基于單片機的冷媒中心控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

1 引言制冷系統(tǒng)已成為的現(xiàn)代汽車重要配置，制冷系統(tǒng)內(nèi)的冷媒量和冷媒純度都是影響制冷效果的關(guān)鍵因素，需要按期進行系統(tǒng)檢測和冷媒更換。冷媒的更換過程分為冷媒回收、抽真空、注冷凍油和冷媒加注四個步驟。目前我國的汽車制冷系統(tǒng)的維修和維護的手段，大多仍是人工操作，其工作過程繁雜，效率低下，常因操作不當(dāng)導(dǎo)致系統(tǒng)損傷。 作者完成的汽車制冷系統(tǒng)維護的自動化設(shè)備研制，有效地提高了維修效率和維護質(zhì)量，實現(xiàn)了汽車制冷系統(tǒng)冷媒更換的全自動操作，使用簡便，界面友好。 全自動冷媒加注控制系統(tǒng)采用16位單片機msp430f149為核心控制器，采用了atera公司新型cpld器件epf10k10a，并實現(xiàn)了外存數(shù)據(jù)加密，整機功能完備、可靠性高。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制流程全自動冷媒加注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由嵌入式控制系統(tǒng)、電子秤、真空泵、壓縮機、多個狀態(tài)檢測傳感器、執(zhí)行開關(guān)和電磁閥等組成。如圖1所示。 圖1 冷媒加注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 冷媒加注系統(tǒng)自動控制的工作流程有：車輛信息輸入、加注信息查詢、冷媒識別和回收、抽真空、加冷凍油、加冷媒及結(jié)果打印八項內(nèi)容，如圖2所示。 （1）車輛信息輸入在將被檢修車輛的冷媒管道同冷媒加注系統(tǒng)正確連接之后，操作員通過操作面板鍵盤輸入車輛的生產(chǎn)廠家、車輛型號和年月信息等參數(shù)。 （2）加注信息查詢 控制系統(tǒng)根據(jù)輸入的車輛信息，在車輛加注信息數(shù)據(jù)庫中查找對應(yīng)該車的冷媒類型、冷凍油加注量、冷媒加注量及其它控制參數(shù)。 （3）冷媒識別 發(fā)控制信號啟動冷媒分析儀，冷媒分析儀提取車輛冷媒試樣進行類型分析，識別結(jié)果提交控制系統(tǒng)。要求冷媒加注系統(tǒng)儲存罐內(nèi)與被加注車輛的冷媒類型相同，否則系統(tǒng)給出報警提示，調(diào)換與之相同類型的冷媒儲罐后，繼續(xù)下一步工作。 （4）冷媒回收控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，依靠車輛冷媒管路內(nèi)自身的壓力進行冷媒回收，回收的冷媒經(jīng)凈化處理后，導(dǎo)入冷媒儲罐。 （5）抽真空 回收壓力平衡后，控制打開真空泵，抽取車輛冷媒管路中殘余的冷媒氣體，直至接近零壓。關(guān)閉真空泵，真空傳感器監(jiān)測車輛冷媒儲存室壓力。以確定的時間內(nèi)壓力值得變化，檢測冷媒管路是否存在泄漏。若無泄漏，進入下一步工作，否則需先對冷媒管路進行維修，確保冷媒管路密封良好。 （6）加冷凍油按照控制流程，向車輛制冷系統(tǒng)加入對應(yīng)該車的定量冷凍油。 （7）冷媒加注向車輛加入相應(yīng)量的同類型冷媒。 （8）打印加注結(jié)果系統(tǒng)配置的微型打印機打印本次"加注工作"的有關(guān)項目和參數(shù)，提交用戶和存檔。至此，完成冷媒加注的全過程。 依據(jù)上述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程，全自動汽車?yán)涿郊幼⒖刂葡到y(tǒng)設(shè)計重點研究和解決了四個問題：第一，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠和較強的抗干擾能力；第二，人機接口設(shè)計友好、直觀和操作方便；第三，實現(xiàn)嵌入式車輛冷媒加注信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；第四，研制高精度電子秤，保證冷媒重量的精確計量，實現(xiàn)冷媒加注量的準(zhǔn)確控制。 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計冷媒加注系統(tǒng)屬于"汽保"設(shè)備，工作環(huán)境比較惡劣，電磁干擾較大。本著穩(wěn)定可靠、線路簡單，同時要求功能完備、技術(shù)新穎的設(shè)計目標(biāo)，全自動汽車?yán)涿郊幼⒖刂葡到y(tǒng)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。