论文摘要
本论文以大连冰山嘉德自动化有限公司的“全自动冷库控制器GC1719”为应用背景，设计出一套高效能、低成本的冷库控制系统。为保证旧设备的兼容以及上一代控制系统的优良特性，参考原系统，提出新的解决方案。硬件电路使用其上一代控制系统GC1711的硬件设计，采用8位单片机ATmega128做为核心处理器，采用7LB176实现标准RS485电路，采用LM2594设计电源电路，采用恒值电流热电阻法完成测温电路，采用DM7407驱动继电器输出。冷库温度控制具有惯性大、控制精度要求不高等特点，因此采用简易有效的Bang-Bang控制。冲霜是冷库控制中必不可少的环节，有效的冲霜可以大大提高制冷效率，周期循环冲霜的策略是较常用的做法。控制的难点在于设备启停的顺序和时机，防止设备间的作用造成彼此间的损伤，避免大功率设备的频繁启动对电网造成的污染。本设计受极限编程思想的启发，上位机监控软件的开发超前于控制软件，通过阶段性开发的迭代实现最终的目标。通过PC机串口利用MODBUS协议对GC1719控制器进行监控。针对MODBUS主从式收发的特点，为提高监控软件执行效率，将操作系统“阻塞对象”融入监控程序的异步流程控制中。实时的多任务处理是一个优秀控制器的基本要求，采用嵌入式高级操作系统可以较容易地实现。但是做为一款8位的单片机，无法安装操作系统，因此在程序设计上要实现任务的分割。借助有限状态自动机的原理和分析方法，本文提出一种实现简单的同时在使用上可以保证任务的模块化设计的程序框架。本设计方案与实施计划在实践中证明其合理性。项目成果业已转化为产品，在近一年的应用中，客户反馈的正面评价多于负面评价并肯定了控制程序的功能完备性与可扩展性。