作者：趙 銳 高兵權(quán) 杜 磊 劉鳳良

    摘要：全自動(dòng)冷媒加注系統(tǒng)是作者為汽車制冷系統(tǒng)維護(hù)研制的新設(shè)備。本文基于msp430單片機(jī)設(shè)計(jì)的嵌入式全自動(dòng)冷媒加注控制系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)，提出了自動(dòng)控制的工作流程，討論了系統(tǒng)主要硬件和軟件模塊的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

    關(guān)鍵詞：冷媒加注 制冷系統(tǒng) 單片機(jī) cpld

    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(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)和冷媒更換。冷媒的更換過(guò)程分為冷媒回收、抽真空、注冷凍油和冷媒加注四個(gè)步驟。目前我國(guó)的汽車制冷系統(tǒng)的維修和維護(hù)的手段，大多仍是人工操作，其工作過(guò)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(hù)的自動(dòng)化設(shè)備研制，有效地提高了維修效率和維護(hù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了汽車制冷系統(tǒng)冷媒更換的全自動(dòng)操作，使用簡(jiǎn)便，界面友好。

    全自動(dòng)冷媒加注控制系統(tǒng)采用16位單片機(jī)msp430f149為核心控制器，采用了atera公司新型cpld器件epf10k10a，并實(shí)現(xiàn)了外存數(shù)據(jù)加密，整機(jī)功能完備、可靠性高。

    2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制流程

    全自動(dòng)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(jī)、多個(gè)狀態(tài)檢測(cè)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(dòng)控制的工作流程有：車輛信息輸入、加注信息查詢、冷媒識(shí)別和回收、抽真空、加冷凍油、加冷媒及結(jié)果打印八項(xiàng)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(guò)操作面板鍵盤輸入車輛的生產(chǎn)廠家、車輛型號(hào)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(kù)中查找對(duì)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(shí)別

    發(fā)控制信號(hào)啟動(dòng)冷媒分析儀，冷媒分析儀提取車輛冷媒試樣進(jìn)行類型分析，識(shí)別結(jié)果提交控制系統(tǒng)。要求冷媒加注系統(tǒng)儲(chǔ)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(bào)警提示，調(diào)換與之相同類型的冷媒儲(chǔ)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(jī)構(gòu)，依靠車輛冷媒管路內(nèi)自身的壓力進(jìn)行冷媒回收，回收的冷媒經(jīng)凈化處理后，導(dǎo)入冷媒儲(chǔ)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(cè)車輛冷媒儲(chǔ)存室壓力。以確定的時(shí)間內(nèi)壓力值得變化，檢測(cè)冷媒管路是否存在泄漏。若無(wú)泄漏，進(jìn)入下一步工作，否則柘榷岳涿焦藶方形�，确保冷媒顾炘L芊飭己謾?/font>

    （6）加冷凍油

    按照控制流程，向車輛制冷系統(tǒng)加入對(duì)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(jī)打印本次"加注工作"的有關(guān)項(xiàng)目和參數(shù)，提交用戶和存檔。至此，完成冷媒加注的全過(guò)程。

    依據(jù)上述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程，全自動(dòng)汽車?yán)涿郊幼⒖刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究和解決了四個(gè)問(wèn)題：第一，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠和較強(qiáng)的抗干擾能力；第二，人機(jī)接口設(shè)計(jì)友好、直觀和操作方便；第三，實(shí)現(xiàn)嵌入式車輛冷媒加