制冷控制系统.pdf

一种制冷系统和方法，包括制冷部件和电子模块，该电子模块预先配置有制冷部件的数据集。电子模块存储包括制冷部件的识别和配置参数的数据集。制冷系统控制器与电子模块进行通信以复制数据集并调节制冷系统内的制冷部件的操作。

1、  一种制冷系统，包括：
制冷部件；
电子模块，预先配置有所述制冷部件的数据集，并且包括存储所述数据集的存储器，所述数据集包括所述制冷部件的识别和配置参数；以及
制冷系统控制器，与所述电子模块进行通信，以复制所述数据集并调节所述制冷系统内的所述制冷部件的操作。

2、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器基于所述数据集生成更新数据集，并且所述更新数据集被存储在所述存储器中。

3、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷部件在正常操作状态下是可操作的，而在闭锁状态下是不可操作的。

4、  根据权利要求3所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器监视所述制冷部件在所述闭锁状态下的出现。

5、  根据权利要求3所述的制冷系统，其中由所述电子模块启动所述闭锁状态。

6、  根据权利要求3所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器响应所述闭锁状态而启动补救措施。

7、  根据权利要求6所述的制冷系统，其中所述补救措施包括试图使所述闭锁状态复位并且如果所述复位反复失败就触发警报。

8、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中在将所述制冷部件组装入所述制冷系统时，所述电子模块向所述制冷系统控制器传送所述数据集。

9、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述识别参数包括序列号和型号。

10、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器基于所述数据集来更新资源管理数据库。

11、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器基于由所述电子模块接收的信号和从所述电子模块传送的信号来调节所述制冷部件的操作。

12、  根据权利要求11所述的制冷系统，其中由所述电子模块接收的所述信号包括命令信号。

13、  根据权利要求11所述的制冷系统，其中从所述电子模块传送的信号包括工作状况信号。

14、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中在将替换所述电子模块的替换电子模块连接到所述制冷系统时，所述制冷系统控制器查询所述替换电子模块。

15、  根据权利要求14所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器生成替换数据集，并且该替换数据集被存储在所述替换电子模块的存储器中。

16、  根据权利要求14所述的制冷系统，其中所述替换数据集是被替换的所述电子模块的所述数据集的拷贝。

17、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷系统包括显示屏，所述显示屏提供包括所述电子模块的识别信息的所述制冷系统的布局的图形显示。

18、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷部件生成与所述电子模块相关联的单元，其中所述单元包括与所述制冷部件相关的输入、输出和配置设定点。

19、  根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述电子模块基于所述制冷部件的工作状况来启动解扣事件和闭锁事件其中之一。

20、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中基于的指示对所述制冷部件的潜在损害的电压和电流状况中的一个来对所述制冷部件启动所述闭锁事件。

21、  根据权利要求20所述的制冷系统，其中所述电压和电流状况指示焊接电接触。

22、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述解扣事件暂时停止所述制冷部件的操作直到解扣状态自动清除。

23、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述闭锁事件暂停所述制冷部件的操作直到闭锁状态被复位。

24、  根据权利要求23所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器使所述闭锁状态复位。

25、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器将所述解扣事件和所述闭锁事件其中之一记入日志并记录相关联的时间标记。

26、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述制冷控制器监视所述解扣事件和闭锁事件中的每一个的发生并当所述解扣事件和闭锁事件其中之一已经发生阈值次数时启动警报。

27、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述解扣事件是基于低压、马达温度、电子模块电压源、排出压力、相位损失、排出温度和吸入压力中的一个。

28、  根据权利要求19所述的制冷系统，其中所述闭锁事件是基于低油压、焊接接触器、电子模块故障、排出温度、排出压力和相位损失中的一个。

29、  一种制冷系统，包括：
多个制冷部件；
电子模块，预先配置有数据集并且与每个所述制冷部件相关联，每个所述电子模块包括存储所述数据集的存储器，所述数据集包括各个制冷部件的识别和配置参数；以及
制冷系统控制器，从每个所述电子模块接收所述数据集并调节所述制冷系统内的每个所述制冷部件的操作。

30、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器基于所述数据集中的一个来生成更新数据集，并且所述更新数据集被传送到各个电子模块并存储在各个电子模块中。

31、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中在将所述相关联的制冷部件组装入所述制冷系统时，每个所述电子模块向所述制冷系统控制器传送其各自的数据集。

32、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中所述数据集包括操作参数、部件型号和部件序列号。

33、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中从每个所述电子模块传送的所述信号包括操作状态信号。

34、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中在将替换所述电子模块中的一个的替换电子模块连接到所述制冷系统时，所述制冷系统控制器查询所述替换电子模块。

35、  根据权利要求34所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器生成替换数据集，并且该替换数据集被存储在所述替换电子模块的存储器中。

36、  根据权利要求34所述的制冷系统，其中所述替换数据集是被替换的所述电子模块的所述数据集的拷贝。

37、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器包括显示屏，该显示屏提供包括所述电子模块的识别信息的所述制冷系统的布局和所述制冷部件的布局的图形显示。

38、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器生成与每个所述电子模块相关联的单元，其中所述单元包括与所述制冷部件相关的输入、输出和配置设定点。

39、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器基于每个所述数据集更新资源管理数据库。

40、  根据权利要求29所述的制冷系统，其中每个所述电子模块基于其相关联的制冷部件的操作状态来启动解扣事件和闭锁事件其中之一。

41、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中基于指示对所述制冷部件的潜在损害的电压和电流状况中的一个来对所述制冷部件中的一个启动所述闭锁事件。

42、  根据权利要求41所述的制冷系统，其中所述电压和电流状况指示所述制冷部件的焊接接触器。

43、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述解扣事件暂时停止所述制冷部件的操作直到解扣状态自动清除。

44、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述闭锁事件暂停所述制冷部件的操作直到闭锁状态被清除。

45、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器将所述解扣事件和所述闭锁事件其中之一记入日志并记录相关联的时间标记。

46、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述解扣事件是基于低压、马达温度、电子模块电压源、排出压力、相位损失、排出温度和吸入压力中的一个。

47、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述闭锁事件是基于低油压、焊接接触器、电子模块故障、排出温度、排出压力和相位损失中的一个。

48、  根据权利要求40所述的制冷系统，其中所述制冷控制器监视所述解扣事件和闭锁事件中的每一个的发生并当所述解扣事件和闭锁事件其中之一已经发生阈值次数时启动警报。

49、  一种制冷系统，包括：
制冷部件；
电子模块，预先配置有所述制冷部件的数据集并且包括存储所述数据集的存储器，所述数据集包括所述制冷部件的识别和配置参数；以及
制冷系统控制器，基于所述数据集调节所述制冷系统的操作并监视由所述电子模块设定的、所述制冷部件的解扣状态和闭锁状态其中之一的发生。

50、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中基于指示对所述制冷部件的潜在损害的电压和电流状况中的一个来对所述制冷部件启动所述闭锁事件。

51、  根据权利要求50所述的制冷系统，其中所述电压和电流状况指示焊接电接触。

52、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述解扣事件暂时停止所述制冷部件的操作直到解扣状态自动清除。

53、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述闭锁事件暂停所述制冷部件的操作直到闭锁状态被复位。

54、  根据权利要求53所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器使所述闭锁状态复位。

55、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述制冷系统控制器将所述解扣事件和所述闭锁事件其中之一记入日志并记录相关联的时间标记。

56、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述制冷控制器监视所述解扣事件和闭锁事件中的每一个的发生并当所述解扣事件和闭锁事件其中之一已经发生阈值次数时启动警报。

57、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述解扣事件是基于低压、马达温度、电子模块电压源、排出压力、相位损失、排出温度和吸入压力中的一个。

58、  根据权利要求49所述的制冷系统，其中所述闭锁事件是基于低油压、焊接接触器、电子模块故障、排出温度、排出压力和相位损失中的一个。

59、  一种方法，包括：
预先配置制冷部件的数据集，所述数据集包括所述制冷部件的识别和配置参数；
在与所述制冷部件相关联的电子模块中存储所述数据集；
将所述数据集复制到与所述电子模块进行通信的制冷系统控制器；以及
基于所复制的数据集来初始配置制冷系统。

60、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括基于所述数据集生成更新数据集并且将所述更新数据集存储在所述电子模块中。

61、  根据权利要求59所述的方法，其中所述的初始配置制冷系统的步骤包括在将所述制冷部件组装入所述制冷系统时向所述制冷系统控制器传送所述制冷部件的所述数据集。

62、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括从所述制冷系统控制器向资源管理数据库复制所述数据集的至少一部分。

63、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括利用替换电子模块来替换所述电子模块并且向所述替换电子模块复制所述电子模块的所述数据集。

64、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括提供包括所述电子模块的识别信息的所述制冷系统的布局的图形显示。

65、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括生成与所述电子模块相关联的单元，其中所述单元包括与所述制冷部件相关的输入、输出和配置设定点。

66、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括基于所述数据集调节所述制冷部件的操作。

67、  根据权利要求59所述的方法，进一步包括监视由所述电子模块设定的、所述制冷部件的解扣状态和闭锁状态其中之一的发生。

68、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括基于电压和电流状况中的一个来对所述制冷部件启动所述闭锁状态。

69、  根据权利要求68所述的方法，进一步包括基于所述电压和电流状况指示焊接电接触。

70、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括暂时停止所述制冷部件的操作直到所述解扣状态清除。

71、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括暂停所述制冷部件的操作直到所述闭锁状态被复位。

72、  根据权利要求71所述的方法，进一步包括由所述制冷系统控制器来使所述闭锁状态复位。

73、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括利用相关联的时间标记将所述解扣状态和所述闭锁状态其中之一记入日志。

74、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括监视所述解扣状态和闭锁状态中的每一个的发生。

75、  根据权利要求74所述的方法，进一步包括当所述解扣状态和所述闭锁状态其中之一已经发生阈值次数时启动警报。

76、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括使所述解扣状态基于低压、马达温度、电子模块电压源、排出压力、相位损失、排出温度和吸入压力其中之一。

77、  根据权利要求67所述的方法，进一步包括使所述闭锁状态基于低油压、焊接的接触器、电子模块故障、排出温度、排出压力和相位损失其中之一。

制冷控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2003年8月25日申请的、申请号为60/497,616、其公开内容通过引用结合于此的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及一种制冷控制系统，特别是涉及对制冷系统压缩机的综合控制和监视。
背景技术
制冷系统典型地包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，它们相互连接形成流体回路。通过液体制冷剂的蒸发，在降低的温度和压力下实现冷却。将蒸汽制冷剂压缩，以增加其温度和压力。使蒸汽制冷剂在冷凝器中冷凝，降低其温度以实现从蒸汽状态到液体状态的状态改变。
通过膨胀阀降低液体制冷剂的压力，并且液体制冷剂流入蒸发器。蒸发器与冷却区(例如制冷箱内部)存在热交换关系。热量从冷却区转移到液体制冷剂，使得温度增加到足以导致液体制冷剂蒸发。蒸汽制冷剂然后从蒸发器流到压缩机。
例如在压缩机机柜中多个制冷箱和多个压缩机并行连接的情况下，该制冷系统可以包括多个蒸发器。可以对多个压缩机进行单独控制或作为一组进行控制，以便为制冷系统提供理想的吸入压力(suction pressure)。
系统控制器基于与不同的系统部件相关的控制算法和输入，监视并调节制冷系统的操作。这样的输入包括但不限于在制冷系统中工作的压缩机的数量以及包括压缩机的容量和设定点在内的单个压缩机的细目。在制冷系统的最初组装期间，这些输入就必须手工地输入制冷控制器的存储器中。如果更换了压缩机，则必须从存储器中手工删除被去掉的压缩机的输入，并且将替换压缩机的新输入手工地输入到存储器中。这些输入的手工录入耗费时间并且容易出现人为误差。
发明内容
因此本发明提供了一种制冷系统，包括制冷部件和连接到制冷部件的电子模块。该电子模块存储有包括制冷部件的识别和配置参数的数据集。制冷系统控制器与电子模块进行通信以获得数据集并调节制冷系统内的制冷部件的操作。
在一个特征中，制冷部件在正常操作状态下是可操作的，而在闭锁(lock-out)状态下是不可操作的。制冷系统控制器监视制冷部件的闭锁状态的出现。
在另一个特征中，在将制冷部件组装入制冷系统时，制冷部件向制冷系统控制器传送初始配置信息。初始信息包括操作参数和部件标识符。
在又一个特征中，制冷部件是压缩机。控制器基于额定的压缩机容量和该压缩机当前的工作状况来调节压缩机的容量。该工作状况包括吸入压力、吸入温度、排出压力和排出温度。
从以下提供的详细描述中可以理解本发明的更进一步的应用范围。应当理解的是，尽管指出了本发明的优选实施例，但详细说明和特定实施例仅仅是为了举例说明，并不是要限定本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将会更充分地理解本发明。
图1是本发明的制冷系统的示意图。
具体实施方式
对优选实施例的以下描述本质上只是示例性的，决不是为了限制本发明、其应用或使用。
参照图1，示例性的制冷系统100包括多个冷冻食品储藏箱102。应当意识到这里描述的制冷系统100本质上只是示例性的。制冷系统100可以象特定的设计要求所指示的那样变化。
如图所示，制冷系统100包括多个利用共用的吸入歧管106和排出集气管108联接在一起的压缩机102，它们全部位于压缩机机柜110内。每个压缩机102的排出输出端112各自包括温度传感器114。吸入歧管106的输入端116包括压力传感器118和温度传感器120。而且，排出集气管108的排出口122包括相关联的压力传感器124。
压缩机机柜110对传送到冷凝器126的制冷剂蒸汽进行压缩，从而在高压下使制冷剂蒸汽液化。冷凝器126包括相关联的环境温度传感器128和出口压力传感器130。通过管道132将高压液体制冷剂传送到多个制冷箱131。每个制冷箱131设置在独立的回路中，该回路可选择地包括多个在某一温度范围内工作的制冷箱131。图1示出了被标记为回路A、回路B、回路C和回路D这四个回路。所示每个回路A、B、C、D包括4个制冷箱131。然而，本领域技术人员将会认识到，可以包括任意数量的回路以及回路内任意数量的制冷箱131。如同所指出的，每个回路通常在某一温度范围之内工作。例如，回路A可用于冷冻食物、回路B用于奶制品，回路C用于肉类，回.路D用于农产品。
因为每个回路的温度要求不同，所以每个回路包括压力调节器134，用于控制蒸发器压力并从而控制制冷箱131中的制冷空间的温度。压力调节器134可以是电气控制或机械控制。每个制冷箱131也包括自己的蒸发器136以及自己的膨胀阀138，该膨胀阀138可以是用于控制制冷剂的过热的机械阀或电子阀。在这一点上，在每个制冷箱131中，通过管道输送将制冷剂传送到蒸发器136。制冷剂通过膨胀阀138，在这里，压力的下降使得高压液体制冷剂成为较低压力地液体和蒸汽的混合物。当来自制冷箱131的热空气通过蒸发器136并冷却了制冷空间时，低压液体变成气体。这一低压气体被传送到与该特定回路相关联的压力调节器134。在压力调节器134中，当气体返回压缩机机柜110时压力降低。在压缩机机柜110中，低压气体再次被压缩为高压气体，并被传送到冷凝器126。冷凝器126提供流向膨胀阀138的高压液体，从而再次开始制冷循环。
使用主制冷控制器140，并将其配置为或编程为控制制冷系统100的工作。制冷控制器140优选是爱因斯坦区域控制器(Einstein AreaController)，例如由美国乔治亚州亚特兰大的CPC公司提供的爱因斯坦2(E2)控制器，或者其它任何类型的、象在此讨论的一样可被编程的可编程控制器。制冷控制器140通过电子模块160控制压缩机机柜110中的压缩机104的冷库(bank)，该电子模块160可以包括继电器开关，用于打开或关闭压缩机102以提供理想的吸入压力。可以使用箱控制器(case controller)142、例如同样由美国乔治亚州亚特兰大的CPC公司提供的CC-100箱控制器，通过每个制冷箱131中的电子膨胀阀并经由通信网络或总线152，来控制每个制冷箱131的制冷剂的过热。可选地，也可以使用机械膨胀阀来代替单独的箱控制器。如果使用了单独的箱控制器，则主制冷控制器140可以用于同样通过通信总线152来配置每个单独的箱控制器。该通信总线152可以利用任何通信协议、例如RS-485通信总线或者LonWorks Echelon总线来工作，所述总线可使主制冷控制器140和单独的箱控制器从每个制冷箱131接收信息。
每个制冷箱131可以具有与其相关联的温度传感器146，如回路B所示。温度传感器146可以电气连接或无线连接到控制器140或制冷箱131的膨胀阀。由于给定回路中的所有制冷箱131通常都在相似的温度范围内工作，所以回路B中的每个制冷箱131可以具有单独的温度传感器146来选择平均/最低/最高温度，或者回路B内的一个制冷箱131中的单个的温度传感器146可以用于控制回路B中的每个制冷箱131。通过通信总线152将这些温度输入提供给主制冷控制器140。
此外，可以设置其它的传感器，它们与制冷系统100的每个部件相对应并且与制冷控制器140进行通信。能量传感器150与制冷系统100的压缩机104和冷凝器126相关联。能量传感器150监视它们各自的部件的能量消耗并且将该信息传送到制冷控制器140。
制冷控制器140被配置成控制系统部件，例如吸入组(suctiongroup)、冷凝器、标准回路、模拟传感器和数字传感器。对系统进行实时监视。对于吸入组，利用制冷控制器140的输出、例如显示屏154来显示每个吸入组的设定点、状态、容量百分比以及级活动性(stage activity)。对于回路，显示回路名称、当前状态和温度。对于冷凝器，提供关于排出设定点和各个风扇状态的信息。制冷控制器140还包括具有大多数商用制冷箱类型的缺省的操作参数的数据表。通过选择已知的箱类型，制冷控制器140自动配置缺省的操作参数，例如设定点、每天的除霜次数和特定箱类型的除霜时间。
压缩机102包括嵌入的智能面板或者象在此进一步详细解释的那样，将压缩机和系统数据传送到制冷控制器140的电子模块160。用与制冷控制器140进行通信的电子模块160代替传统的I/O面板。更具体地说，电子模块160执行I/O功能。制冷控制器140向单个的电子模块160发送消息，以便提供控制(例如压缩机开/关或卸载机开/关)并从电子模块160接收关于电子模块160和相应的压缩机102的状态的消息。
制冷控制器140监视压缩机102的工作状况，包括排出温度、排出压力、吸入压力和吸入温度。压缩机工作状况影响单个压缩机102的容量。基于压缩机的空调和制冷协会(ARI：Air-Conditioning andRefrigeration Institute)系数、排出温度、排出压力、吸入压力和吸入温度，制冷控制器140利用压缩机模型来计算每个压缩机102的容量。然后通过吸入压力算法对计算出的容量进行处理，以确定打开/关闭哪个压缩机102来获得理想的吸入压力。
制冷控制器140接收的示例性数据包括制冷系统100中的压缩机102的数量、每个压缩机的马力、压缩机的油料控制/监视方法、以及检验压缩机102和检验用于控制压缩机102的制冷控制器140中的I/O点的方法。象以下详细描述的那样，大量数据驻留在每个压缩机102的电子模块160中，从而为该压缩机所专用。其它数据由制冷控制器140利用并聚集在控制器数据库中。以这种方式，制冷系统140与单个的电子模块160进行通信，以自动填充控制器数据库并提供初始系统配置。结果，就避免了对这些参数的费时的人工输入。
单个压缩机102的电子模块160进一步包括压缩机识别信息，例如被传送到制冷控制器140的相关联压缩机102的型号和序列号。以下对压缩机识别信息进行进一步的详细描述。制冷控制器140对驻留在远程计算机或服务器164上的资源管理数据库162进行填充。制冷控制器140与远程计算机/服务器164进行通信，以利用电子模块160提供的信息自动填充资源管理数据库162。以这种方式不断更新资源管理数据库162，并且可获得制冷系统100的每个部件的状态。
来自电子模块160的压缩机数据包括压缩机识别信息和压缩机配置信息。压缩机识别信息和压缩机配置信息包括但不局限于以下表格1和表格2所分别列出的信息：