黑龙江八一农垦大学工程学院建环专业 大庆 163319
摘要：冷库作为食品低温流通的中枢，为了保证冷库内货物质量，通过嵌入式冷库环境智能监控系统的设计，实现对冷库控制的智能化演变，提高冷库自动化水平、维持其最佳储藏环境，有着巨大的社会价值和经济效应。
关键词：冷库；自动控制；嵌入式系统；微机控制；智能化
0.引言
随着制冷和微机技术应用的普及，国外在八十年代就已兴起了一批由微机根据库房热负荷和温度参数变化进行自动调控，使制冷系统运行于最佳工况的冷库。[1]而我国虽然起步较晚，但伴随计算机网络技术在工控领域的应用和发展，制冷与空调设备的微机自控理念正在国内的各大冷库中传播，一个现代化的冷库必将是与完善的测控系统分不开的。如何加速冷库综合自动化的发展，达到节能增效、温度控制、监控、安全、减轻运行人员劳动强度的目的，建立基于现场总线的冷库制冷监控系统成为解决这一问题的有效途径。同时，政府对“互联网+”行动计划的支持，促进了以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新，也将为冷库的智能化发展提供新的契机，显然制冷系统智能化已成为当今冷库生产管理所应必备功能。
采用冷库专用控制器，通过嵌入式软件和组态软件实现了冷库控制的模块化、网络化、智能化，用于手动冷库、自动冷库、组合库的控制，构成系统方便，并且由于系统具有通讯功能，易与压缩机组及其它的设备的控制器联网，便捷的传输数据进行统一管理，从而实现冷库的全自动控制。[2]
1.系统总体构成及功能
本设计以小型冷库为研究对象，控制系统由三部分组成：一是以数字温度传感器DS18B20和MSP430F149单片机为核心的控制终端，能够实现对温度的实时检测、自动调温和除霜、故障报警等功能。二是以GSM和TC35网络为核心的冷库信息监控系统，完成对温度传感器、压缩机等工作情况的实时监控的功能。三是用户手机，用以接收监控终端的信息，从而完成对冷库的实时监控。以MSP430F149单片机为主控制器，利用DS18B20数字温度传感器监测冷库的实时温度并传输给单片机，若温度传感器采集的实际温度值超过设定值的上下限时，主控制器控制压缩机起停进行调整，从而实现温度调节。在设定的时间内经过调整仍未满足设定值时发出声光报警。通过系统时钟设定除霜周期，当除霜时间达到设定值时，则向单片机发出中断请求，单片机启动除霜设备，除霜时间达到设定值后自动停止，除霜过程结束。当库房内温度传感器、压缩机故障时，主控制器会通过TC35模块将故障信息通过GSM网络发送至用户手机，从而使用户及时做出处理，避免造成经济损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆[3]
2.传统冷库与智能冷库系统的角逐
近年来，由于人民生活水平的日益提高，为适应其对冷藏食品不断上涨的需求，大冷库增多。而大冷库蒸发回路多，库房种类多，预冷间、冷藏间、冰库等不同房间的温度控制要求不同，各个单元即要独立运行调节控温又需协调联网及监控管理。采用传统冷库控制，系统运行的合理性易受人为因素的影响，现场设备与控制器之间靠大量的电缆连接，控制器通过传送模拟信号进行信息集成，获取的信息量有限，削弱了现场设备的在线故障诊断、报警、调整功能。而且不论何种产品都采用相同或相近的温度参数，或使能耗加大、或需不断的进行人工调节，易造成生产线运行节拍的过大变化，影响产品的冷藏，甚至堵塞停线[4]。传统冷库系统劳动强度大，滞后性大，可靠性、稳定性、安全性差，难以实现优化控制，显然不能满足人们的需求。而采用智能冷库系统，我们可以依据客户要求进行设计，并根据冷库运行特点，对不同产品的参数进行精准与合理的配置，达到优质均匀的冷藏操作和加工的目的。而且还可以根据配置的参数自动控温和开启压缩机台数等，使节能效果更显著。同时，冷库的温度数据是自动实时记录保存的，可以进行数据查询，方便找出故障原因，使系统运行安全可靠。即使冷库发生事故，系统具有的多重安全预警和防护诊断系统，可以有效降低损失。而冷库的专用控制器可进行数据采集、控制设备运行，并可将冷库参数及设备运行状态等通过一根通讯线传送至控制室的电脑中进行监视和管理，避免了信号干扰。[2]在商业领域，由于智能冷库能适应市场需求，其控制系统可以极佳的实现与制冷相关设备的控制与联动，提供最佳的节能运行方案和食品冷藏品质的保证，适应多品种、低能耗、快节奏、易管理的生产要求，逐渐受到各生产厂家和大型的食品冷藏企业的青睐。
3.在对冷库制冷监控系统的应用上，仍有待完善和探讨的问题：
在应用过程中，各冷库研制部门都是自称体系，制冷系统微机自控缺乏统一的标准，使得制冷系统智能化的队伍参差不齐。其次，该系统控制要实现节能，人员的素质和稳定的检测元件是前提和关键。一支有微机知识、懂制冷技术、有强烈责任心，能有效保障系统投入使用的操作队伍是被需求的。同时，为加速制冷行业机电一体化的进程，改善国产元件存在稳定性差的问题，需要加强基础性元件的开发和研究工作以及微电子成果的转化工作，使制冷自控元件逐步实现数字化、智能化。再而，在库房大批量进货，库门常开的情形下，系统开机降温效率低，浪费了大量的能耗。在冷库管理中如何应用微机控制，将每天出入库商品的品种、数量、温度、库门开启时间等相关变量进行微机的分析并转化为参数，准确测定库房的热负荷和开机时间，，使制冷系统微机自控和库房管理的微机控制实现相互协调，达到节能的目的。
4.结束语：
随着互联网技术与嵌入式技术的飞速发展，基于Internet的远程控制变得越来越普遍，根据市场高低温商品货源不稳定的情况，通过网络实现对嵌入式设备的智能控制，从而实现把冷库设计成高低温可调温库，不仅可以满足产品对温度的要求，而且有效降低系统多余能量的损耗，极大地节约了成本，促进了企业智能化平台的打造，推动了生鲜O2O项目急速发展。因此，智能冷库系统具有极高的市场应用价值。
参考文献：
[1] 徐国栋.冷库制冷系统微机自控节能的探讨［J］.制冷，1992，（02）：57-60
[2] 刘敏娥，姜珊.杜丽芬.冷库自动控制［J］. 制造业自动化，2006，28（10）：58-60
[3] 赵方，赵霞，卢青波，王晓燕 . 小型冷库温度自动控制及远程监控系统设计[J]. 中国农机化学报，2015，36（2）：249-252
[4] 王威，刘保国，郭明涛，张柏明，吕勇，万玮明，刘东红 . 食品冷冻生产线计算机监控系统[J]. 郑州工程学院学报，2004，（1）：48-51
[5] 邓胡滨，刘桂源，刘小东，周洁，春萍. 基于WEB嵌入式自适应智能控制系统的研究与开发[J]. 计算机测量与控制，2010，18（4）：820-823
资助项目：
黑龙江八一农垦大学研究性教学项目
黑龙江八一农垦大学引进人才科研启动计划（XYB2013-16）
论文作者:郭志龙,商力克,庄卫东
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：冷库论文; 系统论文; 除霜论文; 微机论文; 温度论文; 库房论文; 监控系统论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;