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摘 要： 为了使制冷专业的学生对相关的热力过程和对系统运行参数变化有直观的认识，在采用成熟算法的基础上运用XML文件来存储系统的参数，进行仿真计算，并用图形化方式显示參数的变化，让学生在操作中直观的观察系统参数的改变，同时，通过对设定条件的改变、观察系统的运行变化、深化对制冷系统的认知、对类似系统的设计与实现提出有益的参考。
关键词： 冷库； 仿真； XML； 图形化
中图分类号： TB 657 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2017）02-0081-03
0 引 言
在制冷系统的运行过程中，会涉及系统工质多个状态的变化，为了让学生对制冷系统有直观的认识，本文设计了简易的冷库仿真系统。本系统采用XML文件作为数据源，不涉及网络和数据库的操作，采用C#语言开发，运行在微软的Donet平台上，该系统能够实现冷库系统的启动仿真并实时观察相关参数的变化，通过改变初始参数可以观察系统的不同响应。
1 冷库仿真系统简介
作为冷库仿真系统的阶段成果，本系统包括参数设定、开机运行、系统复位、参数曲线展示功能。启动仿真是系统核心功能。启停仿真能够提供一个基本反映冷库系统热力特性的仿真系统，在启停仿真时，系统读取XML中的初始数据和系统界面的给定初始值，进行迭代运算，来更新界面的数据实现仿真，整个冷库系统包括压缩、冷凝、节流、蒸发4个热力过程，涉及的参数超过20个，系统采用C#语言开发，实时绘图功能采用Zed Graph控件实现，操作者可以选择加速比和压缩机档位参数，查看系统各个参数的不同变化，使学生加深对制冷系统的理解。
2 仿真对象模型分析和系统设计
本系统以宁波江北冰峰制冷设备有限公司的800 t的水果冷库为原型[1]，进库温度30 ℃，出库温度2 ℃，库温0 ℃，日进货量为10 t/24 h，采用组合拼装式冷库，制冷系统为氟利昂（R22）制冷系统。设备负荷、机械负荷分别为184000 W和168000 W。冷凝温度取30 ℃，冷凝压力Pk=1.2 MPa，蒸发温度取-6 ℃，蒸发压力P0=0.41 MPa，系统结构示意图如图1所示。
2.4 系统设计
系统使用XML文件作为数据源，在XML数据源中又分别设计了不同的状态，系统启动时，首先读取启动前状态参数，对冷库的初始参数和环境参数进行初始化，然后启动定时器，进行仿真计算，在运行中系统的参数不断变化，每计算一次，都把参数写入XML运行状态的数据中，并以此来生成实时的运行曲线。同时开放定时器接口，使得用户可以自主的设定系统的计算时间间隔，从而达到改变仿真运行速度的效果。由于要不断的绑定数据到窗体控件和写入XML文件相应的状态中，所以系统中设计了专门的类来进行上述操作。
类中主要的方法实现控件和XML 文件中特定的节点关联，控件名称采用拼音简写，XML采用汉字说明，如界面中有“房间温度”的显示控件名称为fjwd，在XML 文件中有节点
<房间温度>30。
在专门的XML 读写类中定义 public static void xmltocontrol（AxiAnalogOutputX a，string s）方法，第一个参数就是显示控件，第二个参数就是控件名称对应的节点，在主程序中调用constantRW.xmltocontrol，把XML 文件中房间温度节点的值30绑定在控件显示为房间温度，其他的状态参数也以此类推，可以方便的实现XML文件和控件的绑定。仿真计算的主要流程如图2所示。
3. 实时曲线显示
Zed Graph[3-4]是一个开源的.NET绘图控件，代码采用C#语言开发。工作原理是直接在画布上绘制，绘制效率高，在实时走势图中不会产生屏幕闪烁的现象。在冷库仿真系统中，系统中表示运行状态的数据较多，设计上应该让用户根据需要来选择参数进行查看，但参数过多，图形就会显得杂乱。因此，系统中最多可以同时观察4个参数的变化。为了给每个参数在图形中尽量显示完整，在XML文档中也给出了参数的最大值、最小值和单位。在绘制图形时，可以得到合适的观察图形。
绘制的流程如下：首先根据选中的参数个数，查询XML得到参数的单位，最大值和最小值。因为要用到多个Y轴坐标，定义一个YAxis的数组YAxis[ ] yAxis，数组的大小为生成曲线的最大值4。同时调用Zed Graph控件的GraphPane.YAxisList.Add方法来添加Y轴坐标到绘图面板上。再调用Zed Graph控件的GraphPane. AddCurve方法来显示选中的参数。至此，静态的图片以及完成。同时在系统中添加定时器，时间设定为1s，定时器响应事件中完成趋势曲线的更新，同时完成X轴坐标的更新和数据源数组dataSourceList值的更新。设定一个整型的类字段timesCount，初始值为0，每次定时器响应事件中加1，然后判断timesCount是否大于界面中时间设定值，如果小于时间设定值，X轴值下标不变，大于时间设定值就让X轴最小值和最大值同时加1，实现X轴向左滚动的效果。数据源数组dataSourceList的值X轴坐标都是类字段timesCount，Y轴的值由参数的字段名查询实时数据表得到。当dataSourceList中数值个数超过采样时间时长是，使用dataSourceList的RemoveAt（0）方法去除最前面的数据。多个参数可以同时显示，图3所示加速比为4，压缩机档位为100的曲线参数。
4 结束语
本文通过对制冷系统主要热力过程分析，基于XML的数据源进行冷库系统的仿真，通过实时曲线监测系统的热力参数变化，使得制冷专业的相关同学能够对相关热力系统和过程有一个直观的认识，并且该系统的扩展性较好，通过改变XML文件的对应初始参数，可以快速实现不同类型的制冷系统仿真。对类似系统的实现也提供了有益的参考。
参考文献：
[1] 李晓东. 制冷原理与设备[M]. 北京：机械工业出版社， 2006：145-148.
[2] 张春路. 制冷空调系统仿真原理与技术[M]. 北京：化学工业出版社，2013：53-54.
[3] 于国卿. Zed Graph控件在水闸监测系统开发中的应用研究[J].南水北调与水利科技，2008（6）：43-45.
[4] 沈宫新. 张国东 基于ZedGraph控件的制冷系统实时曲线的绘制[J]. 三门峡职业技术学院学报[J]. 2013（4）：114-116.
Abstract： In order to make refrigeration professional students to have an intuitive understanding of the thermodynamic process related， an intuitive understanding of the changes of system parameters， this system based on the mature algorithm use XML file to store system parameters change and graphically display parameters， let the students observe the system parameters change directly in the operation， at the same time， with the setting conditions changing， observe the system change， it will deepening cognition of the refrigeration system， the similar system design will benefit from this refrigeration simulation system.
Keywords： Cold storage； simulation； XML； graphical
（责任编辑：徐兴华）
关键词： 冷库； 仿真； XML； 图形化
中图分类号： TB 657 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2017）02-0081-03
0 引 言
在制冷系统的运行过程中，会涉及系统工质多个状态的变化，为了让学生对制冷系统有直观的认识，本文设计了简易的冷库仿真系统。本系统采用XML文件作为数据源，不涉及网络和数据库的操作，采用C#语言开发，运行在微软的Donet平台上，该系统能够实现冷库系统的启动仿真并实时观察相关参数的变化，通过改变初始参数可以观察系统的不同响应。
1 冷库仿真系统简介
作为冷库仿真系统的阶段成果，本系统包括参数设定、开机运行、系统复位、参数曲线展示功能。启动仿真是系统核心功能。启停仿真能够提供一个基本反映冷库系统热力特性的仿真系统，在启停仿真时，系统读取XML中的初始数据和系统界面的给定初始值，进行迭代运算，来更新界面的数据实现仿真，整个冷库系统包括压缩、冷凝、节流、蒸发4个热力过程，涉及的参数超过20个，系统采用C#语言开发，实时绘图功能采用Zed Graph控件实现，操作者可以选择加速比和压缩机档位参数，查看系统各个参数的不同变化，使学生加深对制冷系统的理解。
2 仿真对象模型分析和系统设计
本系统以宁波江北冰峰制冷设备有限公司的800 t的水果冷库为原型[1]，进库温度30 ℃，出库温度2 ℃，库温0 ℃，日进货量为10 t/24 h，采用组合拼装式冷库，制冷系统为氟利昂（R22）制冷系统。设备负荷、机械负荷分别为184000 W和168000 W。冷凝温度取30 ℃，冷凝压力Pk=1.2 MPa，蒸发温度取-6 ℃，蒸发压力P0=0.41 MPa，系统结构示意图如图1所示。
2.4 系统设计
系统使用XML文件作为数据源，在XML数据源中又分别设计了不同的状态，系统启动时，首先读取启动前状态参数，对冷库的初始参数和环境参数进行初始化，然后启动定时器，进行仿真计算，在运行中系统的参数不断变化，每计算一次，都把参数写入XML运行状态的数据中，并以此来生成实时的运行曲线。同时开放定时器接口，使得用户可以自主的设定系统的计算时间间隔，从而达到改变仿真运行速度的效果。由于要不断的绑定数据到窗体控件和写入XML文件相应的状态中，所以系统中设计了专门的类来进行上述操作。
类中主要的方法实现控件和XML 文件中特定的节点关联，控件名称采用拼音简写，XML采用汉字说明，如界面中有“房间温度”的显示控件名称为fjwd，在XML 文件中有节点
<房间温度>30。
在专门的XML 读写类中定义 public static void xmltocontrol（AxiAnalogOutputX a，string s）方法，第一个参数就是显示控件，第二个参数就是控件名称对应的节点，在主程序中调用constantRW.xmltocontrol，把XML 文件中房间温度节点的值30绑定在控件显示为房间温度，其他的状态参数也以此类推，可以方便的实现XML文件和控件的绑定。仿真计算的主要流程如图2所示。
3. 实时曲线显示
Zed Graph[3-4]是一个开源的.NET绘图控件，代码采用C#语言开发。工作原理是直接在画布上绘制，绘制效率高，在实时走势图中不会产生屏幕闪烁的现象。在冷库仿真系统中，系统中表示运行状态的数据较多，设计上应该让用户根据需要来选择参数进行查看，但参数过多，图形就会显得杂乱。因此，系统中最多可以同时观察4个参数的变化。为了给每个参数在图形中尽量显示完整，在XML文档中也给出了参数的最大值、最小值和单位。在绘制图形时，可以得到合适的观察图形。
绘制的流程如下：首先根据选中的参数个数，查询XML得到参数的单位，最大值和最小值。因为要用到多个Y轴坐标，定义一个YAxis的数组YAxis[ ] yAxis，数组的大小为生成曲线的最大值4。同时调用Zed Graph控件的GraphPane.YAxisList.Add方法来添加Y轴坐标到绘图面板上。再调用Zed Graph控件的GraphPane. AddCurve方法来显示选中的参数。至此，静态的图片以及完成。同时在系统中添加定时器，时间设定为1s，定时器响应事件中完成趋势曲线的更新，同时完成X轴坐标的更新和数据源数组dataSourceList值的更新。设定一个整型的类字段timesCount，初始值为0，每次定时器响应事件中加1，然后判断timesCount是否大于界面中时间设定值，如果小于时间设定值，X轴值下标不变，大于时间设定值就让X轴最小值和最大值同时加1，实现X轴向左滚动的效果。数据源数组dataSourceList的值X轴坐标都是类字段timesCount，Y轴的值由参数的字段名查询实时数据表得到。当dataSourceList中数值个数超过采样时间时长是，使用dataSourceList的RemoveAt（0）方法去除最前面的数据。多个参数可以同时显示，图3所示加速比为4，压缩机档位为100的曲线参数。
4 结束语
本文通过对制冷系统主要热力过程分析，基于XML的数据源进行冷库系统的仿真，通过实时曲线监测系统的热力参数变化，使得制冷专业的相关同学能够对相关热力系统和过程有一个直观的认识，并且该系统的扩展性较好，通过改变XML文件的对应初始参数，可以快速实现不同类型的制冷系统仿真。对类似系统的实现也提供了有益的参考。
参考文献：
[1] 李晓东. 制冷原理与设备[M]. 北京：机械工业出版社， 2006：145-148.
[2] 张春路. 制冷空调系统仿真原理与技术[M]. 北京：化学工业出版社，2013：53-54.
[3] 于国卿. Zed Graph控件在水闸监测系统开发中的应用研究[J].南水北调与水利科技，2008（6）：43-45.
[4] 沈宫新. 张国东 基于ZedGraph控件的制冷系统实时曲线的绘制[J]. 三门峡职业技术学院学报[J]. 2013（4）：114-116.
Abstract： In order to make refrigeration professional students to have an intuitive understanding of the thermodynamic process related， an intuitive understanding of the changes of system parameters， this system based on the mature algorithm use XML file to store system parameters change and graphically display parameters， let the students observe the system parameters change directly in the operation， at the same time， with the setting conditions changing， observe the system change， it will deepening cognition of the refrigeration system， the similar system design will benefit from this refrigeration simulation system.
Keywords： Cold storage； simulation； XML； graphical
（责任编辑：徐兴华）