冰箱性能评价系统的设计

　　0 引言

　　冰箱在出厂投入市场之前，需要对冰箱的温度和耗电量等指标进行检测，保证生产的冰箱符合国家的有关技术标准[1-2]。为此，根据冰箱运行的实际环境，生产厂家需要建立冰箱运行的模拟环境试验室，然后对冰箱的各项指标进行检测[3-8]。随着计算机技术和自动控制技术的发展，工业控制计算机被越来越多地运用到各种控制系统中，利用计算机强大的运算和管理能力，实现数据的管理和存储，借助计算机的人机交互界面，实现人机对话和系统监控[9]。基于此，本课题组设计开发了冰箱性能评价系统，能够模拟冰箱运行的环境工况，对冰箱的温度和耗电量等性能参数进行检测。

　　1 环境试验室

　　被测冰箱环境试验室主要由制冷系统、加热系统和空气处理系统组成，如图1 所示。试验室的风道中装有蒸发器、风机和加热管，在风机的作用下，空气循环方向如图1 所示。制冷系统一直处于工作状态，通过控制加热系统中加热管的停开调节试验室的环境温度。试验室的环境湿度由图1 中的加湿器( 水箱和加热管) 控制。

　　2 冰箱测试系统

　　冰箱测试系统由工业控制计算机、传感器、变送器、电参表和执行机构等组成，主要包括电参数采集模块、数据采集模块、I/O 控制模块、监控模块和报警模块等，如图2 所示。

　　工业控制计算机完成数据处理、图文显示、报表打印和控制量输出等功能。电参数采集模块通过单相标准电能表检测被测冰箱电压、电流、功率和有功电能等参数，所测数据可以实时显示在仪表上，同时通过RS232 串口发送到工控机。数据采集模块主要完成温度和湿度采集，经变送器形成4 ～20 mA 电流，经端子板和PCL-813A/D 卡转换后变成数字量。I/O 控制模块是将工控机输出的控制量传输给执行机构，通过PCL-730 卡驱动SSR 固态继电器和中间继电器，控制试验室内的加热管、压缩机、风机等执行机构。

　　由于环境试验室处于全封闭隔热状态，在冰箱测试过程中，室外人员不能够随意进入试验室内部，因此在试验室里面安装2 个监控摄像头以实时监控试验室和冰箱的状况。

　　3 评价系统的软件设计

　　该评价系统软件是基于 Windows2000/XP 操作系统，使用Delphi7. 0 开发的，采用面向对象多层体系结构技术。评价系统的软件设计除了提供用户人性化友好界面方便用户之外，主要是对试验的各项参数进行实时的记录与显示，并通过数据库存储历史数据以便于事后分析与查询数据。图3 为评价系统软件功能结构框图，图4 为评价系统的主界面。