JPS60228835A - 冷凍ユニツトの電子式プロセツサ制御盤を適合化する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ」悲１１ 本発明は、冷凍システム、一層詳細には、空気調和ユニ
ットに対する電子式制御システムの効率、信頼性及び生
産性を改善するための方法及び装置に係る。

通常の冷凍システムは冷凍システムの低温側から熱を除
去し且冷凍システムの高温側で熱を放出するための再循
環冷媒を用いている。冷凍システムを運転するために必
要な仕事入力は、低圧の気体状冷媒を受け且それを高圧
に圧縮するモータ駆動の圧縮機により与えられる。この
高圧の気体状冷媒は凝縮器に供給され、そこで気体状冷
媒を液体に凝縮させるべ（熱が気体状冷媒から除去され
る。この液体冷媒は次いで膨張弁を通じて蒸発器に供給
され、そこで液体冷媒を蒸発させるべく熱が熱伝達流体
から液体冷媒に供給される。熱伝達流体はそれにより冷
却され、また次いで建物のような負荷を冷却するのに用
いられる。蒸発器から蒸発された冷媒は冷凍システムを
通じての再循環のために圧縮機に戻される。制御システ
ムは空気調和ユニットの運転を制御する。

電子式制御システムは空気調和ユニットの電気−機械的
制御システムを置換するべく設計されており、下記の構
成要素から成っている：プロセッサ盤、リレー盤、設定
器盤、アクセサリリセット盤、圧縮機保護盤、制御変圧
器及びサーミスタ。

プロセッサ盤はマイクロプロセッサ、電源部、Ａ−Ｄ変
換器、膨張弁ドライバ、リレードライバ及び表示器ドラ
イバを含んでいる。制御部は外部ＥＰＲＯＭメモリモジ
ュール又はそのマスクされ、た形式のメモリモジュール
を有するマイクロプロセッサを使用する。

プロセッサ盤は空冷冷却器、水冷冷却器、凝縮器なし冷
却器又はヒートマシンと共に使用するための包括的な盤
である。構成ヘッダ（ｃｏｎｆ　ｉｇｕｒａｔｉｏｎ　
ｈｅａｄｅｒ）が、特定のユニットの物理的特性を制御
部に知らせるべく工場で制御部をプログラムするのに使
用される。構成ヘッダはユニットを所望のユニットに構
成するべく選択的に断たれる小さいワイアを使用する。

ジャンパが２値オン／オフスイツチとして作用し、また
ユニットの形式、圧縮機の数、使用される膨張弁の形式
及び電源周波数を決定するのに使用される。ジャンパは
構成を設定するための盤から除去され得る小さいヘッダ
の中に実際に配置されている。従来は種々のユニット構
成が制御回路配線を通じて制御回路内にプログラムされ
てきた。

現場でプログラム可能なオプションは盤上に配置されて
いる小さいＤＩＲスイッチアセンブリの使用により行わ
れ得る。スイッチは一般に、現場での変更に先立って除
去されなければならないプラスティックカバーにより保
護されている。盤は一連の入力サーミスタ及びそれに接
続されたいくつかのスイッチ入力端をも有する。現場調
節は１０にΩポテンシオメータを通じて行われる。

種々の出力が表示盤上に配置され′た出力の表示により
リレー盤上のリレーを通じて制御される。

しかし、膨張弁ステップモータはプログラム盤からの出
力により直接に制御される。リレーからの種々のローデ
ィングシーケンスを得るため、リレーをＩｉｌ制御する
ための論理がソフトウェア内に記憶れさており、ユニッ
ト構成、圧縮機及びアンローダジャンパにより選択され
る。種々のリレーはＮｏ、１回路もしくはＮｏ、２回路
の圧縮機の機能をも制御する。

表示器／設定器盤はリボンケースを通じてプロセッサ盤
に接続されており、またオペレータと通信するのに使用
されている。一般に、表示器／設定器盤は制御／ゲージ
パネル上に配置されている。

この盤は流出水ポテンシオメータ、２桁表示器、スイッ
チを含んでいる。表示器を通じて、制御部キャパシティ
の段、ユニット運転モード及び診断情報を示す。

用在の大抵の圧縮機安全制御は、保守及び較正が厄介な
フロースイッチにより開始される。更に、大抵の冷凍装
置は制御回路をプログラムするのに制御回路配線を使用
する。制御配線は製造される各種のユニットに対して変
更されなければならない。

制御システム内の運動部分及びフロースイッチを置換す
ることができ、また空気調和ユニットの組立て中に又は
現場で非常に複雑な電子式制御システムをプログラムし
得る簡単な手段が得られれば、ユニットの設置及び保守
のための費用を顕著に節減し、またユニットの運転効率
を高めることができる。従って、空気調和ユニットを制
御し且つその故障を診断するのに電子式構成要素を利用
する方法及び装置が要望されている。

ｌ１匹１」 本発明は、冷凍システムを制御するための方法及び装置
を指向している。本発明の目的は、種々のユニット形式
及びオプションに対して制御回路をプログラムするのに
プログラム可能なヘッダを使用することにより多種のユ
ニットに使用され得るように、二つの包括的制御盤を使
用する非常に複雑な電子式ＩＩＪ御システムのプログラ
ミングを容易にすることである。

制御システムは、システム内の他の構成要素から与えら
れた情報を受信し且記憶するマイクロプロセッサを含む
プロセッサ盤を含んでいる。プロセッサ盤に電気的に接
続されているリレー盤は圧縮機及び屋外ファンモータに
対する電圧回路を制御する。更に、制御システムは圧縮
機を制御し且保護する圧縮機保護及び制御システムと、
オペレータと通信するディジタル表示器を有する表示器
／設定器盤とを有する。

本発明の特徴及び新規性は特許請求の範囲にあげられて
いる。本発明の目的及び利点は以下の図面による好まし
い実施例の説明から一層良く理解されよう。

好ましい実　例の説明 本発明は冷凍システム用の電子式制御システムに係る。

第１図に示されているように、冷凍システムはそれぞれ
少なくとも一つの圧縮１１［１２、空冷凝縮器１３（フ
ァン１１により冷却されている）、フィルタードライア
１４、膨張弁１５及び通常の仕方で接続されたデュアル
回路冷却器１６を含んでいる。また、第１図に示されて
いるように、制御システムはプロセッサ盤２１、表示器
／設定器盤２２、リレー１１２３、アクセサリリセット
盤２４、制御変圧器２５及び複数個のサーミスタを含ん
でいる。

プロセッサ盤２１は、第２図中に示されているように、
マイクロプロセッサ・３６と、電源装置、Ａ−Ｄ変換器
、膨張弁ドライバ、リレードライバ及び表示器ドライバ
のような種々の他の電子式構成要素とを含んでいる。マ
イクロプロセッサは、入力信号を受信するため、受信さ
れた入力信号を予めプログラムされた過程に従って処理
するため、また処理された入力信号に応答して制御信号
を発生するために適した任意の装置又はその組み合わせ
であってよい。マイクロプロセッサにより発生された制
御信号は制御装置に与えられ、このＱ置がマイクロプロ
セッサから与えられた制御信号に応答して冷凍システム
の作動を制御する。好ましくは、マイクロプロセッサは
外部ＥＰＲＯＭメモリモジュールを有するインテル・コ
ーポレーション製のモデル８０３１である。モデル８０
３１のマスクされた形式、すなわちモデル８７５１、も
適している。

プロセッサ盤２１は種々の冷凍システムで使用するため
の包括的な制御盤である。特定の冷凍システム、すなわ
ちユニット形式、圧縮機数又は膨張弁形式、で使用され
るべきプロセッサ盤の構成を決定するためには、構成ヘ
ッダ３０がプロセッサ盤２１を冷凍ユニットの特定の物
理的特性に適合させるのに使用される。構成ヘッダ３０
は、プロセッサ盤２１の構成を設定する２値コードを発
生させるべく選択的に断たれる複数個の小さいワイア３
２、例えば８つのジャンパ、を含んでいる。

構成ヘッダ３０は一般に工場で予めプログラムされてお
り、制御されるべきユニットの形式に対してプロセッサ
盤２１を構成する。

第２図中にはプロセッサ盤が、冷凍ユニットを制御する
ための種々の入力端及び出力端を有するものとして示さ
れている。

プロセッサ盤は、現場でプログラム可能なオプションを
現場で選択するのに使用するための複数個の小さいＤＩ
Ｒスイッチアセンブリ３５をも含んでいてよい。オプシ
ョンはアンローダ、プライン温度、プルダウン選択及び
複流水温度リセットを含んでいてよい、。ＤＩＰスイッ
チは一般に、種々の設定点制御部を現場のサーミスタ又
は測温抵抗体に接続するオン／オフスイッチである。す
べての現場設定点調節は、対応するＤＩＰスイッチが正
しい位置に切換えられた後に、調節可能にポテンシオメ
ータを通じてなされる。故障したポテンシオメータを検
出し得るように、ポテンシオメータの有効範囲はポテン
シオメータ行程の１０〜９５％に定められている。もし
ポテンシオメータが１０〜９５％範囲の外にあれば、警
報が発せられ、また制御システムは自動的にそのフェー
ルセーフ条件に移行する 第３図に示されているように、構成ヘッダ（ＣＯｎｆｉ
ｇｕｒａｔｉｏｎ　ｈｅａｄｅｒ）は、冷凍ユニットに
適合するようにプロセッサ盤を構成するべく選択的に断
たれる八つの小さいワイアを含むプラグインモジュール
である。作動中、八つのジャンパがユニット（即ち空冷
冷却器、水冷冷却器及びヒートマシン）の形式、圧縮機
の数、使用される膨張弁の形式及び電源周波数（５０Ｈ
ｚ又は６０Ｈｚ）を決定するのに使用される。

更に、第２図に示されているように、プロセッサ盤はコ
ネクタを通じて種々の入力端及び出力端に電気的に接続
されている。種々の検出された圧力を示す圧力信号は電
線を経てプロセッサ盤に供給される。さらに、検出され
た温度を示す温度信号が電線を経て供給される。種々の
入力サーミスタ及びそれらの位置は下記のとおりである
：入力」し＝Ａノ山し サーミ スタ名　機　能　位　置 ＴＩ　冷却器流出水　流出水ノズル Ｔｌ！　冷却器流入水　流入水バフル空間Ｔ３　飽和凝
縮温度、回路１　遅れコイルの戻りベント Ｔ４　飽和凝縮温度、回路２　遅れコイルの戻りベント Ｔ５　冷却器飽和吸込温度、　液体ノズル付近の回路１
　冷却器へラド Ｔ６　冷却器飽和吸込温度、　液体ノズル付近の回路２
　冷却器ヘッド Ｔｒ　過熱ガス流入ピストン、進み補償０回路１回路１ １日　過熱ガス流出ピストン、進み補償０回路２回路２ Ｔ＋◎　リセット温度　外気又は建物内空気温度 プロセッサ盤２１は冷凍ユニット内の圧縮機のキャパシ
ティを制御するのに温度の読みを使用する。

好ましくは、二つの形式の温度センサが使用される。第
一の形式の温度センサは飽和凝縮温度（Ｔ３〜Ｔ４）を
検出するのに使用され、凝縮器コイルの戻りベントに取
り付けられている。第二の形式の温度センサは冷凍温度
（Ｔ５〜Ｔ８）及び水温度（Ｔ’１〜Ｔ２）を検出する
のに使用される。プローブ組立体は直接に冷凍回路又は
水ループ内に差し込まれ、そこに通常の手段により固定
されている。しかし、飽和温度センナは一般にコイルの
戻りベントの外側に取り付けられている。

リレー盤２３は、圧縮機のローディング及びアンローデ
ィングのシーケンスを定めるため、圧縮機及びアンロー
ダを制御するべく出力リレーの２４及び１１５又は２３
０■回路に対する接点を制御する。リレーはリボンケー
ブルを通じてプロセッサ盤により付勢される。圧縮機を
ロード及びアンロードするのに使用されるべきシーケン
スはプロセッサ盤のマイクロプロセッナ内にプログラム
されている。一般に、リレーの半数はＮｏ、１回路の圧
縮機及びアンローダを制御するのに使用され、リレーの
他の半数はＮ０９２回路の圧縮機及びアンローダを制御
するのに使用される。圧縮機の進み−遅れ制御を可能に
するため、２つの基本的な冷凍圧縮機ローディングシー
ケンスが定められている。進み−遅れは圧縮機の運転時
間を等しくするために使用される。進み−遅れ制御シー
ケンスはソフトウェアにより自動的に選択される。

このシーケンスはユニットがターンオンされた後にラン
ダムに定められ、またユニットが完全にロードされた状
態又は完全にアンロードされた状態になる時には常に変
更される。

表示器／設定器盤２２は一般にリボンケーブルを通じて
プロッサ盤２１に接続されており、好ましくは、ディジ
タル表示器３７とディジタル表示器を付勢するための表
示器スイッチ３８と、流出水温度設定点を調節するため
の設定点ポテンシオメータ３９とを含んでいる。更に、
表示器スイツチ３８はＬＥＤ表示器と結び付けられてキ
ャパシティの段、制御システム状態及び診断情報を示す
のに使用されている。診断情報は一般に番号コードで２
桁ＬＥＤ表示器上に表示される。従って、運転状態情報
もしくは過負荷情報を含む診断情報がＬＥＤ上に表示さ
れる。表示は２秒ごとに回転し、また過負荷情報は他の
すべてのコードに優先して表示される。

プログラム可能なヘッダ及びＤＩＰスイッチを通じて、
数千種類の冷凍ユニットの構成に対して使用され得るよ
うに一つのプログラムパッケージを有する単一のプロセ
ッサ盤を製作することが可能である。

冷凍ユニットを成功裡にプログラムするのに利用される
構成ヘッダは下記のものである：ジャンパ番号　ｌ」 １　ユニット形式 ２　ユニット形式 ３　圧縮機番号 ４　圧縮機番号 ５　圧縮機番号 ６　ＴＸＶ選択 ７　５０／６０１−１ｚ ８　不使用（将来使用） ユニットの形式はジャンパ１及び２を使用して下記のよ
うに決定された： ｌ三ｌ」」Ｌ【　ジャンパ１　ジャンパ２空冷冷却器　
００ 水冷冷却器　１０ ヒートマシン　１１ 違法　０１ １＝ジヤンパ存在（閉）、０＝ジヤンパ除去（開）圧縮
機の番号はジャンパ３．４及び５を使用して決定された
。

１鼠貞１」　ジャンパ３ｚヱンＪ１’）ヱ、２１わ２　
１　０　０ ３　０　１　０ ４　１　１　０ ５　０　０　１ ６　１　０　１ ７　０　１　１ ８　１　１　１ 違法　０　０　０ ジヤンパ６は使用された膨張弁の種類を選択するのに使
用された。

Ｏ＝機械的膨張弁 １＝電気的膨張弁 ジャンパ７は５０又は６　’ＯＩ−Ｉ　Ｚ運転を選択す
るのに使用された。

０＝６０Ｈ２ １＝５０１−１ｚ 以上の説明から、制御されるべきユニットの形式に適合
するように制御システムを構成し得ることが理解されよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍システムを運転するための制御システムを
有するデュアル回路冷凍システムの概要構成図である。 第２図は第１図中に示されている冷凍システムの電子制
御回路の概要構成−図で虐る。 第３図は第２図の制御回路に使用するためのプログラム
可能なヘッダの斜視図である。 １１・・・ファン、１２・・・圧縮機、１３・・・空冷
凝縮器、１４・・・フィルタードライア、１５・・・膨
張弁。 １６・・・デュアル回路冷却器、２１・・・プロセッサ
盤。 ２２・・・表示器／設定器盤、２３・・・リレー盤、２
４・・・アクセサリリセット盤、２５・・・制御変圧器
、３０・・・構成ヘッダ、３２・・・ワイア、３５・・
・ＤＩＰスイッチアセンブリ、３６・・・マイクロプロ
セッサ。 ３７・・・ディジタル表示器、３８・・・表示器スイッ
チ特許出願人　キャリア・コーポレイション代　理　人
　弁理士　明石　昌毅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷凍ユニットの最終組立ての際に冷凍ユニット、の電子
   式プロセッサ制御盤を前記冷凍ユニットの物理的性質に
   適合化する方法に於て、 冷凍ユニットの物理的特性を決定する過程と、プロセッ
   サ制御盤上に複数個の導通ワイアを有する構成ヘッダを
   配置する過程と、 前記複数個の導通ワイアの各々をマイクロプロセッサの
   予め選択された入力端に割り当てる過程と、 割り当てられた導通ワイアをマイクロプロセッサの入力
   端に電気的に接続する過程と、冷凍ユニットの決定され
   た物理的特性に適合するようにマイクロプロセッサをプ
   ログラムするべく、各導通ワイアを通って信号がマイク
   ロプロセッサの入力端に与えられるのを許容又は禁止す
   ることによりマイクロプロセッサの各入力端に対して２
   値コードを選択的に与える過程とを含んでいることを特
   徴とする方法。