CN113280564A - 一种基于商用冷柜的智能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于商用冷柜的智能控制器，通过IOT板获取用户输入的控制信息并转发至主控板，由主控板分别通过3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路实现对智能设备的控制。解决了功能单一以及布线复杂导致体积大等问题，同时，通过移动/PC设备端访问远程服务器，随时随地查询商用冷柜的使用运行状态，报警信息，温度趋势，电量可视化等信息；还能够修改温度控制器的控制参数，从而实现对制冷机组的远程监控及故障预警，降低制冷机组故障带来的经济损失。

Description

一种基于商用冷柜的智能控制器

技术领域

本发明涉及智能化控制系统以及商用冷柜技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于商用冷柜的智能控制器。

背景技术

商用冷柜是指商场、冷饮店、冻货店、酒店餐馆等商业经营渠道专卖用于储存冰淇淋、饮料、乳品、速冻食品、食品材料等的冷藏或冷冻冰柜。商用冷柜具有很强的专业性，不仅有专业的存储温度要求，而且对展示性也具有较强的要求，和普通冷柜使用的原理一样，商用冷柜利用压缩机将液态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂，然后送到冷凝器散热后成为低温高压的液态制冷剂，所以冷凝器吹出来的是热风。然后到节流装置节流降压，进入蒸发器，由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大，压力减小，液态的制冷剂就会汽化，变成气态低温的制冷剂，从而吸收大量的热量，蒸发器就会变冷，利用直冷或者风冷，实现柜内降温。但是随着技术的发展以及环保的要求，大部分的商用冷柜已经无法满足市场要求，所以急需一种集成变频控制、照明、消毒杀菌、电量采集、能源分析等功能为一体的智能商用冷柜。

发明内容

为解决商用冷柜目前存在功能单一以及需要外加模块等问题，本发明提供一种基于商用冷柜的智能控制器，通过IOT板获取用户输入的控制信息并转发至主控板，由主控板分别通过3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路实现对智能设备的控制。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于商用冷柜的智能控制器，为一集成面板，包括：

主控板；

安装在所述主控板上且获取并转发控制信息至主控板的IOT板；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对压缩机、交流冷却风机以及除霜加热管控制的3路继电器输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对防凝露加热丝控制的1路SSR输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对照明装置、杀菌装置以及直流冷却风机控制的3路直流开关量输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对冷凝调速风机控制的1路直流PWM输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对外部输入开关以及门开关控制的2路开关量输入电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现协议转换的2路RS485通讯电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对温度传感器控制的8路温度输入电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对模拟量进行控制的2路模拟量输入电路和2路模拟量输出电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对显示器进行控制的显示器接口电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对电参数进行采集、累计并存储的电能计量电路；

所述IOT板、3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路与所述主控板相连。

进一步地，所述智能控制器还包括与所述主控板电性连接的移动/PC设备终端和远程监控服务器；远程监控服务器与所述主控板通过通讯单元或显示器中内置的WIFI单元连接，所述移动/PC设备终端与远程监控服务器通过Internet网络连接。

进一步地，所述IOT板包括IOT集成插针接口，用于连接通讯单元。

进一步地，所述主控板上还设置有内置式独立供电实时时钟。

进一步地，所述3路继电器输出电路包括采用变频或定频的控制方式控制压缩机运行的其中1路继电器输出电路。

进一步地，所述1路直流PWM输出电路为采用变频或定频的控制方式控制冷凝调速风机运行的1路直流PWM输出电路。

进一步地，所述3路直流开关量输出电路为先控制直流冷却风机以及照明装置运行，再控制杀菌装置运行的3路直流开关量输出电路。

进一步地，所述通讯单元包括NB-IOT模块、LORA模块、4G模块、5G模块。

进一步地，所述远程监控服务器与所述主控板之间实现远程通信的通信方式，包括：

所述主控板通过将显示器中内置的WIFI单元接入无线AP，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将NB-IOT模块或LORA模块中内置的SIM卡连接GPRS网络，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将4G模块中内置的SIM卡连接4G网络，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将5G模块中内置的SIM卡连接5G网络，与远程监控服务器实现远程通信。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的基于商用冷柜的智能控制器，通过IOT板获取用户输入的控制信息并转发至主控板，由主控板分别通过3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路实现对智能设备的控制，将实现各种功能的各个电路均集成在智能控制器的内部，解决了功能单一的问题。

2、本发明提供的基于商用冷柜的智能控制器，为一集成面板，不需要额外的布线及组装，具备体积小、成本低等优点。

3、本发明提供的基于商用冷柜的智能控制器，可通过移动/PC设备端访问远程服务器，随时随地查询商用冷柜的使用运行状态，报警信息，温度趋势，电量可视化等信息；还能够修改温度控制器的控制参数，从而实现对制冷机组的远程监控及故障预警，降低制冷机组故障带来的经济损失。

基于上述理由本发明可在智能化控制系统以及商用冷柜等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智能控制器结构示意图。

图2为本发明智能控制器集成电路示意图。

图中：1、主控板；2、IOT板；3、显示器；4、远程监控服务器；5、移动/PC设备端；6、温度输入电路；7、模拟量输入电路；8、开关量输入电路；9、继电器输出电路；10、SSR输出电路；11、直流开关量输出电路；12、直流PWM输出电路；13、模拟量输出电路；14、电能计量电路；15、RS485通讯电路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种基于商用冷柜的智能控制器，为一集成面板，包括：主控板1及与主控板1相连的IOT板、3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路；其中：

具体的工作原理如下：

IOT板2安装在所述主控板1上，用于获取并转发控制信息至主控板1；

3路继电器输出电路9用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对压缩机、交流冷却风机以及除霜加热管的控制；可以实现设置除霜加热管11接口控制方式、除霜类型、除霜模式、除霜周期、最长除霜时间、除霜复归温度、同步除霜延时、除霜时显示器显示内容、“深度除霜”结束温度；“深度除霜”结束时间、除霜温度低于除霜温度阈值的持续时间、除霜温度阈值、排空时间；滴水时间、除霜后屏蔽时间、除霜和开门后高温度报警屏蔽时间、除霜传感器数量、除霜传感器的加权比例以及强制除霜的功能。

1路SSR输出电路10用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对防凝露加热丝的控制；可以实现设置加热丝接口控制方式、防凝露加热器控制模式、加热丝启动延时、防凝露控制白天运行占比、防凝露控制夜间运行占比、防凝露控制运行周期、防凝露加热器最小值时露点值、防凝露加热器最大值时露点值、防凝露加热器最小值时占全部功率百分比、冷冻柜温控強档外箱加热丝运转率合计、JIS试验外箱加热丝运转率合计、防凝露智能控制时的占空比补偿量以及通讯过来的露点等功能；

3路直流开关量输出电路11用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对照明装置、杀菌装置以及直流冷却风机的控制；

1路直流PWM输出电路12用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对冷凝调速风机的控制；

2路开关量输入电路8用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对外部输入开关以及门开关的控制；

2路RS485通讯电路15用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现协议转换，控制板1通过其中1路RS485通讯电路15与上位机实现交互数据功能，通过其中1路RS485通讯电路15可选择设置与压缩机变频控制器通讯控制。

8路温度输入电路6用于根据所述主控板1接收到的控制信息，实现对温度传感器的控制；本实施例中，温度传感器包括柜内温度传感器、第一除霜温度传感器、第二除霜温度传感器、冷凝温度传感器。可以实现对商用冷柜不同位置的温度采集；同时具备控制各温度传感器显示的温度、各温度传感器的类型、各温度传感器、显示温度的偏移量以及校准各传感器等功能。

2路模拟量输入电路7和2路模拟量输出电路13用于根据主控板1接收到的控制信息，实现对模拟量的控制，完成用户的使用要求。

显示器接口电路用于根据主控板1接收到的控制信息，实现对显示器3的控制；

电能计量电路14用于根据主控板1接收到的控制信息，实现对电参数的采集、累计并存储；可通过显示器3设置显示实时耗电量、前24小时电量、累积电量、当前瞬时功率、当前时间、瞬时电流、瞬时电压、压缩机运行电流、直流设备运行电流、能耗清零、能耗显示比例以及能耗显示模式。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，如图2所示，所述智能控制器还包括与所述主控板1电性连接的移动/PC设备终端5和远程监控服务器4；远程监控服务器4与所述主控板1通过通讯单元或显示器3中内置的WIFI单元连接，所述移动/PC设备终端5与远程监控服务器4通过Internet网络连接。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述IOT板2包括IOT集成插针接口，用于连接通讯单元。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，继续参见图1，所述主控板1上还设置有内置式独立供电实时时钟。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述3路继电器输出电路9包括采用变频或定频的控制方式控制压缩机运行的其中1路继电器输出电路。即可以实现采用变频或定频的控制方式，控制上电时压缩机的启动延时时间、最小停机时间、最小运行时间、自动循环的运行时间以及动循环停机时间。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述1路直流PWM输出电路12为采用变频或定频的控制方式控制冷凝调速风机运行的1路直流PWM输出电路12。即可以实现采用定频或变频的控制方式，控制冷凝调速风机实现蒸发器风机和冷凝器风机的功能。实现设置风机接口控制方式、蒸发器风机工作模式、通电后蒸发器风机首次启动延时、除霜后蒸发器风机启动延时、蒸发器风机开始工作温度、门开后蒸发器风机停止时间、冷凝风机工作模式、调速风机控制模式、冷凝风机停机延时、冷凝风机设定温度、冷凝风机启动温度上偏差、冷凝调速风机PWM周期、冷凝调速风机占空比、PID参数设置、冷凝风机调速控制周期、冷凝风机初始转速、冷凝风机初始转速保持时间、冷凝风机最大转速、冷凝风机最小转速、高外气温温度、过载温度、过载温度复归偏差以及过载温度复归判定时间等功能。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述3路直流开关量输出电路11为先控制直流冷却风机以及照明装置运行，再控制杀菌装置运行的3路直流开关量输出电路11，为食品绿色安全保驾护航。照明装置可以设置为自动开门点亮或外部开关控制点亮。根据现场使用环境及输入信号类型，实现需要时自动点亮功能，使设备更加节能；

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述显示器3包括用于显示LOGO、温度、能耗、时间、设置和工作状态的LED显示单元，所述LED显示单元为可显示指示灯，包括杀菌指示灯、制冷指示灯、滴水指示灯、照明指示灯、门开关指示灯、冷却风机指示灯、除霜指示灯、锁定指示灯、Wifi连接指示灯、IOT连接指示灯；用于交互式输入的触摸按键，触摸按键设置为7个，分别为上键、下键、确定键、设置键、除霜键、灯光键、能耗显示键；用于报警提示的内置蜂鸣器以及用于所述主控板1无线连接远程监控服务器的内置WIFI单元。本发明智能控制器还具备报警功能。通过设置高温和低温报警分配传感器来实现；同时还需设置高温和低温报警复位偏差、低温报警偏差、高温报警偏差、低温报警延时、高温报警延时、冷凝器高温保护启动值冷凝器高温报警启动值、冷凝器高温报警下回差参数、冷凝器高温保护启动值、DI输入极性、门开后报警延时、整机电流过大的报警值、压缩机电流过大的报警值、直流设备电流过大报警值以及报警履历显示。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述通讯单元包括NB-IOT模块、LORA模块、4G模块、5G模块。

具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述远程监控服务器4与所述主控板1之间实现远程通信的通信方式，包括：

所述主控板1通过将显示器3中内置的WIFI单元接入无线AP，与远程监控服务器4实现远程通信；

所述主控板1通过将NB-IOT模块或LORA模块中内置的SIM卡连接GPRS网络，与远程监控服务器4实现远程通信；

所述主控板1通过将4G模块中内置的SIM卡连接4G网络，与远程监控服务器4实现远程通信；

所述主控板1通过将5G模块中内置的SIM卡连接5G网络，与远程监控服务器4实现远程通信。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于商用冷柜的智能控制器，为一集成面板，其特征在于，包括：

主控板；

安装在所述主控板上且获取并转发控制信息至主控板的IOT板；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对压缩机、交流冷却风机以及除霜加热管控制的3路继电器输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对防凝露加热丝控制的1路SSR输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对照明装置、杀菌装置以及直流冷却风机控制的3路直流开关量输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对冷凝调速风机控制的1路直流PWM输出电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对外部输入开关以及门开关控制的2路开关量输入电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现协议转换的2路RS485通讯电路；

根据所述主控板接收到的控制信息，实现对温度传感器控制的8路温度输入电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对模拟量进行控制的2路模拟量输入电路和2路模拟量输出电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对显示器进行控制的显示器接口电路；

根据主控板接收到的控制信息，实现对电参数进行采集、累计并存储的电能计量电路；

所述IOT板、3路继电器输出电路、1路SSR输出电路、3路直流开关量输出电路、1路直流PWM输出电路、2路开关量输入电路、2路RS485通讯电路、8路温度输入电路、2路模拟量输入电路、2路模拟量输出电路、显示器接口电路以及电能计量电路与所述主控板相连。

2.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述智能控制器还包括与所述主控板电性连接的移动/PC设备终端和远程监控服务器；远程监控服务器与所述主控板通过通讯单元或显示器中内置的WIFI单元连接，所述移动/PC设备终端与远程监控服务器通过Internet网络连接。

3.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述IOT板包括IOT集成插针接口，用于连接通讯单元。

4.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述主控板上还设置有内置式独立供电实时时钟。

5.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述3路继电器输出电路包括采用变频或定频的控制方式控制压缩机运行的其中1路继电器输出电路。

6.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述1路直流PWM输出电路为采用变频或定频的控制方式控制冷凝调速风机运行的1路直流PWM输出电路。

7.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述3路直流开关量输出电路为先控制直流冷却风机以及照明装置运行，再控制杀菌装置运行的3路直流开关量输出电路。

8.根据权利要求1所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述显示器包括用于显示LOGO、温度、能耗、时间、设置和工作状态的LED显示单元、用于交互式输入的触摸按键、用于报警提示的内置蜂鸣器以及用于所述主控板无线连接远程监控服务器的内置WIFI单元。

9.根据权利要求2所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述通讯单元包括NB-IOT模块、LORA模块、4G模块、5G模块。

10.根据权利要求2所述的基于商用冷柜的智能控制器，其特征在于，所述远程监控服务器与所述主控板之间实现远程通信的通信方式，包括：

所述主控板通过将显示器中内置的WIFI单元接入无线AP，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将NB-IOT模块或LORA模块中内置的SIM卡连接GPRS网络，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将4G模块中内置的SIM卡连接4G网络，与远程监控服务器实现远程通信；

所述主控板通过将5G模块中内置的SIM卡连接5G网络，与远程监控服务器实现远程通信。

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