斷第一溫度傳感器M的采樣值與其保鮮廂43目標(biāo)溫度T之間的關(guān)系若第一溫度傳感器M的采樣值大于τ+rc，則進(jìn)入步驟S6 ；若第一溫度傳感器M 的采樣值大于T-3°C且小于T+1°C，則進(jìn)入步驟S15 ；若廂后溫度傳感器M的采樣值小于 T-3°C，則進(jìn)入步驟S18 ；其中，所述T值由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；
56、主機(jī)模塊20判斷第二溫度傳感器25的采樣值是否大于保鮮廂43內(nèi)果蔬極限低溫 TL，若是，則進(jìn)入S7 ；若否，則進(jìn)入S14 ；其中，所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；
57、主機(jī)模塊20判斷第一溫度傳感器M的采樣值與保鮮廂43內(nèi)目標(biāo)溫度的差值ΔΤ, 若八1~大于201，則進(jìn)入步驟38;若八1~大于101且小于201，則進(jìn)入步驟39;若ΔΤ大于0°C且小于10°C，則進(jìn)入步驟10 ；
58、主機(jī)模塊20根據(jù)溫差形成變頻控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在8m/s，變頻器頻率輸出為高，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll ；
59、主機(jī)模塊20根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在6m/s，變頻器頻率輸出為中，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll ；
S10、主機(jī)模塊20根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在4m/s，變頻器頻率輸出為低，并開啟制冷機(jī)組，進(jìn)入步驟Sll ；
Sl 1、主機(jī)模塊20根據(jù)霜層厚度傳感器沈的采樣值判斷是否需要融霜，若是，則開啟融霜加熱絲36，進(jìn)入步驟S12 ；若否，則進(jìn)入步驟S13 ；
512、主機(jī)模塊20根據(jù)霜層厚度傳感器沈的采樣值判斷是否需結(jié)束融霜，若是，則關(guān)閉融霜加熱絲36，進(jìn)入步驟S13 ；若否，則繼續(xù)融霜；
513、主機(jī)模塊20判斷第一溫度傳感器M的采樣值是否小于保鮮廂43設(shè)定目標(biāo)溫度 T-I0C，若是，則關(guān)閉制冷裝置，進(jìn)入步驟S20;若否，返回步驟S6 ；
514、主機(jī)模塊20將控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21接收的頻率控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在8m/s運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；
515、主機(jī)模塊20判斷第二溫度傳感器25的采樣值是否低于保鮮廂43內(nèi)果蔬的極限低溫TL，若是，則進(jìn)入步驟S17 ；若否，則進(jìn)入步驟S16 ；所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；
516、主機(jī)模塊20形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在6m/s運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；
517、主機(jī)模塊20每隔20min形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號每隔20min開啟風(fēng)機(jī)22，通過變頻模塊21將風(fēng)機(jī)22調(diào)在4m/s運(yùn)行，進(jìn)入步驟 S20 ；
518、主機(jī)模塊20形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊21，變頻模塊21根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)22調(diào)速在8m/s運(yùn)行，開啟廂溫加熱絲35，進(jìn)入步驟S19 ；
519、主機(jī)模塊20根據(jù)第一溫度傳感器M的采樣信號判斷保鮮廂43內(nèi)溫度是否大于保鮮廂目標(biāo)溫度設(shè)定值T 一 2°C.若是，則關(guān)閉廂溫加熱絲35，進(jìn)入步驟S20;若否，則返回步驟S18 ；
520、主機(jī)模塊20判斷是否收到管理員的關(guān)閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟S3 ；
521、主機(jī)模塊20將控制信號發(fā)送給排水裝置2，排水裝置2工作30s后關(guān)閉，進(jìn)入步驟20。
以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫控裝置(1)、排水裝置(2)、 信號采集裝置(3)、通風(fēng)裝置(4)、控制器(5)和人機(jī)交互界面(6)，其中，溫控裝置(1)、排水裝置(2)、信號采集裝置(3)、通風(fēng)裝置(4)、人機(jī)交互界面(6)分別與控制器(5)連接；所述控制器(5)采用可編程控制器，包括依次相連的主機(jī)模塊(20)、模擬量輸入模塊(19)、模擬量輸出模塊(18)和數(shù)字量輸入輸出模塊(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控裝置(1)包括線盒(8)和分別與線盒(8)連接的制冷裝置、加熱絲(35)、融霜加熱絲(36)、制冷繼電器(14)、制熱繼電器(13)、融霜繼電器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷裝置包括依次連接的壓縮機(jī)(27)、油氣分離器(28)、冷凝器(29)、儲液罐(30)、干燥過濾器 (31)、供液電磁閥(32)、熱力膨脹閥(33)、蒸發(fā)器盤管(34)以及壓縮機(jī)起動裝置(7)；所述供液電磁閥(32 )與壓縮機(jī)起動裝置(7 )連接，壓縮機(jī)起動裝置(7 )與線盒(8 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排水裝置(2)包括相互連接的排水閥(15)和排水繼電器(16)，所述排水閥(15)的正極端與排水繼電器(16)連接，排水閥(15)的負(fù)極端接地，排水繼電器(16)還與數(shù)字量輸入輸出模塊(17) 連接，并由控制器(5 )控制通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置(3)包括溫度傳感器(24、25)和霜層厚度傳感器(26)，所述溫度傳感器(24、25)和霜層厚度傳感器(26)分別與控制器(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述霜層厚度傳感器(26)置于蒸發(fā)器盤管(34)的相鄰翅片之間，控制器(5)通過霜層厚度傳感器(26) 采集蒸發(fā)器盤管(34)結(jié)霜厚度，蒸發(fā)器盤管(34)霜層厚度信號通過一調(diào)理電路(47)轉(zhuǎn)換成控制器(5)可接收的電壓信號；所述調(diào)理電路(47)包括相互連接的激勵源模塊(48)和放大電路模塊(49)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通風(fēng)裝置 (4)包括相互連接的變頻模塊(21)和風(fēng)機(jī)(22)，所述變頻模塊(21)通過接收控制器(5)的頻率控制信號來控制風(fēng)機(jī)(22)的轉(zhuǎn)速。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項(xiàng)所述的果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用，果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用于冷藏車上，冷藏車包括前部的駕駛室(40)、后部的保鮮廂 (43)和下部的底盤(45)，其特征在于，所述保鮮廂(43)還包括靠近駕駛室的高壓室(41)和與高壓室(41)相隔的保鮮室(42)，高壓室(41)和保鮮室(42)通過隔板(44)隔開；所述壓縮機(jī)(27)、油氣分離器(28)、冷凝器(29)、儲液罐(30)、干燥過濾器(31)、供液電磁閥(32 )，壓縮機(jī)起動裝置(7 )安裝于一制冷機(jī)組(37 )中，制冷機(jī)組(37 )安裝在保鮮廂 (43 )的前面板(46 )上；所述蒸發(fā)器盤管(34 )、廂溫加熱絲(35 )、融霜加熱絲(36 )安裝于保鮮廂(43)中的高壓室(41)內(nèi)的上端；所述風(fēng)機(jī)(22)安裝在高壓室(41)上方，風(fēng)機(jī)(22)的出風(fēng)口與高壓室(41)相通，風(fēng)機(jī) (22 )的進(jìn)風(fēng)口與保鮮室(42 )相通，第一溫度傳感器(24 )安裝在保鮮室(42 )后端采集溫度信號，第二溫度傳感器(25)安裝在保鮮室(42)前端的隔板(44)上，輔助采集溫度信號；霜層厚度傳感器(26)安裝在蒸發(fā)器盤管(34)的相鄰翅片上；線盒(8)、制冷繼電器(14)、加熱繼電器(13)、融霜繼電器(12)、排水繼電器(16)集中安裝在電氣箱(38)中；排水閥(15)安裝在高壓室(41)的底部，控制器(5)、電氣箱(38)懸掛在汽車底盤(45)，人機(jī)交互界面(6) 安裝在駕駛室(40)內(nèi)。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，具體包括以下步驟S1、初始化設(shè)置管理人員將控制器(5)中的主機(jī)模塊(20)開關(guān)打開，進(jìn)入步驟S2；S2、通過人機(jī)交互界面(6)設(shè)定目標(biāo)果蔬保鮮運(yùn)輸用溫度，包括保鮮廂(43)內(nèi)果蔬的保鮮溫度和保鮮廂(43)內(nèi)果蔬的極限低溫，進(jìn)入步驟S3 ；S3、信號采集裝置(3)通過第一溫度傳感器(24 )，第二溫度傳感器(25 )對保鮮廂(43 ) 內(nèi)前后的溫度進(jìn)行采樣，霜層厚度傳感器(26 )對霜層厚度進(jìn)行采樣，并將第一溫度傳感器 (24)的采樣值、第二溫度傳感器(25)的采樣值、霜層厚度傳感器(26)的采樣值發(fā)送給主機(jī)模塊(20)，進(jìn)入步驟S4;S4、主機(jī)模塊(20)判斷排水裝置(2)暫停工作的時間是否高于t小時，若是則進(jìn)入步驟 S21 ；若否，進(jìn)入步驟S5 ；其中，t值由管理人員預(yù)設(shè)；S5、主機(jī)模塊(20)判斷第一溫度傳感器(24)的采樣值與其保鮮廂(43)目標(biāo)溫度T之間的關(guān)系若第一溫度傳感器(24)的采樣值大于T+rC，則進(jìn)入步驟S6 ；若第一溫度傳感器 (24)的采樣值大于T-3°C且小于T+1°C，則進(jìn)入步驟S15 ；若廂后溫度傳感器(24)的采樣值小于T-3°C，則進(jìn)入步驟S18 ；其中，所述T值由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；S6、主機(jī)模塊(20)判斷第二溫度傳感器(25)的采樣值是否大于保鮮廂(43)內(nèi)果蔬極限低溫TL，若是，則進(jìn)入S7 ；若否，則進(jìn)入S14;其中，所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；S7、主機(jī)模塊(20)判斷第一溫度傳感器(24)的采樣值與保鮮廂(43)內(nèi)目標(biāo)溫度的差值ΔΤ，若八1~大于201，則進(jìn)入步驟38;若Δ T大于10°C且小于20°C，則進(jìn)入步驟S9 ；若厶丁大于01且小于10°C，則進(jìn)入步驟SlO ；S8、主機(jī)模塊(20)根據(jù)溫差形成變頻控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊(21)根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)速在Vl，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll;S9、主機(jī)模塊(20)根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊 (21)根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)速在V2，并開啟制冷裝置，進(jìn)入步驟Sll;S10、主機(jī)模塊(20)根據(jù)溫差范圍形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊 (21)根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)速在V3，并開啟制冷機(jī)組，進(jìn)入步驟Sll ；S11、主機(jī)模塊(20)根據(jù)霜層厚度傳感器(26)的采樣值判斷是否需要融霜，若是，則開啟融霜加熱絲(36)，進(jìn)入步驟S12;若否，則進(jìn)入步驟S13 ；S12、主機(jī)模塊(20)根據(jù)霜層厚度傳感器(26)的采樣值判斷是否需結(jié)束融霜，若是，則關(guān)閉融霜加熱絲(36)，進(jìn)入步驟S13 ；若否，則繼續(xù)融霜；S13、主機(jī)模塊(20)判斷第一溫度傳感器(24)的采樣值是否小于保鮮廂(43)設(shè)定目標(biāo)溫度T-1°C，若是，則關(guān)閉制冷裝置，進(jìn)入步驟S20;若否，返回步驟S6 ；S14、主機(jī)模塊(20)將控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊(21)接收的頻率控制信號將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)速在Vl運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；S15、主機(jī)模塊(20)判斷第二溫度傳感器(25)的采樣值是否低于保鮮廂(43)內(nèi)果蔬的極限低溫TL，若是，則進(jìn)入步驟S17 ；若否，則進(jìn)入步驟S16 ；所述TL由管理人員根據(jù)果蔬品種設(shè)定；·516、主機(jī)模塊(20)形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊(21)根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)速在V2運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；·517、主機(jī)模塊(20)每隔20min形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊(21) 根據(jù)控制信號每隔20min開啟風(fēng)機(jī)(22)，通過變頻模塊(21)將風(fēng)機(jī)(22)調(diào)在V3運(yùn)行，進(jìn)入步驟S20 ；·518、主機(jī)模塊(20)形成頻率控制信號發(fā)送給變頻模塊(21)，變頻模塊(21)根據(jù)控制信號將風(fēng)機(jī)(22 )調(diào)速在Vl運(yùn)行，開啟廂溫加熱絲(35 )，進(jìn)入步驟S19 ；·519、主機(jī)模塊(20)根據(jù)第一溫度傳感器(24)的采樣信號判斷保鮮廂(43)內(nèi)溫度是否大于保鮮廂目標(biāo)溫度設(shè)定值T 一 2°C.若是，則關(guān)閉廂溫加熱絲(35)，進(jìn)入步驟S20;若否， 則返回步驟S18 ；·520、主機(jī)模塊(20)判斷是否收到管理員的關(guān)閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟S3 ；·521、主機(jī)模塊(20)將控制信號發(fā)送給排水裝置(2 )，排水裝置(2 )工作30s后關(guān)閉，進(jìn)入步驟20。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的果蔬保鮮運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述Vl為8m/s，變頻器頻率輸出為高；V2為6m/s，變頻器頻率輸出為中；Vl為4m/s， 變頻器頻率輸出為低。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種果蔬運(yùn)輸用智能溫度控制系統(tǒng)，包括溫控裝置、排水裝置、信號采集裝置、通風(fēng)裝置、控制器和人機(jī)交互界面，其中，溫控裝置、排水裝置、信號采集裝置、通風(fēng)裝置、人機(jī)交互界面分別與控制器連接，所述控制器包括依次相連的主機(jī)模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和數(shù)字量輸入輸出模塊。本發(fā)明系統(tǒng)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、廂內(nèi)溫度場均勻，系統(tǒng)安全可靠，果蔬保鮮效果好。
文檔編號G05D23/30GK102306031SQ20111014056
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月28日
發(fā)明者劉妍華, 呂恩利, 吳慕春, 張東霞, 張明幫, 楊松夏, 楊洲, 王廣海, 陸華忠, 韓谞 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)