组态软件下制冷剂制冷量的设计计算(2)

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4软件运行效果 27

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1 引言

1.1 课题背景

现如今制冷技术的发展对整个社会的发展越来越重要，中国作为近些年全球发展最快的国家，在制冷技术领域的发展同样迅速，但相对西方发达国家来说，我国在制冷压缩机组的生产质量上还存在着不足[1]。进口国外压缩机并不是长久之计，制冷量是评判压缩机质量的重要要参数，所以对于制冷剂制冷量计算测试平台的开发非常重要。利用计算机工控软件控制计算压缩机及压缩机组参数是如今制冷界的先进技术，利用制冷物性软件能够精准的计算出压缩机组各个环节的焓值，熵值等，避免了查表等人工操作减少了误差，利用工控软件能够更方便简洁的了解制冷系统的工作状况以及准确的对系统进行操控。

目前，在商用制冷系统中压缩机控制大都采用单片机，这种控制方式较为传统，如今所暴漏出的不足之处有很多，而且其抗干扰能力差，人机界面设计粗糙，操作繁琐，不易上手等问题，依旧给用户带来不可避免的麻烦，也并没有得到普及。还有一些实用效果好的工控机控制的控制器，但大多都是国外产品，全英文操作界面，不仅在操作上带来了很大的不便，并且价格普遍昂贵[2]。只有极少的用户有条件使用，所以使用率依旧很低，无法普及。

通用工业自动化组态的出现为工控软件发展开辟了新道路，它能很好的解决传统工控软件的弊病。它有很多优点，并且非常适合最近用于冷链中广泛使用的并联机组，它对冷量变化的精确调节和压缩机运行寿命能够均匀调节。并且可以让用户对任意控制对象和控制目的进行组态。通用工业自动化组态软件才能真正意义上实现控制自动化[3]。

1.2 信号采集与分析系统的组成

动态信号采集分析系统[4]是由硬件部分和软件部分组成。硬件部分的主要功能是采集压缩机的键信号、振动信号和压力信号等。然后将采集到的模拟信号转化为数字信号，通过数据线传输给 PC 机[5]。软件部分的主要功能是对传输到 PC 机的数字信号进行解码，然后将解码后的数据进行显示和分析处理；同时将正常工作状态下的信号与故障状态下的信号进行显示对比分析[6]；并将采集的数据进行存储，作为以后进一步研究和作为压缩机数据资料。

硬件部分主要由传感器、电荷放大器、A/D 数据采集卡和 PC 机四部分组成[7]。利用传感器采集压缩机气缸内压力信号，进、排气阀的振动信号和曲轴转动的键相信号等。然后将传感器采集到的模拟信号经电荷放大器进行放大，通过采集卡转换成数字信号，再传输到 PC 机中利用组态软件进行分析处理[8]。

1.2.1 振动信号采集

振动信号的相位是一个很重要的参量。为得到振动信号的绝对相位,需要有键相脉冲信号，即采样的基准时刻，使不同时刻采样得到的信号相位之间具有可比性。为获取该键相信号，采用了软、硬件触发采样方法,其电路示意图如图左下部分所示。转轴上开有一键槽,转轴每转一圈，涡流传感器输出一个脉冲信号，这就是键相脉冲，同时也兼作转速计数脉冲。脉冲的上升沿触发转速测量模板上的单片机的中断，单片机中断服务程序首先检测工控机有无发出开始采样或结束采样的命令，然后根据最近几次脉冲的时间间隔计算出当前的转速值并输出至某一端口。当工控机需要采集数据时,首先读取当前转速值，然后根据此值设定S/H触发板上的定时器的时间常数(但此时定时器处于禁止工作状态) ，接着向单片机发出开始采样的命令[9]，紧接着的一个键相脉冲的上升沿触发单片机中断，单片机中断服务程序检测到该命令后马上开启定时器，定时器以设定的频率(采样频率)发出S/H触发脉冲，实现多路振动信号并行采样(这样可使不同测点处的振动信号相位之间具有可比性)，并在脉冲的下降沿(即S.H 完成的时刻)触发工控机中断，由工控机中断服务程序完成A.D转换等工作，当采样结束之后同样由单片机关闭定时器[10]。总体如图1.2.1