CN2465125Y - 连续制冰机控制装置 - Google Patents

Abstract

连续制冰机控制装置,它包括传感器、判断电路、微处理器,控制电路、光报警电路及它们的电源电路,由水位监测器和冰满监测器与微处理器相连,输出端有光报警和压缩机控制电路及齿轮电机控制电路,实现正常条件下的连续制冰的自动控制。由蒸发温度监测器和冷凝温度监测器与微处理器相连,输出端有光报警、压缩机控制电路、齿轮电机控制电路和风扇电机启停控制电路,进入非正常环境的报警、停机和人工复位监控。

Description

连续制冰机控制装置

本实用新型涉及一种控制装置，特别是关于制冰机连续制冰的控制装置。

现有的饮食及保鲜用冰块，除可用电冰箱或冰柜制冰外，有专门的制冰机制冰块，其方法都用格状冰模注入水，冷冻成冰后，将冰块取出。从格状冰模取出冰块既费时费力也不卫生。一种制冰机采用电加热冰模办法，以定时通电加热进行脱模。另一种制冰机采用喷淋方法制冰，在冰块成形后，通过热气阀转换，用压缩机排出的热气通至蒸发器，以加快脱模进程。上述二种制冰机都是以耗费能源为代价，且都是间断性制冰，无法进行连续性的制冰过程。现今宾馆、酒店、超市、餐饮业需要一种连续不断出冰的机器，这种制冰机除了象电冰箱那样能自动循环制冷外，还要不断地加水，不断地取出冰块。此外环境温度，电机运转速度都对连续性制冰过程影响很大。因此为实现连续性自动制冰，还需要设计一种专门的控制机构以保证连续制冰机的正常工作。

本实用新型的目的是针对自动连续制冰的要求而设计一种连续制冰机的控制装置。

本实用新型采用下述设计方案实现上述目标。

连续制冰机控制装置，它包括传感器、判断电路、微处理器、控制电路、光报警电路及它们的电源电路，一冷凝温度监测器，由冷凝温度传感器与高温保护判断电路和低温保护判断电路相并联后与微处理器输入端相连；一蒸发温度监测器，由蒸发温度传感器通过蒸发温度判断电路与微处理器输入端相连；一水位监测器，由水位检测电极通过水位判断电路与微处理器输入端相连；一冰满监测器，由一对光路检测器通过冰满判断电路与微处理器输入端相连；一电机运转监测器，由电机运转传感器通过电机运转信号电路与微处理器输入端相连接；一接于微处理器输出端的压缩机工作控制器，通过压缩机控制电路与压缩机接触器相连；一接于微处理器输出端的齿轮电机控制器，通过齿轮电机控制电路与齿轮电机相连。

上述设计方案的优点是确保制冰机能在制冰系统正常情况，能连续不断地制冰。如在正常制冰过程中，当有冰块遮挡冰满传感器的光线时，机器将停止工作并有报警灯亮，警示冰满。当取走冰块没冰块遮挡冰满传感器的光线时，机器将自动恢复工作。水位监测器也同样原理，水箱无水时，机器停止工作，并光报警，水箱中再次来水时，机器将自动恢复工作；如果制冰机不能连续出冰，则该控制系统能以光警示故障可能发生的具体部位或状态，以提示操作人员排除故障，使其恢复正常工作。如当冷凝器温度高于+72℃时，机器将停止工作，进入高温保护状态，环境温度警示灯亮，告知操作人员排除冷凝器故障后，重新启动。再如开机10分钟后蒸发温度没有降至-1℃以下，机器也停止工作。当电机转速低于1300转/分或转向反向时，制冰机也停止工作，待电机转速正常或转向正向时，重新启动并进入正常工作状态。

图1为本实用新型控制系统框图。

图2为一种实施例的电路图。

图3为微处理器对水位监测与系统控制流程图。

本实用新型所说的制冰机包括压缩制冷系统，送水制冰系统和旋转送冰系统，这三部分的工作状态既是独立工作的又是相互牵制彼此影响的，如图1所示，对压缩制冷系统而言，冷凝温度的高低和蒸发器温度的变化直接影响制冰的效果。对送水制冰系统而言，若贮水箱中无水，即使制冷系统正常也出不了冰。而对于旋转送冰机构而言，即使制冷系统和送水系统在正常工作，驱动电机转动方向相反或转速低于1300转/分，机器也无法出冰。为保证制冰机能连续不断的制出冰，本实施例设有水位探测器，冰满传感器，电机运转传感器，蒸发温度传感器和冷凝温度传感器。各传感器通过接头P1～P5与相应的判断电路相接。控制器的输出包括一组的光报警灯，压缩机、齿轮电机和风机电机的控制电路及与它们相接的接头P6。

水位探测器由设于水箱中的一对电极和设于电路板上的水位判断电路(1)组成，用监测水箱中有无水。水位判断电路由运放U2A和外围的电阻组成电压比较器，U2A的正相输入端通过电阻R2、二级管D1、电容C1与接头P1相接，其负相输入端由电阻R4、R5组成的基准分压，R6为负相反馈电阻，其输出端接入微处理器(8)的PA2脚。当水箱无水(或阻值大于20兆欧)时电极悬空，点信号开路，检测电路输出端为高电平。水箱有水时电极间有检测信号通过，检测电路输出端为低电平，即无信号输入至微处理器的输入端PA2。电阻R1还输入交流信号使水电阻具稳定特性。

冰满监测器由一对光路检测器、接头P5和设于电路板上的冰满判断电路(2)组成，用于监测出冰口是否被冰块阻塞。冰满判断电路由运放U2B和外围电路组成，U2B的正相输入端通过电容C3与接头P5相接，由电阻R7、R9、R10组成基准分压接于其负相输入端，输出端与微处理器的PA3输入脚相接。光路检测器由一发光管和一接收管组成，三级管N1输入触发信号TUCH，发光管发出交变光信号，冰满时，光路被隔断，接收管无信号电压，电压比较器输出高电平，不堵塞时接收管有信号输入，电压比较器输出低电平。

电机旋转监测器，由电机传感器，接头P2和电阻R14～R17组成的电机转动信号电路(3)组成，电机运转传感器设于齿轮电机支架上的二个并列放置的霍尔元件和设于电机转子上的磁铁组成。转子转动，当磁铁靠近霍尔传感器时向微处理器输出低电平，在磁铁远离霍尔传感器时向微处理器(8)输出高电平，电机连续转动霍尔传感器输出一周期性的矩形波信号，测量此信号的周期推算出齿轮电机的转速，当转速低于1300转/分时，微处理器(8)将发出指令信号。由于两个霍尔元件的位置不同，它们将向微处理器(8)输出相同波形但相位不同的两路矩形波，微处理器(8)判定两信号的相位可确定齿轮电机旋转方向是否正确。

蒸发温度监测器，由蒸发温度传感器通接头P3与蒸发温度判断电路(4)相连组成，由感温半导元件或热敏电阻设于盘旋的蒸发管之间作温度传感器。蒸发温度判断电路(4)由运放U5B与电阻R41～R45组成，由R43、R44和可变电阻R42组成的基准分压接入U5B的正相输入端，其负相输入端通过P3与温度传感器相连，U5B的输出端与微处理器(8)的PB1脚相接。当蒸发器温度高于-1℃时输出高电平至微处理器输入端PB1。

冷凝温度监测器，由设于冷凝器散热片的感温元件或热敏电阻作冷凝温度传感器，冷凝温度判断电路由运放U5D组成缓冲放大电路，其输出分别接入三个电压比较器的负相端，分别判断+2℃、+35℃和+72℃三点温度：低温(+2℃)判断保护电路(6)由电阻R33、R34设定的基准分压输入U5C正相输入端，使其在温度传感器检测到+2℃时输出端输出高电平。高温(+72℃)判断保护电路(5)由电阻R37、R38设定的基准分压输入U2D正相输入端，使其在温度传感器检测到+72℃时输出高电平，风机启停判断电路(7)由电阻R48～R50组成的基准分压输入至U5A的正相输入端，使其在冷凝温度传感器检测到温度为+35℃时，输出高电平。

微处理器电路(8)的输入端还接有电容C4、C5电阻R13和振荡晶体组成的时钟电路及电阻R60电容C9按键S1的转换开关。微处理器电路的输出端PD0～PD7为一组光报警电路，如冰满显示灯LED2，水位警示灯LED3，环境温度告示灯LED4，电机故障指示灯LED5，另一组输出端为PB5、PB6、PB7，分别为风机控制电路、齿轮电机控制电路和压缩机控制电路的输入端。

压缩机控制电路(9)由电阻R23，三级管N3和继电器K1组成，PB7输出高电平，K1为断开状态，反之为闭合状态。齿轮电机控制电路(10)由电阻R22、三级管N2和继电器K组成，PB6输出高电平，K为断开状态，反之为闭合状态。风扇控制电路(11)由三级管N4、光耦合O2和双向可控硅T1组成，当PB5输出高电平时双向可控硅导通，风扇启动工作，反之风扇停止工作。

电源电路由变压器T3，桥式整流D4～D7和稳压管V2组成，经变压整流、滤波稳压后向各电路输出+12V稳压电源、LED1为电源指示灯。

U3为8位转向电子开关电路，SK1、SK2、SK3接入微处理器输入端，与S1按键组合成转换控制开关。

以下结合图2和图3描述本控制器的工作过程。本实施例中的水位监控和冰满监控是自动监控过程。现以水位监控为例说明微处理器的自动控制的工作过程。

当贮水箱无水时，两电极间无电流通过，电压比较器U2A输出高电平至微处理器(8)的PA2脚，微处理器进入水位判断，计时10秒后仍无水，报警红灯LED3点亮，PB7输出高电平，继电器K1动作，开关断电，压缩机停止工作，延时3分钟后PB6输出高电平，继电器K动作，开关断电，齿轮电机停止工作；如果水箱来水计时10秒后水箱仍有水，两电极间有电流通过，电压比较器U2A输出低电平，微处理器PD3变为低电平，LED3熄灭，同时PB6输出低电平，齿轮电机控制电路(10)输入低电平，继电器K失电，开关闭合，齿轮电机开始工作，5秒后压缩机开始启动。实际的水位监控程序如图3的流程图所示，在微处理器软件指令作用下是多个闭路循环的自动检测自动控制过程。

冰满的检测和控制过程与水位检测和控制过程相似，在微处理器软件指令作用下也是多个闭路循环的自动检测和自动控制过程，只不过冰满时电压比较器U2B输出为高电平，微处理器输出为高电平，反之则为低电平，机器返回正常工作状态。

环境温度检测，即冷凝器温度检测判断三个温度点并产生相应的控制动作：(一)+2℃，开机以后任何时刻发现冷凝温度低于+2℃、运放U5C输出高电平时，微处理器立即进入保护状态，压缩机未工作将不启动压缩机和齿轮机，压缩机和齿轮机工作时立即停止压缩机工作延时3分钟后齿轮机也停止工作，环境低温保护灯LED4亮，环境温度恢复后，由人工按复位键复位，开关动作使其进入正常工作状态。(二)+35℃，冷凝器的风扇控制温度点，即运放U5A输出高电平，温度高于+35℃时，微处理器控制风扇开启，低于+35℃时使风扇关闭。(三)+72℃，高温保护温度判断点，开机后发现温度高于+72℃，运放U2D输出高电平进入保护状态，即环境温度警示灯亮，压缩机停机，随后齿轮电机停机，风扇电机进入工作状态。温度下降至72℃以下时，由工人按复位键，复位开关动作使其进入工作状态。

蒸发器温度检测和保护，在压缩机工作10分钟后，蒸发器温度降到-1℃以下时认为压缩机正常，若高于-1℃时，运放U5B输出高电平，微处理器的PB7输出高电平，K1得电使开关断开，压缩机停转，延时3分钟后，PB6输出高电平K得电，使开关断开，齿轮电机也停转，进入保护状态。告警指示灯LED5闪亮。恢复机器工作，必须由人工按复位键或换拨一次电源开关。

齿轮电机转速和转向检测，齿轮电机和压缩机启动后，此时检测齿轮电机的转动方向和转速或若转向为逆转，转速小于1300转/分，指示灯LED5亮，齿轮电机停止工作，恢复正常工作必须由人工按复位键或换拨一次电源开关。

Claims (10)

1、连续制冰机控制装置，它包括传感器、判断电路、微处理器、控制电路、光报警电路及它们的电源电路，其特征是：一冷凝温度监测器，由冷凝温度传感器与高温保护判断电路(5)和低温保护判断电路(6)相并联后与微处理器(8)输入端相连；一蒸发温度监测器，由蒸发温度传感器通过蒸发温度判断电路(4)与微处理器输入端相连；一水位监测器，由水位检测电极通过水位判断电路(1)与微处理器输入端相连；一冰满监测器，由一对光路检测器通过冰满判断电路(2)与微处理器输入端相连；一电机运转监测器，由电机运转传感器通过电机转动信号电路(3)与微处理器输入端相连接；一接于微处理器输出端的压缩机工作控制器，通过压缩机控制电路(9)与压缩机接触器相连；一接于微处理器输出端的齿轮电机控制器，通过齿轮电机控制电路(10)与齿轮电机相连。

2、如权利要求1所述的连续制冰机控制装置，其特征是在冷凝温度传感器与微处理器之间还接入风扇启停判断电路(7)；一风机控制电路(11)，它接于微处理器输出端和风扇电机的输入端。

3、如权利要求1所述的连续制冰机控制器，其特征是水位判断电路(1)由运放U2A和外围的电阻组成电压比较器，U2A的正相输入端通过电阻R2二极管D1、电容C1与接头P1相接，U2A负相输入端接入由电阻R4、R5组成的基准分压，其输出端接入微处理器(8)的PA2脚。

4、如权利要求1所述的连续制冰机控制装置，其特征是冰满判断电路(2)由运放U2B和外围电路组成，电压比较器U2B的正相输入端通过电容C3与接头P5相接，由电阻R7、R9、R10组成的基准分压接于负相输入端，其输出端与微处理器(8)的PA3输入脚相接。

5、如权利要求1所述的连续制冰机控制装置，其特征是电机运转传感器由二个并列放置于齿轮电机支架上的霍尔元件和设于电机转子上的磁铁组成。

6、如权利要求1所述的连续制冰机控制装置，其特征是蒸发温度判断电路(4)由运放U5B与电阻R41～R45组成，由电阻R43、R44可变电阻R42组成基准分压接入U5B的正相输入端，其负相输入端通过接头P3与温度传感器相连，U5B的输出端与微处理器(8)的PB1脚相接。

7、如权利要求1所述的连续制冰机控制装置，其特征是冷凝温度判断电路包括高温(+72℃)保护判断电路(5)、低温(+2℃)保护判断电路(6)和风机(+35℃)启停判断电路(7)。

8、如权利要求1或7所述的连续制冰机控制装置，其特征是低温(+2℃)保护判断电路(6)，由运放U5D组成缓冲放大电路，其输出接入U5C运放的负相输入端，电阻R33、R34设定的基准分压输入U5C正相端。

9、如权利要求1或7所述的连续制冰机控制装置，其特征是+35℃风扇启停判电路(7)由U5D组成缓冲放大电路，其输出接入U5A的负相输入端，由电阻R49、R50和变电阻P9组成基准分压输入U5A的正相端。

10、如权利要求1或7所述的连续制冰机控制装置，其特征是高温(+72℃)保护判断电路(5)由U5D组成缓冲放大电路，其输出接入U2D运放的负相输入端，电阻R37、R38设定的基准分压接入U2D的正相输入端。

Images