冰箱溫度控制器的設計(已修改)
2025-01-28 08:43 本頁面
【正文】 冰箱溫度控制器的設計1 引言家用電冰箱一般有冷凍室和冷藏室，冷凍室的溫度為－6℃～－18℃左右；冷藏室的溫度為0℃～10℃。在該溫度范圍內(nèi)，食品保鮮效果較好，因此，對控制器的要求是將冷凍室和冷藏室的溫度自動控制在各自的范圍內(nèi)。在電冰箱的控制中，溫度是主要的控制對象，控制的好就有顯著的節(jié)能效果。但冰箱內(nèi)要受諸如環(huán)境溫度的高低、冰箱本身的容積、冰箱中食物的多少、以及食物的種類和性質(zhì)、存放物品的初始溫度、散熱特性及其熱容量、物品的充滿率及開門的頻繁程度等控制。冰箱內(nèi)的溫度場分布極不均勻，要想建立電冰箱溫度變化的精確數(shù)學模型是很困難的，因此采用模糊控制技術才能達到最佳的控制效果。2 模糊控制系統(tǒng)概述 普通電冰箱的結構普通電冰箱的箱體是用隔熱材料分割成幾個空間，可有單門冷藏式、單門冷凍式、雙門冷藏、冷凍式和三門冷凍、冷藏式。（1）冷凍室和冷藏室冰箱是利用冷卻劑周期性循環(huán)的物態(tài)變化吸熱而致冷。用于吸熱的蒸發(fā)器就設在冷凍室，蒸發(fā)器冷卻的冷氣循環(huán)到冷藏室，使之降溫。由于這種結構的安排，冷凍室的溫度降得較快，而冷藏室的溫度降得較慢。（2）除霜加熱器因為在冰箱降溫過程中，空氣和食物中所含的水分會凝聚到蒸發(fā)器和食物上而結成霜，當蒸發(fā)器表面結霜后，其熱交換能力下降，而影響致冷效果；當霜層過厚時，還可能引起壓縮機故障。除霜加熱器包括門框加熱器和蒸發(fā)器上的化霜加熱器。 模糊控制電冰箱系統(tǒng)結構家用電冰箱的發(fā)展，除了無氟、大容量外，主要是多門分體結構，一套制冷裝置、多通道風冷式。為了適應這一情況，達到高精度、智能化控制的目的，本系統(tǒng)主要實現(xiàn)溫度控制和智能化霜。溫度控制就是要把握冰箱內(nèi)存放的食物的溫度和熱容量，控制壓縮機的開停、風扇轉速和風門開啟度等，使食物達到最佳保存狀態(tài)。這就需要用傳感器來檢測環(huán)境溫度和各室溫度，并運用模糊推理來確定食物溫度和熱容量。智能除霜就是要根據(jù)霜層厚度，選擇門開啟次數(shù)最少的時間段，即溫度變化率最小時快速除霜，這樣對食物影響最小，有益于保鮮。運用模糊推理來確定著霜量和考慮門開啟狀況，經(jīng)模糊推理確定除霜指令。此外，本系統(tǒng)還具有故障自診及運行狀態(tài)的顯示等功能?？刂齐娐房驁D如圖1所示。 系統(tǒng)硬件組成該系統(tǒng)采用8位87C552單片機為控制器8KROM，256字節(jié)的RAM為傳感器，主要有冷凍室、冷藏室、冰溫室及環(huán)溫等傳感器，采用價格低廉的熱敏電阻。在門狀態(tài)檢測電路中，為了減少輸入線數(shù)，簡化裝配工藝，多個狀態(tài)開關共用一根輸入線。通過輸入線狀態(tài)變化和箱內(nèi)溫度變化來決策時冷凍室箱門打開，還是冷藏室箱門打開。顯示電路由LED顯示和數(shù)碼顯示兩部分組成。LED顯示電冰箱運行狀態(tài)，數(shù)碼顯示則為維修人員全面檢查冰箱故障提供有力的數(shù)據(jù)。壓縮機斷電時間檢測克服了傳統(tǒng)上只要控制主板上斷電，無論壓縮機是否已延遲3分鐘，都需要再延遲3分鐘后才能啟動壓縮機的缺陷，實現(xiàn)了無論是壓縮機自動停機或者強制斷電停機時，只要壓縮機停電時間超過3分鐘，就可以啟動壓縮機。圖1 控制電路框圖 系統(tǒng)軟件結構本系統(tǒng)軟件主要由主流程、功能子程序組成。子程序主要由電源電壓及壓縮機斷電時間檢測子程序、溫度定檢子程序、傳感器檢測、冷凍室溫度模糊控制子程序、冷藏室溫度模糊控制子程序、冰溫室溫度模糊控制子程序、模糊化霜控制子程序、模糊速冷控制子程序、自動制冰和強制制冰子程序等程序模塊組成，系統(tǒng)主程序流程圖如圖2所示。圖2 系統(tǒng)程
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