KR100808845B1

KR100808845B1 - 냉장 시스템 제어 방법

Info

Publication number: KR100808845B1
Application number: KR1020070064953A
Authority: KR
Inventors: 스코트 마이클 겔버; 존 애거즈; 아브타르 싱
Original assignee: 컴퓨터 프로세스 컨트롤스 인코포레이티드
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2008-03-03
Also published as: US20030037554A1; BR0102200A; US20030132303A1; EP2287700A3; EP1152316A2; CA2346206A1; AU775199B2; AR028077A1; IL142927A0; EP2287700A2; EP1152316A3; EP1152315A2; KR100826217B1; US7150156B2; US6378315B1; AU4029501A; KR20070075426A; AR028076A1; BRPI0102200B1; EP1152315A3

Abstract

냉장 케이스로부터 온도를 측정하도록 작동가능한 온도 센서와 이 온도 센서와 통신하는 트랜시버를 포함하고 무선으로 데이터를 전송할 수 있는 냉장 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다. 중계기는 무선으로 전송된 데이터를 수신하고 이 데이터를 또한 수신기로 무선으로 전송한다. 상기 수신기와 통신하는 제어기는 냉장 케이스로부터 무선으로 전송된 데이터에 기초하여 냉장 시스템을 제어한다. 냉장 케이스는 또한 일정 시간 주기 동안 제어와 온도 판독을 일시중지하는 모드 스위치를 포함한다. 예로서, 모드 스위치는 냉장 케이스의 세척 또는 유지 보수 동안 오퍼레이터에 의해 사용될 수 있다. 온도 제어 알고리즘은 제어기에 의해 사용되고, 데드-밴드 범위(DB), 비례/적분(PI), 비례/적분/미분(PID) 및 퍼지-로직(FL)을 포함한다.

냉장 케이스, 온도 센서, 중계기, 수신기, 전송, 온도 제어

Description

냉장 시스템 제어 방법{METHOD FOR REFRIGERATION SYSTEM CONTROL}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장 시스템을 제어하기 위한 방법 및 장치를 채용하는 냉장 시스템의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 제품-시뮬레이팅 프로브의 사시도.

도 3은 도 2의 제품-시뮬레이팅 프로브의 저면 사시도.

도 4는 도 2 및 도3의 제품-시뮬레이팅 프로브의 분해도.

도 5는 본 발명에 따라 디스플레이 케이스로부터 주 제어기로 제품 온도 데이터를 전송하기 위한 하나의 구성을 예시하는 블록도.

도 6은 본 발명에 따라 디스플레이 케이스로부터 주 제어기로 제품 온도 데이터를 전송하기 위한 또다른 구성을 예시하는 블록도.

도 7은 본 발명에 따라 디스플레이 케이스로부터 주 제어기로 제품 온도 데이터 및 기타 모니터링된 데이터를 전송하기 위한 또다른 구성을 예시하는 블록도.

도 8은 전자 압력 조절기를 사용한 회로 온도 제어를 예시하는 흐름도.

도 9는 제품 시뮬레이터 온도 프로브에 기초한 플로팅 회로 또는 케이스 온도 제어를 예시하는 흐름도.

도 10은 본 발명에 따른 "세척"모드 스위치를 포함하고, 도 7의 블록도의 일부분을 나타내는 도.

도 11은 본 발명에 따른 무선 주파수 모니터링 시스템을 예시하는 근사화도.

도 12는 본 발명을 구현하는 냉장 시스템의 간명화된 다이아그램을 예시하는 근사화도.

도 13은 본 발명에 따른 데드-밴드 제어를 사용하는 기화기 온도 제어를 예시하는 흐름도.

도 14는 본 발명에 따른 PI, PID 및 FL 제어를 사용하는 기화기 온도 제어를 예시하는 흐름도.

도 15는 냉장 시스템을 제어하는 데 사용하기 위한 에러 멤버쉽 함수 및 에러 비율 멤버쉽 함수를 각각 예시하는, 그래프 1 및 그래프 2를 포함하는 도.

본 발명은 일반적으로 식품 디스플레이 케이스의 온도를 모니터링 및 제어하는 것에 관한 것으로, 더욱 상세히는 식품 온도를 모니터링 및 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

제조된 식품은 가공 공장으로부터 잡화점 가게로 운반되어, 오랫동안 디스플레이 케이스 선반에 놓이게 된다. 향상된 식품 품질을 위해, 제조 식품은 잡화점 가게 디스플레이 케이스에서 디스플레이되는 동안 임계 온도 한계치를 초과하지 않아야 한다. 조리되지 않은 제조 식품을 위해, 제품 온도는 41℉를 초과하지 않아야 하고, 조리된 제조 식품을 위해, 제품 온도는 140℉ 미만이 되지 않아야 한다. 다 른 말로 하면, 임계 온도 한계치는 약 41℉와 140℉ 사이 이어야 한다. 이러한 임계 온도 한계치 사이에서 박테리아는 고속으로 성장한다.

제조 식품 온도를 안전한 한계치 이내에 유지시키려는 하나의 시도는 디스플레이 케이스가 지나치게 따뜻하거나 차갑게 되지 않도록 하기 위해 배출 공기 온도를 모니터링하는 것이다. 하지만, 제조 식품 온도와 배출 공기 온도는 반드시 상관관계에 있지 않다. 즉, 제조 식품 온도와 배출 공기 온도는 반드시 동일한 온도 경향을 띠지 않는 데 이는 제조 식품 온도는 제조 식품의 열 매스(mass)에 기인하여 배출 공기 온도가 크게 변동하기 때문이다. 더욱이, 초기 스타트업 및 디스플레이 케이스를 해동하는 동안, 공기 온도는 70℉에 이를 수 있는 반면에, 제조 식품 온도는 짧은 시간간격 동안에 훨씬 낮은 온도에 이를 수 있다. 결과적으로, 디스플레이 케이스내의 제조 식품의 온도를 모니터링하기 위해 일정 간격으로 제조 식품의 온도를 측정하는 것을 실제적이지 못하다.

더욱 상세히는, 종래의 냉장 시스템에서, 주 제어기는 통상 온도를 기록(log) 및 제어한다. 일반적으로, 주 제어기는 잡화점 가게의 뒤편 또는 지붕에 위치된 압축기 실에 설치된다. 디스플레이 케이스 온도를 모니터링 및 제어하는 종래의 방법은 디스플레이 케이스에 설치된 배출 공기 온도 센서를 필요로 한다. 배출 공기 온도 센서는 전형적으로 압축기 실에 위치되는 아날로그 입력 보드에 연결된다. 온도 배선은 디스플레이 케이스로부터 압축기 실로 끌어내어 져야 하는 데, 이는 쉽지 않은 일이고 압축기 실이 디스플레이 케이스로부터 떨어져 있는 정도에 따라 비용이 많이 드는 일이다. 또한, 이러한 배선 및 설치 프로세스는 점포를 재 개장할 때 부담이 되고 비용이 많이들게 된다.

또한, 디스플레이 케이스는 주기적인 세척 및 유지보수를 필요로 하고, 이동안 디스플레이 케이스의 온도는 변동한다. 그러므로, 세척 및 유지보수 동안, 제어기가 디스플레이 케이스 온도를 모니터링 및 제어하는 것은 바람직하지 못하다.

본 발명에 따른 냉장 시스템을 제어하는 방법 및 장치는 시뮬레이팅된 제품 데이터의 무선 전송을 제공함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 본 발명에 따른 장치는 적어도 하나의 냉장 케이스 및 압축기 래크를 갖는 복수의 회로를 포함한다. 각각의 회로와 통신하는 전자 기화기 압력 조절기는 상기 회로중의 하나의 온도를 제어한다. 각각의 회로와 통신하는 센서는 회로로부터의 파라미터를 측정하고, 이 센서와 통신하는 트랜시버는 측정된 파라미터를 무선으로 전송한다. 수신기는 무선으로 전송된 측정된 파라미터를 수신한다. 수신기와 통신하는 제어기는 각각의 회로로부터 무선으로 전송된 측정된 파라미터에 기초하여 상기 압축기 래크의 흡입 압력 및 각각의 전자 기화기 압력 조절기를 제어한다.

바람직하게, 본 발명의 트랜시버는 저전력을 소모한다. 저전력 트랜시버는 제한된 전송 범위를 가지고 이에따라 수신기에 근접하여 위치될 것을 필요로 한다. 저전력 트랜시버의 사용은 냉장고 케이스가 수신기로부터 위치되어야 할 거리를 제한할 수 있기 때문에, 본 발명은 수신기와 냉장고 케이스간에 신호를 수신 및 전송하는 일련의 중계기를 포함한다. 이 중계기는 수신기와 냉장고 케이스간의 거리를 넓힐 수 있는 브리지로서의 작용한다.

본 발명은 또한, 바람직하게, 제1 또는 제2 모드에서 작동할 수 있는 모드 스위치를 포함한다. 이 모드 스위치는 제어기가 온도를 기록 및 조절하는 것을 일시 중지시키도록 신호하는 데 유용하다. 이 스위치는 냉장고 케이스를 세척 및 유지보수하는 동안에 유용하다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장 시스템(10)의 상세한 블록도가 도시되어 있다. 냉장 시스템(10)은 압축기 래크(18) 내부에 모두 위치된 배출 헤더(16)와 공통 흡입 매니폴드(14)와 압축기 실(6)에서 함께 배관된 복수의 압축기(12)를 포함한다. 압축기 래크(18)는 냉각제 증기가 고압에서 액화되는 컨덴서(20)로 운반되는 냉각제 증기를 압축한다. 이 고압 액화된 냉각제는 배관(24)에 의해 잡화점 가게 플로어 공간(8)의 복수의 냉장 케이스(22)에 운반된다. 각각의 냉장 케이스(22)는 유사한 온도 범위에서 작동하는 복수의 냉장 케이스(22)로 이루어지는 별개의 회로(26)에 배열된다. 도1은 회로A, 회로B, 회로C 및 회로D로 표기된 4개의 회로를 예시한다. 4개의 냉장 케이스(22)로 이루어 진 각각의 회로(26)가 도시되어 있다. 그러나, 당업자는 냉장 시스템(10)내부에 임의의 개수의 회로(26) 및 회로(26) 내부에 임의의 개수의 냉장 케이스(22)가 채용될 수 있음을 인식할 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 각각의 회로(26)는 일정 온도 범위에서 작동한다. 예로서, 회로A는 냉동 식품에, 회로B는 유제품에 회로C는 육류 등에 사용될 수 있다.

온도 필요조건은 각각의 회로(26)에 대해 상이하기 때문에, 각각의 회로(26)는 기화기 압력을 제어하는 작용을 하는 압력 조절기(28) 바람직하게는 전자 스텝퍼 조절기(ESR) 또는 밸브를 포함하고, 이에따라 냉장 케이스(22)내의 냉각된 공간의 온도를 제어한다. 바람직하게, 각각의 냉장 케이스(22)는 또한 자신의 기화기 및 팽창 밸브(도시되지 않음)를 포함하는 데, 이것은 냉각제의 과열을 제어하기 위한 기계적 또는 전자적 밸브를 포함한다. 이에 대해, 냉각제는 배관(24)에 의해 각각의 냉장 케이스(22)의 기화기에 운반된다. 냉각제는 고압 액체 냉각제를 저압 액체 및 증기의 조합 냉각제로 변화시키기 위해 압력이 강하하는 팽창 밸브를 통과한다. 따뜻한 공기가 냉장 케이스(22)로부터 기화기 코일을 가로질러 이동함에 따라, 저압 액체는 기체로 변한다. 이 저압 기체는 특정 회로(26)와 연관된 압력 조절기(28)로 운반된다. 압력 조절기(28)에서, 압력은 기체가 공통 흡입 매니폴드(14)를 통해 압축기 래크(18)로 복귀함에 따라 강하된다. 압축기 래크(18)에서, 저압 기체는 다시 고압으로 압축되어 컨덴서(20)로 운반되고, 이것은 다시 냉장 사이클을 개시시키기 위해 고압 액체를 생성한다.

냉장 시스템(10)의 다양한 기능을 제어하기 위해, 주 냉장 제어기(30)가 사용되고 제어 알고리즘을 수행하고 구성 및 기록 성능을 포함하도록 구성 및 프로그램된다. 주 냉장 제어기(30)는 각각의 압력 조절기(ESR)(28)의 작동 및 전체 압축기 래크(18)를 위한 흡입 압력 설정 포인트를 제어한다. 주 냉장 제어기(30)는 바람직하게 조지아주 애틀란타 소재의 CPC사에 의해 제조된 아인슈타인 에리어 컨트롤러이거나, 본 명세서에서 참조문헌으로 통합되고, 2000년 3월 31일자로 특허출원된 발명의 명칭이 "Method and Apparatus For Refrigeration Syatem Control Using Electronic Evaporator Pressure Regulators"인 미국특허 출원번호 제 09/539,563호에 완전히 개시된 바와 같이 프로그래밍될 수 있는 기타 유형의 프로그램가능한 제어기일 수 있다. 주 냉장 제어기(30)는 입력/출력 모듈(32)을 통해 압축기 래크(18)내의 압축기(12)의 뱅크를 제어한다. 입력/출력 모듈(32)은 소망하는 흡입 압력을 제공하기 위해 압축기(12)를 턴 온 및 오프시키는 릴레이 스위치를 포함한다. 상기한 2000년 3월 31일자로 특허출원된 발명의 명칭이 "Method and Apparatus For Refrigeration Syatem Control Using Electronic Evaporator Pressure Regulators"인 미국특허 출원번호 제 09/539,563호에 완전히 개시된 바와 같이, 통신 네트워크 또는 버스를 통해 각각의 냉장 케이스(22)내의 각각의 전자 팽창 밸브를 통해 각각의 냉장 케이스(22)로의 과열을 제어하는 데 조지아주 애틀란타 소재의 CPC사 제조의 CC-100 케이스 제어기와 같은 개별 케이스 제어기가 사용될 수 있다. 대안으로, 기계적 팽창 밸브는 개별 케이스 제어기 대신에 사용될 수 있다. 개별 케이스 제어기가 이용되어야 한다면, 주 냉장 제어기(30)는 통신 버스를 통해 각각의 개별 케이스 제어기를 구성하는 데 사용될 수 있다.

압축기 래크(18)를 위한 흡입 압력을 모니터링하기 위해, 압력 트랜스듀서(40)는 압축기 래크(18)의 입력부에 위치되거나, 압축 조절기(28) 바로 다음에 위치된다. 압력 트랜스듀서(40)는 아날로그 신호를 아날로그 입력보드(38)에 전달하고, 이것은 아날로그 신호를 측정하여 이 정보를 통신 버스(34)를 통해 주 냉장 제어기(30)에 전달한다. 아날로그 입력보드(38)는 냉각 제어 환경에서 이용되는 종래의 아날로그 입력보드일 수 있다. 압력 트랜스듀서(40)는, 상기한 2000년 3월 31 일자로 특허출원된 발명의 명칭이 "Method and Apparatus For Refrigeration Syatem Control Using Electronic Evaporator Pressure Regulators"인 미국특허 출원번호 제 09/539,563호에 완전히 개시된 바와 같이, 압축기 래크(18)를 위한 흡입 압력의 적응성 제어를 가능케한다.

각각의 압축 조절기(28)의 개방을 변동시키기 위해, 전자 스텝퍼 조절기(ESR) 보드(42)는 8개 전자 스텝퍼 조절기(28)를 구동시킨다. 전자 스텝퍼 조절기(ESR) 보드(42)는 바람직하게 조지아주 애틀란타 소재의 CPC사 제조의 ESR-8 보드이고, 이것은 주 냉장 제어기(30)로부터의 제어를 통해, 스텝퍼 밸브(28)를 구동할 수 있는 8개 구동기로 이루어진다. 주 냉장 제어기(30), 입력/출력 모듈(32) 및 ESR 보드(42)는 압축기 실(6)에 배치되고 바람직하게 이들간의 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 통신버스(34)를 통해 데이지 체인식으로 연결된다. 통신버스(34)는 바람직하게 RS-485 버스 또는 론워크스 에칠론 버스일 수 있다.

압축기 래크(18)에서의 흡입 압력은 각각의 회로(26)에 대한 온도 필요조건에 좌우된다. 예로서, 회로A는 10℉에서 작동하고, 회로B는 15℉에서 작동하고, 회로C는 20℉에서 작동하고, 회로D는 25℉에서 작동한다고 가정한다. 압력 트랜스듀서(40)를 통해 감지되는, 압축기 래크(18)에서의 흡입 압력은, 본 예에서는 회로A 또는 리드 회로인, 모든 회로(26)에 대한 최저 온도 필요조건에 기초한 흡입 압력 설정 포인트를 필요로 한다. 그러므로, 압축기 래크(18)에서의 흡입 압력은 회로A를 위해 10℉ 작동 온도를 달성하도록 설정된다. 이것은 압력 조절기(28)가 회로 A에서 거의 100% 개방되어질 것을 필요로 한다. 따라서, 흡입 압력이 회로 A에서 10℉ 작동 온도를 달성하도록 설정되고 어떠한 압력 조절기 밸브(28)도 각각의 회로(26)를 위해 사용되지 않는다면, 각각의 회로(26)는 동일한 온도에서 작동할 것이다. 그러나, 각각의 회로(26)는 서로 상이한 온도에서 작동하기 때문에, 전자 스텝퍼 조절기 또는 밸브(28)는 그 특정 회로(26)에 대해 대응하는 온도를 제어하기 위해 각각의 회로(26)를 위해 일정 비율만큼 닫혀진다. 온도를 회로B를 위해 15℉까지 상승시키기 위해, 다양한 필요조건을 충족시키기 위해 회로B의 전자 스텝퍼 조절기는 약간 닫혀지고, 회로C의 밸브(28)는 더욱 닫혀지고 회로D의 밸브(28)는 더더욱 닫혀진다.

각각의 전자 스텝퍼 조절기(ESR)(28)는 제품 시뮬레이팅 프로브(50)에 의해 근사화된 제조 식품 온도에 기초하거나, 또는 배출 온도 센서(48)에 의해 감지된 공기-배출 온도 및/또는 제품 시뮬레이팅 프로브(50)에 의해 근사화되고 디스플레이 모듈(46)을 통해 전송된 제조 식품 온도를 포함하는 다수의 온도 판독치에 기초하여 주 제어기(30)에 의해 제어된다.

각각의 냉장 케이스(22)내의 제조 식품의 온도에 기초하여 각각의 압력 조절기(28)의 개방을 제어하기 위해, 제품 온도는 본 발명에 따라 제품-시뮬레이팅 프로브(50)를 사용하여 근사화된다. 이에 대해, 각각의 냉장 케이스(22)는 연관된 제품-시뮬레이팅 프로브(50)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 각각의 냉장 케이스(22)는 압력 조절기(28)를 제어하는 데 사용되는 평균/최소/최대 온도를 취하기 위해 개별적인 제품-시뮬레이팅 프로브(50)를 갖거나, 특히 각각의 냉장 케이스(22)는 주어진 회로(26)에 대해 거의 동일한 온도 범위에서 작동하기 때문에 냉장 케이스(22)의 주어진 회로(26)를 위해 사용될 수 있는 단일 제품-시뮬레이팅 프로브(50)를 가질 수 있다. 이들 온도 입력은 아날로그 입력 수신기(94)에 무선으로 전송되고, 이것은 다시 통신버스(96)를 통해 정보를 주 냉장 제어기(30)로 복귀시킨다. 대안으로, 수신기(94)는 신호를 전송 및 수신하기 위한 트랜시버일 수 있다.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 제품-시뮬레이팅 프로브(50)는 주 냉장 제어기(30)에 온도 데이터를 제공한다. 바람직하게, 제품-시뮬레이팅 프로브(50)는 열 매스(74)와 온도 감지 엘리먼트(80)를 봉입하는 박스 형상 하우징(70)과 무선 송신기(82)를 포함하는 통합된 온도 측정 및 전송 장치이다. 하우징(70)은 베이스(86)에 체결된 커버(72), 및 디스플레이 케이스(22)에 프로브(50)의 부착을 용이하게 하는 커버(72)에 장착된 자석(84)을 포함한다. 커버(72)는 그 내부에 열 매스(74)를 기밀시키기 위해 베이스(86)에 부착된다. 자석(84) 대신에, 브래킷(85)을 디스플레이 케이스(22)에 체결시킴으로써 브래킷(85)이 사용될 수 있고 브래킷(85)을 프로브(50)의 베이스(86) 상의 상보형 슬롯에 미끄럼 장착시킴으로써 프로브(50)를 부착시킨다.

열 매스(74)는 제조 식품과 유사한 열-물리학적 특성을 갖는 물질을 수용하는 컨테이너이다. 제조 식품은 주로 워터를 포함하기 때문에, 열-물리학적 시뮬레이팅 물질은 저농도 폴리에틸렌(LPDE) 또는 프로필렌 글리콜과 같은 워터와 동일한 열적 특성을 갖는 고체 물질 또는 소금물일 수 있다. 열 매스를 위한 컨테이너는 바람직하게 플라스틱 백이고, 가장 바람직하게는 시뮬레이팅 물질을 기밀하게 포함하는, 유연성있는 폴리프로필렌 백이다. 대안으로, 더욱 강성인 물질이 사용될 수 있지만, 제조 식품과 유사한 열-물리학적 특성을 갖는 물질에 매우 근사하게 온도 감지 엘리먼트(80)를 수용하는 중앙에 배치된 채널(77)을 포함하여야 한다. 바람직하게, 열 매스(74)는 4%의 소금물로 채워진 16온스(1-핀트)기밀된 플라스틱 컨테이너이다.

온도 감지 엘리먼트(80)는 온도 제조 프로브(50)가 제조 식품의 시뮬레이팅된 내부 온도를 측정하도록 열 매스(74)내의 중앙에 내장된다. 온도 감지 엘리먼트(80)는 바람직하게 써미스터이다. 중앙 판(78)은 열 매스(74)에 대해 온도 감지 엘리먼트(80) 및 송신기(82)를 기밀시키고 열 매스(74)의 채널(77)내의 온도 감지 엘리먼트(80)를 지지하는 가로방향으로 뻗는 튜브(76)를 포함한다. 유연한 플라스틱 물질이 제조 식품과 유사한 열-물리학적 특성을 갖는 물질을 포함하는 데 사용되는 경우, 유연한 플라스틱 물질은 열 매스(74) 내부에 튜브(76)를 수용함으로써 채널(77)을 형성한다. 가스킷(89)은 송신기(82)를 포함하는 베이스(86)의 바닥부와 중앙 판(78)사이의 공간을 기밀시키기 위해 베이스(86)와 중앙 판(78)사이에 위치된다. 베이스(86)를 통해 수용된 파스너(91)는 중앙 판(78)에 체결되거나 몰딩된 너트 삽입부(93)의 나사산을 이룬 수용부를 통해 중앙 판(78)을 베이스(86)에 체결시킨다.

무선 송신기(82)는 바람직하게 신호 조정 회로를 포함하고, 베이스(86)와 중앙 판(85)사이에 장착되고, 와이어(88)를 통해 온도 감지 센서(80)에 연결된다. 무선 송신기(82)는 무선 주파수(RF) 장치이고 파라미터 데이터를 전송한다. 대안으로, 무선 송신기(82)는 RF 파라미터 데이터를 송수신할 수 있는 트랜시버이다. 바 람직하게, 무선 송신기(82)는 파라미터 데이터 및 제어 입력 및 출력과 동일하거나 상이한 무선 주파수를 재전송하는, 내부 전력 또는 외부 전력으로 작동하는 중계기, 및 주 제어기(30)에 링크된 하나이상의 송신기(82) 및 수신기(94)와 같은 기타 하드웨어와 독립적으로 위치될 수 있는 독립적으로 작동 가능한 트랜시버 또는 송신기이다. 이러한 사항은 하기에서 상세히 설명된다. 무선 송신기(82)는 바람직하게 배터리와 같은 내부 전원으로 작동할 수 있지만, 대안으로 외부 전원에 의해 전력이 공급될 수 있다.

바람직하게, 도 5에 도시된 바와 같이, 제품-시뮬레이팅 프로브(50)는 디스플레이 케이스(22)의 성능을 모니터링한다. 바람직하게, 한 프로브(50)는 각각의 디스플레이 케이스(22) 내부에 위치된다. 제품-시뮬레이팅 프로브(50)는 시뮬레이팅된 제품 온도 데이터를 수신기(94)에 전송하고, 수신기는 온도 데이터를 수집하여 통신버스(96)를 통해 상기 온도 데이터를 주 제어기(30)에 재전송한다. 주 제어기(30)는 온도 데이터를 기록 및 분석하며, 모니터링된 온도 데이터에 기초하여 디스플레이 케이스(22)의 온도를 제어한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대안 실시예는 송신기(82')(이것은, 대안으로 트랜시버일 수 있다)를 제품-시뮬레이팅 프로브(50')로부터 떨어져 배치시키고, 그후 와이어(84)를 통해 송신기(82')를 제품-시뮬레이팅 프로브(50')에 연결시킨 것을 포함한다. 이와 같은 본 발명의 변형에서, 제품-시뮬레이팅 프로브(50')는 내부 송신기(82)를 포함하지 않지만, 와이어(84)를 통해 온도 감지 센서(80)에 연결된 외부 송신기(82')에 연결된다. 선택적으로, 도시된 바와 같이, 배출 공기 감지 센서(48) 또는 임의의 기타 센서가 측정된 데이터를 전송하기 위해 마찬가지로 송신기(82')에 연결될 수 있다. 무선 송신기(82')는 디스플레이 케이스(22)에 외부적으로 장착되는 데 예를들어 디스플레이 케이스(22)의 최상부에 장착된다. 제품-시뮬레이팅 프로브(50')로부터 주 제어기(30)로 온도 데이터를 전송하는 방법은 상기한 바와 같이 동일하다.

냉장 케이스(22)에 대한 온도 데이터를 수신기(94)로 전송하기 위해 외부 송신기(82')를 개별적인 제품-시뮬레이팅 프로브(50) 또는 프로브(50')를 사용하는 것과는 대조적으로, 온도 디스플레이 모듈(46)가 대안으로 도 7에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 온도 디스플레이 모듈(46)은 바람직하게 조지아주 애틀란타 소재의 CPC사 제조의 TD3 케이스 온도 디스플레이이다. 디스플레이 모듈(46)은 바람직하게 각각의 냉장 케이스(22)에 장착되고, 무선 송신기(82')에 연결된다. 각각의 모듈(46)은 바람직하게 3개 온도 신호를 측정하지만, 필요에 따라 이보다 많거나 적은 신호를 측정할 수 있다. 이들 측정된 신호는 배출 공기 센서(48)에 의해 측정된 케이스 배출 공기 온도, 제품-시뮬레이터 프로브(50')에 의해 측정된 시뮬레이팅된 제품 온도, 및 해동 종료 센서(52)에 의해 측정된 해동 종료 온도를 포함한다. 이들 센서는 반환 공기 센서, 기화기 센서 및 세척 스위치 센서와 같은, 다른 센서와 상호교환될 수 있다. 디스플레이 모듈(46)은 임의의 온도 및/또는 케이스 상태(해동/냉각/경고)를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 LED 디스플레이(54)를 포함한다.

디스플레이 모듈(46)은 배출 공기 센서(48)를 통해 케이스 배출 공기 온도를 측정하고, 제품 프로브 온도 센서(50)를 통해 제품 시뮬레이팅된 온도를 측정하여 이들 데이터를 무선 송신기(82')를 통해 주 제어기(30)에 무선으로 전송하고, 이것은 데이터를 통신버스(96)를 통해 주 제어기(30)에 연결된 수신기(94)로 전송한다. 이 정보는 기록되어 본 명세서에서 설명되는 신규의 방법을 이용하는 후속하는 시스템 제어에 사용된다.

더우기, 주 제어기(30)는 프로브(50), 또는 배출 온도 센서(48) 또는 해동 종료 센서(52), 반환 공기 센서, 기화기 온도 또는 세척 스위치 센서등을 포함하는 임의의 기타 센서에 의해 측정된 온도 데이터에 기초한 해동 파라미터 및 각각의 케이스(22)에 대한 경고 한계치를 설정하기 위해 사용자에 의해 구성될 수 있다. 경고가 발생하면, 주 제어기(30)는 바람직하게 예로서 TCP/IP를 사용하는 원격 다이얼 연결 또는 LAN/WAN을 포함하는, 통신버스(102)를 통해 원격으로 위치된 중앙 모니터링 스테이션(100)에 통지한다. 더욱이, 주 제어기(30)는 점포 관리인 또는 냉장 서비스 회사에 전화로 또는 전화선으로 연결된 모뎀을 사용하는 페이저를 통해 통지할 수 있다. 경고 및 해동 정보는 LED 디스플레이(54)에 상태를 디스플레이하기 위해 주 제어기(30)로부터 디스플레이 모듈(46)로 전송될 수 있다.

도 8을 참조하면, 분석되어지는 특정 회로(26)를 위해 전자 압력 조절기(ESR)(28)를 제어하는 온도 제어 로직(70)이 도시되어 있다. 이에 대해, 각각의 전자 압력 조절기(28)는 특정 회로(26)에 대해 케이스 온도를 측정함으로써 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 회로 A, B, C 및 D는 온도 데이터를 아날로그 신호 수신기(94)에 무선으로 전송하는 제품-시뮬레이팅 프로브(50,50')를 포함한다. 수신기(94)는 케이스 온도를 측정하고 통신 네트워크(34)를 사용하여 냉장 제어기(30)에 데이터를 전송한다. 온도 제어 로직 또는 알고리즘(70)은 냉장 제어기(30)에 프로그래밍되어 진다.

온도 제어 로직(110)은 특정 회로(26)의 각각의 케이스(22)로부터 각각의 온도(T1,T2,T3,...Tn)를 수신하거나 회로(26)의 하나의 케이스(22)로부터의 하나의 온도를 수신한다. 복수의 온도가 모니터링되어야 한다면, 이들 온도는 평균/최소/최대 온도 블록(72)에 의해 조정된다. 블록(72)은 각각의 케이스(22)로부터 수신된 각각의 온도(T1,T2,T3,...Tn)의 평균을 취하도록 구성될 수 있다. 대안으로, 평균/최소/최대 온도 블록(112)은 이용되어질 평균 값 또는 기타 적절한 값을 선택하기 위해 케이스(22)로부터 최소 및 최대 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 사용할 선택사항을 선택하는 것은 일반적으로 냉장 제어 시스템(10)에 이용될 하드웨어 유형에 기초하여 결정된다. 블록(112)으로부터, 온도(T_ct)가 에러 검출기(114)에 인가된다. 에러 검출기(114)는 냉장 제어기(30)에서 사용자에 의해 설정된 소망하는 회로 온도 설정 포인트(SP_ct)를 에러 값(E_ct)을 제공하기 위해 실제 측정된 온도(T_ct)과 비교한다. 여기서 다시, 에러 값(E_ct)은 ESR 보드(42)를 통해 제어되는 특정 전자 압력 조절기(ESR)(28)에 대한 특정 백분율(%) 밸브 개방(VO_ct)을 결정하기 위해 종래의 냉장 제어 알고리즘인 PI/PID/퍼지 로직 알고리즘(108)에 인가된다. VO_ct의 계산에 대한 더욱 상세사항은 하기에 설명된다.

온도 제어 로직(110)이 구현하기에 효율적인 반면에, 부품 조달면에서 본질적으로 단점을 갖는다. 예로서, 각각의 케이스 온도 측정 센서는 각각의 디스플레이 케이스(22)를 일반적으로 압축기 실(6)에 위치하는 아날로그 입력 보드(38)에 연결하는 데 필요하다. 이것은 다량의 배선 및 고 설치비용을 발생시킨다. 그러나 본발명은 제품-시뮬레이팅 프로브(50,50'), 또는 배출 온도 센서(48) 또는 해동 종료 센서(52), 반환 공기 센서, 기화기 온도 또는 세척 스위치 센서등을 포함하는 기타 온도 센서로부터의 온도 데이터 전송을 무선으로 조정함으로써 상기와 같은 제한사항을 극복한다. 이러한 구성에 대한 추가의 개량은 도 1의 회로 A 및 도 7로 도시된 바와 같은 디스플레이 모듈(46)을 사용하는 것이다. 이에 대해, 각각의 케이스(22) 내부의 온도 센서는 온도 정보를 디스플레이 모듈(46)에 전송하고, 이것은 무선으로 데이터를 수신기(94)에 전송하고, 이것은 이 데이터를 제어기(30)에 전송한다. 어떠한 유형에서도, 온도 데이터는 아날로그 입력 보드(38)를 필요로 하지 않고 또는 다양한 센서를 아날로그 입력 보드(38)에 배선연결시키기 위해 냉장 케이스(22)로부터 냉장 제어기(30)로 직접 전송되고, 이에따라 배선 및 설치비용을 상당히 감소시킨다.

이제 도 9를 참조하면, 제품-시뮬레이팅 프로브(50,50')로부터의 온도 측정에 기초하여 플로팅 회로 온도 제어 로직(116)이 예시되어 있다. 플로팅 회로 온도 제어 로직(116)은 블록(118)에서 시작한다. 블록(118)으로부터, 제어로직은 미분블록(120)으로 진행한다. 미분블록(120)에서, 지나간 한 시간 또는 기타 적절한 시간주기 동안 평균 제품 시뮬레이션 온도는 차이(diff)를 결정하기 위해 최대 허용가능한 제품 온도로부터 감산된다. 이에 대해, 제품 프로브(50)로부터의 측정치는 바람직하게 한 시간과 같은 일정시간에 대해 취해진 실행 평균으로 예를들어 10초마다 취해진다. 특정 냉장 케이스(22)에 저장된 제품의 유형은 일반적으로 최대 허용가능한 제품 온도를 제어한다. 예로서, 육류 제품에 대해, 41℉인 한계치는 일반적으로 냉장 케이스(22)에 육류를 유지보관하기 위한 최대 허용가능한 온도이다. 추가의 버퍼를 제공하기 위해, 최대 허용가능한 제품 온도는 이 최대 허용가능한 온도 보다 낮은 5℉(즉, 육류에 대해 36°)로 설정될 수 있다.

미분블록(120)으로부터, 제어로직(116)은 결정블록(122), 결정블록(124) 또는 결정블록(126)으로 진행한다. 결정블록(122)에서, 미분블록(120)으로부터의 최대 허용가능한 제품 온도와 평균 제품 시뮬레이터 온도간의 차이는 5℉보다 크다면, 특정 회로(26)를 위한 온도 설정 포인트의 5℉ 감소는 변경블록(128)에서 수행된다. 여기서부터, 제어로직은 시작 블록(118)으로 복귀한다. 이 분기는 평균 제품 시뮬레이터 온도가 지나치게 따뜻하므로 냉각이 필요함을 식별한다. 결정블록(124)에서, 상기 차이가 -5℉보다 크고 5℉ 미만이라면, 이것은 평균 제품 온도가 충분히 최대 허용가능한 제품 온도에 근사함으로 블록(130)에서 어떠한 온도 설정 포인트의 변경도 수행되지 않는다는 것을 나타낸다. 결정 블록(126)에서 결정되는 바와 같이 차이가 -5℉ 미만이어야 한다면, 5℉ 만큼의 온도 설정 포인트의 증가가 블록(132)에서 수행된다.

시뮬레이팅된 제품 온도에 기초하여 특정 케이스(22) 또는 전체회로(26)를 위해 회로 온도를 플로팅시킴으로써, 냉장 케이스(22)는 제어 기준이 제품 온도에 기초하여 결정되고 그렇지않은 경우엔 소망 온도의 정확한 지시인 온도로 결정되기 때문에 더욱 효과적인 방식으로 작동된다. 제어로직(116)에서 5℉인 차이가 식별된 반면에, 당업자는 이보다 더 높거나 낮은 온도 차이가 더욱 정밀한 튜닝을 제공하기 위해 이용될 수 있고 필요한 것은 회로 온도를 플로팅시키기 위해 높거나 낮은 온도 차이 제한일 뿐이라는 것을 인식하게 됨을 유의해야 한다. 또한, 플로팅 흡입 압력 제어 로직(80)과 조합하여 플로팅 회로 온도 제어로직(116)을 사용함으로써 더욱 큰 에너지 효율이 달성될 수 있음을 주목해야 한다. 상기와 같은 장치 및 방법에 관한 변형은 본 명세서에서 참조문헌으로 통합되고, 2000년 3월 31일자로 특허출원된 발명의 명칭이 "Method and Apparatus For Refrigeration Syatem Control Using Electronic Evaporator Pressure Regulators"인 미국특허 출원번호 제 09/539,563호에 설명되어 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 냉장 시스템(10)이 바람직하게 모드 스위치(150)를 포함하여 도시되어 있다. 도 10에 도시된 모드 스위치(150)는 디스플레이 모듈(46)과 통합되어져야 한다. 그러나, 모드 스위치(150)는 디스플레이 모듈(46)과의 통합에 제한되지 않으며 대응하는 냉장 케이스(22)상에, 그 내부에 또는 근방에 임의의 곳에 설치될 수 있다. 모드 스위치(150)는 제1위치에 대응하는 제1 모드로부터 제2위치에 대응하는 제2 모드로 스위칭될 수 있다. 제1 모드는 "정상" 동작 모드로 특징지워질 수 있는 반면에 제2 모드는 "세척" 동작 모드로 특징지워질 수 있다.

상기한 바와 같이, 냉장 케이스(22)는 정기적인 세척 스케쥴의 일부분으로서 세척되어야 하거나, 냉장 케이스(22)의 내부에 제조 식품을 채우는 경우에 세척될 것이 필요하다. 어느 경우에도, 냉장 케이스(22)의 온도 판독치는 세척 프로세스의 결과로서 손상된다. 이것은 냉장고 제어기(30)에 의해 기록되는 비정상 온도 데이 터이다. 비정상 온도 데이터가 기록되는 것을 방지하기 위해, 모드 스위치(150)는 냉장고 제어기(30)에게 냉장 케이스(22)가 세척되고 있다는 것을 신호전달 하도록 설계된다. 모드 스위치(150)의 작동시, 고유 메시지가 냉장고 제어기(30)에 전송된다. 이 메시지가 냉장고 제어기(30)에 의해 세척신호로서 해석된다면, 어떠한 온도 데이터도 냉장고 제어기(30)에 의해 특정한 냉장 케이스(22)를 위한 데이터로서 기록되지 않게된다. 세척 프로세스가 완료되면, 모드 스위치는 "정상" 동작 모드로 다시 스위칭되고 온도 기록은 정상적으로 진행될 수 있다. 바람직하게, 각각의 냉장 케이스(22)는 자신의 모드 스위치(150)에 의해 독립적으로 제어된다. 대안으로, 모드 스위치는 냉장 케이스(22)의 셋트와 결합될 수 있다.

일반적으로 기준 수치(152)로 도시된 시각적 검출 수단은 바람직하게 각각의 모드 스위치(150)와 결합된다. 시각적 검출 수단(152)은 사용자가 냉장고 제어기(30)에 액세스할 것을 필요로 하지 않고 특정한 냉장 케이스(22)의 동작 모드를 결정할 수 있게한다. 시각적 검출 수단(152)은 스위치 위치, 발광 다이오드(LED), 액정 디스플레이(LCD) 또는 램프등을 포함한다. 구현되어야 할 시각적 지시기의 유형은 특정한 설계에 좌우된다.

무선 시스템을 위한 송신기(82,82')는 바람직하게 저전력을 사용하고, 이것은 RF 센서(50,50')와 RF 수신기(94)로부터 및 RF 센서(50,50')와 RF 수신기(94)로 메시지를 보내기 위한 제한된 전송 범위로 되는 결과로 된다. 이와 같이, RF 수신기(94)는 이상적으로는 RF 센서(50,50')에 근접하여 위치된다. 그러나, RF 센서(50,50')에 근접하여 RF 수신기(94)를 위치시키는 것은 대형 빌딩 및 저장소에 배치된 특히 대형 시스템에 대해서는 항상 가능한 것은 아니다. 그러한 응용분야에선, RF 중계기가 유용하다.

도 11을 상세히 참조하면, RF 모니터링 시스템(160)이 상세히 도시되어 있다. RF 모니터링 시스템(160)은 상기한 제한된 전송 범위를 극복하기 위해 복수의 RF 중계기(162)를 구현한다. 각각의 RF 중계기(162)는 메시지를 상호 재전송하기 위해 수신기(94)와 제품 시뮬레이팅 프로브(50,50') 사이의 브리지로서 작용한다. RF 중계기(162)는 메시지를 청취한 다음 신호가 수신기(94)로 재전송되게 한다. 통상적으로 복수의 RF 중계기(62)가 동일한 시간에 또는 중복되는 시간에 메시지를 수신기(94)에 전송하면 메시지 "충돌"이 발생할 수 있다. 메시지 전송을 결정하기 위해, 수신기(94)는 RF 중계기(62)로부터의 데이터를 수집하고 RF 중계기의 입력측에 제품 시뮬레이팅 프로브(50,50')로 요구 정보를 중계하기 위해 폴링 체계를 사용한다. 결과적으로, RF 중계기(162)와 수신기(94)는 실질적으로 FCC의 일정한 필요조건(예로서, Parts 15.247 및 15.249)를 충족해야하는 저전력 트랜시버이다.

동작시, 수신기(94)는 초기에 특정한 RF 중계기(162)에 "폴링" 신호 또는 메시지를 전송하고, RF 중계기(162)가 모든 대기중인 데이터를 전송하도록 신호전달한다. 이러한 신호의 수신시, RF 중계기(162)는 ALL PENDING DATA SENT 메시지를 포함한 모든 대기중인 데이터를 수신기(94)에 전송한다. 이 메시지는 수신기(94)에게 특정한 RF 중계기(162)가 모든 대기중인 데이터를 전송했다는 것을 신호한다. 그후 동일한 단계들이 각각의 RF 중계기(162)에 대해 반복된다. 수신기(94)가 1초 이내에 복귀 메시지를 수신하지 못하면, 특정한 RF 중계기(162)가 데이터를 전송하기 시작하기에 적당한 시간을 갖도록 하기 위해 SEND ALL PENDING DATA 신호를 2회이상 재전송하게 된다. 수신기(94)가 복귀 메시지를 수신하지 못하면, 수신기(94)는 에러를 플래그 표시하고 다음 RF 중계기(162)를 폴링한다. 데이터가 수신되면, 수신기(94)는 데이터를 적절한 냉장고 케이스(30)에 보낸다. 이것은 메시지를 특정한 냉장고 케이스(30)에 대응하는 입력/출력(I/O) 네트(164)를 통해 보냄으로써 달성된다. 개별적인 I/O 네트(164)는 각각 게이트웨이(166), 아날로그 입력 보드(168) 및 릴레이 출력 보드(170)를 포함한다. 아날로그 입력 보드(168) 및 릴레이 출력 보드(170)는 각각 무선 시스템으로 동작하지 못하는 기타 성분으로부터 및 이 성분으로 정보를 통신하기 위해 사용된다. 게이트웨이(166)는 수신기(94)로부터 데이터를 취하여 특정 영역 제어기(30)를 위해 포맷팅함으로써 "무선" 통신 시스템과 "정상" 통신 시스템간의 브리지 역할을 한다.

상기한 PI, PID 및 FL 로직은 상기한 무선 통신 시스템을 구현하는 간명화된 냉장고 시스템(180)을 개략적으로 도시하는 도 12를 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 냉장고 시스템(180)은 제어 루프(182)와 냉장고 루프(184)를 포함한다. 제어 루프(182)는 일반적으로 냉장고 제어기(30'), I/O 보드(32'), 수신기(94') 및 무선 공기 온도 센서(182)를 포함한다. 냉장고 루프(184)는 일반적으로 압축기(184), 기화기(190) 및 컨덴서(192)를 포함한다. 무선 공기 온도 센서(182)는 기화기(190) 근방에 위치된다.

냉장 시스템(180)의 정상적인 동작은 기화기(190)의 일별 해동을 포함한다. 기화기(190)의 해동은 특정 시간 주기 동안 지속되고 바람직하게 전기 가열 소자, 뜨거운 기체 또는 뜨거운 공기를 사용하여 히터(191)에 의해 달성된다. 일반적으로, 해동은 기화기(190)의 온도가 특정 값(예로서, 45℉)을 초과한다면 특정 시간 주기에 앞서 종료된다. 본 발명의 바람직한 해동 방법은 해동 종료를 결정하기 위해 무선 공기 온도 센서(186)(도 7을 참조)를 사용하는 것이다. 이 무선 공기 온도 센서는 당업계에서 공지된 써모스탯 스위치를 포함한다. 해동동안, 제어기(30')는 기화기(190)로의 냉각제의 흐름을 정지시키고 히터(191)를 개시시킨다. 해동을 위해 히터를 사용할 수 없는 경우에, 기화기(190)로의 냉각제의 공급을 정지시키고 기화기(190)의 온도의 상승을 허용함으로써 해동을 개시시킨다. 무선 공기 온도 센서(186)는 기화기(190)의 온도를 모니터링한다. 이 데이터는 수신기(94')를 통해 냉장고 제어기(30')에 전송된다. 그후 냉장고 제어기(30')는 압축기(188)의 적절한 출력을 결정하고 압축기(188)의 작동을 조정하기 위해 I/O 보드(32')를 통해 신호를 전송한다.

상기한 바와 같이, 냉장 케이스(22) 내부의 온도를 제어하기 위한 다양한 알고리즘이 있다. 다시, 더욱 간명한 보기를 위해 도 12를 참조하여, 압축기(188)의 작동은 알고리즘의 출력에 의해 결정된다. 가능한 온도 제어 알고리즘으로는 데드-밴드 제어(DB), 비례/적분(PI)로직, 비례/적분/미분(PID)로직 및 퍼지 로직(FL)을 포함한다.

도 13은 냉장 케이스(22) 내부의 기화기 온도를 제어하기 위한 데드-밴드 제어 로직을 상세히 설명한다. 기화기 온도(T_ct)는 초기에 무선 공기 온도 센서(186)에 의해 측정되고 설정 포인트 온도(SP_ct)와 비교된다. 측정된 온도는 단 일 디스플레이 케이스에 관한 온도일 수 있거나 회로내의 일련의 디스플레이 케이스를 위한 최대 온도, 최소 온도 또는 평균 온도중의 하나일 수 있다. 에러(E_ct)는 측정된 기화기 온도(T_ct)와 설정 포인트 온도(SP_ct) 사이의 차이로서 계산된다. SP_ct를 미리설정하는 이외에, 사용자는 데드-밴드범위(DB)를 미리설정할 수 있다. DB는 T_ct가 변동할 수 있는 사이의 온도범위(예로서, +/-2℉)이다. T_ct가 DB의 상한 및 하한에 도달하면, 압축기(188)는 대응하여 작동된다. 통상적으로 압축기(188)는 T_ct가 상한에 도달하면 스위치 오프되고 T_ct가 하한에 도달하면 스위치 온된다. E_ct가 계산되면, 다음과 같은 로직은 압축기(188)의 작동을 조정한다.

E_ct > DB/2 이면 ON

E_ct < -DB/2 이면 OFF

예로서, 사용자가 +/-2℉의 DB로 SP가 45℉이도록 미리 설정한다고 가정한다. T_ct가 43℉ 미만이라면, 압축기(188)는 턴 온될 것이다. T_ct가 47℉ 보다 크다면, 압축기(188)는 턴 오프될 것이다.

도 14를 참조하여, PI, PID 및 FL 로직이 상세히 설명된다. DB 로직과 마찬가지로, 사용자는 온도 설정 포인트(SP_ct)를 미리설정해야 한다. 또한, 에러(E_ct)는 측정된 기화기 온도(T_ct)로부터 설정 포인트 온도(SP_ct)를 감산함으로써 계산된다. PID 로직을 사용하여, 3개의 압축기 제어 출력 계산치가 발생하는 데, 각각은 E_ct의 함수이다. 초기에, 비례 압축기 값(P)은 E_ct와 비례상수(kp)를 승산함으로써 결정된다. 이 계산은 다음 공식으로 주어진다.

P = k_PE_ct

적분, 또는 합산 압축기 제어 출력(I)도 결정된다. 적분 압축기 제어 출력은 특정 시간 주기(Δt)에 대해, 특정 샘플링 비율에서의 E_ct 값의 합산값이다. 이 합산 값은 그후 시간 및 적분 상수(ki)가 승산된다. 이것은 다음 공식으로 나타내어진다.

I = k_iΣ(E_ct)Δt

미분 압축기 값(D)은 미분 상수(kd)를 승산하고, 시간당 E_ct 변화로서 계산되고 다음 등식으로 결정된다.

D = k_d[(E_t-E_t-1)/Δt]

압축기 제어 출력(P,I 및 D)은 압축기(188)가 작동해야 할 비율을 결정하는 전체 압축기 값(O_ct)를 얻기 위해 함께 가산된다. 예로서, P는 압축기(188)가 20%에서 작동하고, I는 10%에서 및 D는 -10%에서 작동할 것을 결정한다면, 압축기(188)는 20%(O_ct = P + I + D)에서 작동될 것이다.

PI 로직은, D 압축기 값이 고려되지 않는다(즉, 제로로 설정)는 예외를 제외하면, PI 로직에 대해 상기한 바와 동일하다.

퍼지-로직은 시간 주기 동안 샘플에 기초하여 압축기 출력을 조절한다. 상세히는, E_ct는 시간 주기 동안 샘플링된다. 제어 결정이 행해지면, 제어기(30')는 샘플 주기 동안 E_ct에 대해 평균, 최소 또는 최대 값중의 하나를 선택한다. 바람직한 온도 제어는 제어기(30') 내부에 프로그래밍된다. 제어기(30')는 또한 샘플 주기 동안, 에러 비율(E_rt)을 결정한다. E_rt는 E_ct가 샘플 주기 동안 증가하거나 감소하는 비율이다. E_rt 및 E_ct는 FL 프로세스 내부로의 입력으로서 사용된다.

FL은 주어진 값 E_ct = 0.5 및 E_rt = -1.5 과 함께, 예로서 설명된다. 도 15의 그래프 1 및 2와 아래의 표1 및 2를 참조하여, 제1단계가 "퍼지화"로 명명되고, 이 단계 동안 멤버쉽 함수는 각각의 상기 그래프를 참조하여 E_rt 및 E_ct의 함수로서 결정된다. E_ct를 위한 멤버쉽 함수는, 네커티브 에러(N_ER) 제로 에러(ZE) 및 포지티브 에러(P_ER)를 포함한다. E_rt를 위한 멤버쉽 함수는, 네커티브 에러 비율(N_RT) 제로 에러 비율(ZE_RT) 및 포지티브 에러비율(P_RT)를 포함한다. 도 15의 그래프 1을 보면, E_ct = 0.5는 P_ER = 0.25 및 ZE = 0.75를 제공한다. 도 15의 그래프 2를 보면, E_rt = -1.5는 N_RT = 0.75 및 ZE_RT = 0.25를 제공한다. 다음 단계는 "최소/최대" 비교를 포함하고, 여기서 E_ct 및 E_rt 멤버쉽 함수는 낮은(최소) 값을 결정하기 위해 변동하는 조합과 비교된다. 이 단계는 현재의 예에 대해, 다음과 같이 된다.

(ZE,ZE_RT) = (0.75,0.25) => 최소 = 0.25

(ZE,N_RT) = (0.75,0.75) => 최소 = 0.75

(P_ER,ZE_RT) = (0.25,0.25) => 최소 = 0.25

(P_ER,N_RT) = (0.25,0.75) => 최소 = 0.25

표 1은 아래에 지정된 바와 같은 멥버 쉽 비교의 각각을 위한 비교에서 각각의 변화를 결정하기 위해 참조된다.

	N_RT	ZE _RT	P_RT
N_ER	BNC	SNC	SPC
ZE	MNC	NC	MPC
P_ER	SNC	SPC	BPC

출력 변화	약어	% 변화
큰 네거티브 변화	BNC	-30
중간 네거티브 변화	MNC	-20
작은 네거티브 변화	SNC	-10
변화 없음	NC	0
작은 포지티브 변화	SPC	10
중간 포지티브 변화	MPC	20
큰 포지티브 변화	BPC	30

표 1 및 표 2를 참조하면, 다음 값이 현재 예를 위해 제공된다.

(ZE,ZE_RT) = (0.75,0.25) => 최소 = 0.25 및 (ZE,ZE_RT) = NC

(ZE,N_RT) = (0.75,0.75) => 최소 = 0.75 및 (ZE,N_RT) = MNC

(P_ER,ZE_RT) = (0.25,0.25) => 최소 = 0.25 및 (P_ER,ZE_RT) = SPC

(P_ER,N_RT) = (0.25,0.75) => 최소 = 0.25 및 (P_ER,N_RT) = SNC

출력에서의 변화가 계속되면, 최대 비교값에 대응하는 출력에서의 변화가 선택되고 다른 것은 고려되지 않는다. 예로서, MNC는 상기 비교의 두 개에 대한 결과로서 가정된다. 최고 멤버쉽 함수에 대응하는 출력에서의 MNC 변화가 사용되고 다른 것은 후속 계산을 위해 고려되지 않는다.

최종 단계는 "탈퍼지화" 비교 값의 함수로서 압축기 제어 출력에서의 백분율 변화와 출력값에서의 변화를 계산하는 "최소 비교"를 포함한다. 현재 예에 대해, 이들 값은,

(ZE,ZE_RT) => 0.25 및 NC = 0%

(ZE,N_RT) => 0.75 및 MNC = -20%

(P_ER,ZE_RT) => 0.25 및 SPC = 10%

(P_ER,N_RT) => 0.25 및 SNC = -10%

압축기 제어 출력에서의 백분율 변화는 다음과 같이 계산된다.

이 예에 대해, 제어기(30')는 압축기 제어 출력을 10% 감소시키도록 신호한다. 그러므로, 압축기(188)가 현재 70% 작동한다면, 제어기(30')는 60%로 감소할 것을 신호한다. 바람직한 실시예에서, 제어기(30')는 0 및 100% 한계값으로 미리프로그래밍된다. FL 프로시저가 압축 조절 % = -30%를 계산하고 압축기(188)가 현재 20%로 작동한다면, 압축기(188)가 -10%로 작동하기에는 적절치 못하다. 그러므로, 제어기(30')는 하한치를 트리거링시키고 압축기(188)가 0% 또는 "오프"로 작동하도록 신호한다. 마찬가지로, FL 프로시저가 압축 조절 % = 20%를 계산하고, 압축기(188)가 현재 90%로 작동하는 것으로 가정한다. 압축기(188)가 110%로 작동하기에는 적절치 못하므로, 제어기(30')는 상한치를 트리거링시키고 압축기(188)가 110%로 작동하도록 신호한다.

또한, 제어기(30')는 주어진 냉장 시스템을 위해 하나 이상의 압축기를 제어할 수 있다. 이와 같이, 제어 방법은 압축기에 대해 변동될 수 있다. 예로서, 두 개의 압축기가 이용되고 제어기(30')는 압축 조절값 = 50%를 결정한다고 가정한다. 이 경우에, 하나의 압축기는 작동중지되고 다른 압축기는 100%로 작동하거나, 둘 다 50%로 작동할 수 있다. 냉장 시스템(180)을 참조하여, 상기 설명된 제어 및 해동 방법은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 도 1의 냉장고 시스템(20)과 같은, 더욱 정교한 냉장고 시스템으로 구현될 수 있도록 응용될 수 있음을 유의해야 한다.

상기 논의는 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의해 디스플레이 케이스의 세척 및 유지보수 동안에도 제어기가 디스플레이 케이스 온도를 무선으로 모니터링 및 제어할 수 있고 이에따라 보다 향상된 식품 품질을 제공할 수 있다.

Claims

온도 센서를 사용하여 적어도 하나의 제 1 냉장 케이스로부터 제 1 파라미터를 측정하는 단계;

송신기를 사용하여 측정된 상기 제1 파라미터를 중계기에 무선으로 전송하는 단계;

폴링 신호를 트랜시버로부터 상기 중계기로 전송하는 단계;

상기 폴링 신호의 수신시에 데이터를 상기 중계기로부터 상기 트랜시버로 전송하는 단계; 및

원격 제어기에 의해 상기 측정된 제1 파라미터를 제어하기 위해 상기 데이터를 상기 트랜시버로부터 상기 적어도 하나의 제 1 냉장 케이스를 전자적으로 제어하는 상기 원격 제어기로 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 폴링 신호를 전송하는 상기 단계는 상기 트랜시버가 상기 데이터를 수신할 때까지 폴링신호를 반복적으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 데이터는 상기 제1 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 폴링 신호는 데이터 요구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 데이터는 상기 중계기가 모든 데이터를 전송하였다는 것을 상기 트랜시버에 통지하는 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

제 2 냉장 케이스로부터 제2 파라미터를 측정하는 단계;

상기 제2 파라미터를 포함하는 상기 데이터를 상기 트랜시버에 전송하는 단계; 및

측정된 상기 제2 파라미터를 제어하기 위해 상기 제 2 냉장 케이스를 전자적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 냉장 케이스는 제1 회로내에 배열되어 있고 상기 제 2 냉장 케이스는 제2 회로내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장 시스템 제어 방법.