冷藏集装箱自动控制系统特点

2.3.1控制系统特点

冷藏集装箱是一种在动态条件下工作的，带有制冷设备的大容积包装容器。由于它在全球全天候露天工作，又要承受各种冲击和颠簸，冷藏集装箱控制系统的高可靠要求就特别突出。现代的冷藏集装箱控制系统充分考虑了可靠性，采用单片微机控制精度，增加了智能功能和故障显示。这对操作检修和实现海洋运输、港口、车站的冷藏集装箱计算机管理是十分有利的。

以20英尺冷藏集装箱控制系统为例加以说明。冷藏集装箱控制系统由主驱动系统、温度控制器、温度自动记录仪三部分组成。集装箱具有自动冷却（冷冻和冷藏）、自动加热、自动融霜的能力。箱内温度可在-25℃~+25℃范围内（整数）任意设定并自动保持。记录仪能在31天内连续自动记录箱内温度。温度控制器的显示面板能够显示箱内（供风口、回风口）的温度、制冷机组的工作方式和制冷机组主要部件的工况。

机组发生故障时，可通过特定的代码显示机组或控制器的故障部位，发出报警讯号，并按照故障的等级确定机组的工作状态。

冷藏集装箱电控系统安装在密封的电控箱内，由50/60Hz三相200/400V电源供电，能承受振动、冲击、盐雾腐蚀和海浪冲刷，能在-40~+50℃环境温度下正常工作。

冷藏集装箱制冷机组工作原理如图2.1所示。


制冷压缩机把经过蒸发器气化并经过热交换器的低压气体压缩成高压气体，流入冷凝器壁管，用冷凝器风扇强迫风冷（也可同时进行水冷）后，冷凝成为高压的液体，同时把媒质的热量排出箱外。高压的液体经过热气膨胀阀的调节，根据压力大小把媒质分配至蒸发器，热量又在蒸发器内发生交换，蒸发器风扇的工作，把集装箱内的热量带走，使其通过蒸发器变成高温低压的气体，然后再由压缩机把该气体压缩为高压的气体。通过这种连续不断的循环，可把冷藏集装箱箱内的热量排出箱外，使冷藏集装箱内温度降低。在制冷系统中还装有一个热气旁通阀，当要求的制冷速度不快时，可以使膨胀阀的一部分不经过蒸发器而直接返回冷凝器，以降低压缩机的压差，降低能耗。

冷藏集装箱控制系统的任务就是根据设定温度，供风口、出风口的温度，制冷机内各部分的压力，选择一种最佳的控制方式，控制电磁阀的开闭，使制冷机组按照规定的顺序进行最佳工作，并在发生故障时根据温度、压力或其它传感元件的信号，发出警报和显示相应的故障部位。

2.3.2控制系统结构

主驱动系统:用接触器控制制冷机组的压缩机电机、电加热器、蒸发器风扇、冷凝器风扇和各种工作电磁阀电路的通断。

温度控制器:由于20英尺冷藏集装箱的容积达28.15m3，热容量大，其温度控制器硬件配置存在着以下特点：

（1）    对A/D变换器的速度要求不高，但对其重复性能要求较高，且末位0.1℃的数字跳变都将会影响控制系统的工作。因此，应选择抗干扰性能好，转换精度高，转换速率要求不高的器件，并约定每个脉冲当量为0.025℃，及每4个脉冲才显示0.1℃。这样，因A/D转换器的末位数字的跳变误差引起的控制失误得以避免，保证了系统正常工作。

（2）    冷藏集装箱控制系统是一种要求长期连续工作的电子设备，对放大器的设计、工艺都需十分重视，以免干扰、漂移等现象产生。

（3）    冷藏集装箱控制系统的器件均采用CMOS低工耗器件，以减少供电功率，适应控制器无通风、降湿设施的工作环境。

（4）    由于在运输过程中难免要进行冷藏集装箱的编组和短途运输，因而“停电”是会经常发生的，为了保存运输前的指令及运输过程中的数据，温度控制器配置了E2PROM，以保证“复电”后冷藏集装箱能正常工作。

（5）    由于冷藏集装箱在运输过程中的供电受运输方式和供电区域差异的影响，对单片机的供电的电源质量将是较差的，除了采取必要的电源滤波措施外，又配置了电源监视器。其使用方法与一般温度控制器略有不同，并不要求动作时顺序清零，而是保持原来的顺序状态。

温度计录仪：采用自动温度计录仪。