顾剑锋1，张海霞2摘要：设计了一种基于可编程控制器和人机界面控制系统的新型冷藏保鲜柜，其控制系统可对柜内温度、湿度和真空度等自动实时监控与调节，以实现果蔬的冷藏保鲜。关键词：冷藏保鲜柜；可编程控制器；人机界面中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1008-5327(2008)02-0098-04传统的果蔬保鲜贮藏设备多由人工控制，其自动化程度低、劳动强度大，而且控制精度低不能完全满足市场要求。为此，本文设计了一种新型的冷藏保鲜设备——冷藏保鲜柜，其基于可编程控制器（PLC）和人机界面的控制系统，提高了控制系统的可靠性；并采用触摸屏，实现人机对话，设置在线检测与控制功能对温度、湿度、真空度等自动实时监控，以实现果蔬的冷藏保鲜。首先开发的是一层结构的果蔬冷藏保鲜柜，容积约6m3，设计目标参数：温度为-1～+12℃；湿度为20%～90%RH；真空度为-0.08～-0.04冷藏保鲜柜的机械结构1冷藏保鲜柜的机械结构主要包括：制冷系统、真空密封系统、柜体等。其柜体装配示意图如图1。1.1制冷系统选用2.5匹德国库宝压缩机，全封闭式风冷式机组由压缩机、冷凝器、蒸发器、电磁阀、过滤器、膨胀阀、储液器等组成，为单一级制冷系统，且制冷剂不易泄漏。在压缩机的高压排气阀及低压吸气阀处安装了压力表，储液瓶上还安装456789101112131415163211、压缩机9、照明2、外风机3、百叶窗10、加湿器11、门4、触摸屏5、显示器6、保温板7、右侧板8、内风机12、顶板13、摄像头14、门铰链15、右侧板16、底板图1柜体装配示意图收稿日期：2008-04-10作者简介：顾剑锋（1978-），男，江苏如皋人，讲师，工学硕士，主要研究方向为机电一体化技术。顾剑锋，等：一种新型冷藏保鲜柜控制系统的设计第2期过高导致温度升高时，易熔塞能自动熔化，使系统迅速减压，保护了制冷系统和压缩机[1]。1.2真空密封系统在干燥过滤器的进口处加设一个工艺管与压缩机上的工艺管并联，进行高低压双侧抽真空。此法克服了毛细管流阻对高压侧真空度的不利影响，抽真空速度较快但要增加两个焊口，工艺稍复室外风机、压缩机，室内风机启动5s后再启动室外风机和压缩机。化霜功能：一个月化霜一次，化霜时，压缩机组、真空泵、加湿器全部停止工作，强硬件设计冷藏保鲜柜工作必须稳定可靠，使用维护方便。为满足系统要求，本控制系统选用适合工业环境的可编程控制器，且根据输入、输出点数及性能要求，选用三菱FX2N-16MR-001可编程控制器，其地址分布如表1所示。2.1柜体柜体主要由隔热壁板、顶板、底板、门、支撑板及底座组成，并通过特制的偏心机构固定以保证冷柜内良好的隔热和气密性。隔热板均为夹层板料，由内、外面板和聚氨酯泡沫塑料等隔热芯材组成，隔热夹层板的面板有足够的机械强度和耐腐蚀性。柜内装防潮灯，测温元件置于柜内温度均匀处。冷柜的底部有融霜水排泄系统，并附以防冻措施。1.3表1地址分布表继电器功能说明输出功能说明压缩机启动/停止真空泵启动/停止加湿器启动/停止冷藏自动控制系统启动冷藏自动控制系统关闭压缩机启动外风机启动内风机启动化霜真空泵启动电磁阀加湿器动作M22M23M24M25M26Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6冷藏保鲜柜的控制系统冷藏保鲜柜的控制系统由可编程序控制器、温湿度传感器及变送器、压力传感器及变送器、人机界面、PLC的特殊功能模块等组成。传感器采集信号后送入变送器变换为标准的电流信号，再送入A/D模块，转换成二进制信号传输到可编程序控制器中，再由可编程序控制器发出指令控制压缩机、加湿器、真空泵、内风机和外风机等外部负载。控制系统有手动及自动控制两种模式。手动模式中，压缩机、真空泵以及加湿器均设有强制启动/停止按钮。当柜内温度达到-1℃时，压缩机组停止工作，当柜内温度高于+12℃时，压缩机组开始工作，而当柜内温度在-1~+12℃范围内时，压缩机组动作保持。当柜内湿度达到上限（肉类30%RH，果蔬90%RH）时，加湿器停止工作；当柜内的湿度到达下限（肉类20%RH，果蔬80%RH）时，加湿器开始工作；当柜内湿度在上下限之间时，加湿器动作保持。当柜内真空度达到-0.08MPa时，真空泵停止工作；当柜内真空度达到-0.04MPa时，真空泵开始工作；当柜内真空度在-0.08~-0.04MPa时...