搜档网
当前位置:搜档网 › 基于PLC的冷库控制系统设计

基于PLC的冷库控制系统设计

基于PLC的冷库控制系统设计
基于PLC的冷库控制系统设计

创作编号:

GB8878185555334563BT9125XW

创作者:凤呜大王*

目录

1 绪论 (1)

1.1冷库系统研究背景 (1)

1.2国内外冷库发展现状 (3)

1.3 PLC在冷库中的应用简介 (4)

1.4本论文做的主要工作 (6)

2 冷库系统概述 (7)

2.1冷库的组成 (7)

2.1.1主库 (7)

2.1.2制冷压缩机房和设备间 (8)

2.1.3其他设施 (9)

2.2冷库控制系统基本结构 (9)

2.2.1系统框架 (10)

2.2.2温度控制流程 (11)

2.3冷库系统配件的选取 (12)

2.3.1压缩机组的选取 (12)

2.3.2变频器的选取 (13)

2.3.3 A/D、D/A转换器的选取 (14)

2.3.4传感器的选取 (15)

2.4冷库的监控系统 (15)

2.4.1 RS-485总线 (16)

2.4.2 CPU315-2DP主从站 (17)

2.4.3人机界面 (18)

3 模糊PID控制器及其PLC设计 (19)

3.1 PID控制器概述 (19)

3.1.1 PID控制器的原理 (19)

3.1.2 PID控制器的数字算法 (21)

3.1.3 PID控制器的参数整定 (22)

3.2模糊控制器概述 (22)

3.2.1模糊化 (23)

3.2.2模糊推理 (25)

3.2.3反模糊化 (26)

3.4模糊PID控制器的PLC实现 (26)

4 冷库控制电路设计 (30)

4.1电路控制要求 (30)

4.2西门子S7—200系列PLC简介 (30)

4.3 PLC程序 (31)

结论 (37)

致谢 (38)

参考文献 (39)

录………………………………………………………………………………

1、绪论

1.1冷库系统研究背景

冷库,是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库,又称冷藏库,是加工、贮存农畜产品的场所。它能摆脱气候的影响,延长农畜产品的贮存保鲜期限,以调节市场供应。冷库主要用作对食品、乳制品、肉类、水产、禽类、果蔬、冷饮、花卉、绿植、茶叶、药品、化工原料、电子仪表仪器等的恒温贮藏。从冷库的现状与发展趋势来看,果品恒温气调库发展迅速,低温库比例有所增加,适合农户建造使用的微型冷库异军突起。冷库设计自动化控制程度逐步提高,政府安全生产和质量监督等管理部门对冷库的监管力度大大加强。因此,本论文就是根据市场需要研究自动化的果蔬恒温冷库。

在我国,食品专用冷库严重的不足,食品的冷藏链的不完善,加之食品经营管理的各种因素,每年约有3000万吨水果、蔬菜、乳制品和其他易腐食品有待于从变质中拯救出来,易腐食品每年要损失十多亿元。养殖种植业的大幅度发展与保鲜、存储及流通的发展极不协调,产量越大亏损越多,我国现有人口已达13亿,食品资源非常宝贵,如不尽快改观,不仅是中国的食品工业的水平将大幅度落后于先进国家,而且将会照成资源的大量浪费。当务之急,我们要提高冷库整体的自动化管理水平,加强管理,降低运营成本,促进冷库向安全、规范、节能、环保结构简单、操作方便的方向发展。

制冷系统、控制装置、隔热库房、附属性建筑物等是冷库的基本组成部分。冷库的制冷系统主要包括冷库机组,它是冷库的核心,保证冷库库房内的冷源供应。控制装置是冷库的大脑,它指挥制冷系统保证冷量供应。冷库的冷库房如图1-1所示。

图1-1 冷库的冷库房外观图

制冷系统的自动控制是提高制冷品质的最有效手段之一。采用自动控制可以保证库温稳定,避免不必要的低温,并可使食品在贮藏期间质量稳定,减缓食品表面水分的蒸发。此外,采用自动控制还可以使冷库制冷系统运行中的温度、压力、液位等状态参数保持在要求的范围内,保证系统安全高效运行。据统计,冷库制冷系统采用自动控制比手动控制可节能10% ~ 15%。

近年来,随着计算机控制技术的不断发展,计算机越来越广泛地被应用到工业领域中,冷库系统也不例外。目前,越来越多的冷库系统采用计算机进行检测、实施控制与管理,使产品的自动化提高了一个新的水平。典型的微机过程控制系统如图1-2所示。图1-2中,该系统以微型计算机作为控制器,由A/D和D/A转换器、计算机、执行器和被控对象组成。A/D转换器将物理信号转换成计算机能够识别的数字信号,经计算机分析计算出调节量,D/A转换器将计算机输出的数字量转换成模拟量,控制执行器的调节工作。整个系统控制规律的实现是通过软件来完成的,改变控制规律只需要通过改变相应的程序即可。

微型计算机冷库系统

图1-2 微机过程控制系统

制冷系统的自动控制,可采用继电器与其它控制仪表组成全自动控制器、工业可编程控制器,即PLC、单板计算机和工业控制计算机等。事实上,PLC也是一种计算机控制系统,只不过具有更强的与工业控制元件相连接的接口,具有更直接地适应控制要求的编程语言。另外,现代PLC的功能指令越来越大,能够实现许多复杂的控制算法,结合模拟量输入、输出扩展模块,在复杂的过程控制、运动控制中应用越来越广泛。其中,将模糊控制技术和PLC现结合,对一些无法建立精确数学模型的、复杂的非线性控制系统具有较好的控制效果。还有,当前许多PLC配备有模糊控制软件程序,使用起来很方便。因此,PLC控制应用到冷库中具有很大的前景。

1.2国内外冷库发展现状

随着人民营养和生活水平的提高,食品冷藏链近年来有了快速的发展,已经有了良好的基础,然而与国外发达国家相比仍由非常大的差距。国内外食品冷藏发展情况对比如表1-1所示。目前国内冷库较多,但冷库的压缩机控制大多仍采用继电器逻辑电路组成的控制器,这种控制器具有接线复杂、功耗高、工作寿命短、可靠性、通用性及灵活性低的缺点;而且大多数选用库房温度作为检测信号,反应慢,不经济。我国冷库的制冷设备大多采用手动控制,或者仅对某一个制冷部件采用了局部自动控制技术,对整个制冷系统做到完全自动控制的较少,货物进出、装卸等方面的自动化

程度普遍较低。总之,PLC的应用在国内冷库行业还没有得到完全的重视。

表1-1 国内外冷藏链的发展状况

国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术,而他们采用的可编程控制器PLC恰恰具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、使用方便以及功耗低等特点。并采用压缩机的吸入压力作为检测参数,具有反应迅速,经济性能比高的特点。国外大多数冷库只有1 ~ 3名操作人员,许多冷库基本实现夜间无人值班。

采用PLC替代原来继电器逻辑电路组成的控制器对压缩机进行控制,使冷库的运行态达到最佳效果,并对节能、减轻劳动强度有实际意义,为实现无人值班冷库提供了方便。因此,PLC在国内仍需要不断更新和开发,以适应像冷库系统这样的工艺要求。

1.3 PLC在冷库中的应用简介

与传统的继电器控制相比较,PLC功耗小,有很好的灵活性和扩展性。与单片机比较,PLC是针对工业现场的自动化而设计的,编程简单,易于掌握。大型的冷库控制系统,除了PLC控制之外,还有人机界面辅助。人机界面主要功能是显示冷库机组的运行参数、运行工况和动态流程图,还可以显示故障记录等。由PLC与人机界面组成的冷库控制系统,能够做到一键开机、一键关机。冷库要求冷藏间,低温穿堂,冻结间、预冷间等不同房间的温度控制各有不同,各个单元即要独立运行调节控温又需协调联网及监控管理。由上位计算机、PLC、现场测控元件组成多级、开放、模块化、可扩展的高性价比冷库全自动控制解决方案,确保制冷控制系统安全、可靠、高效、稳定、节能运行,改善工人劳动条件,提升电控配套设备制造档次。PLC控制系统如图1-3所示。

图1-3 PLC控制系统图

为了使冷库机组安全可靠地运行,PLC控制系统充分利用了自身的优势,加入了对冷库机组运行故障的预报功能,称之为故障管理系统。故障管理系统能够通过PLC的操作界面,在机组出现故障时,提示故障部位、故障原因和故障处理方法,使操作人员能够更快地处理故障,提高了机组的使用效率和运行可靠性。与常规的控制器相同,PLC可实现冷库机组所需要的各种控制功能,包括实现冷库机组的能量调节,执行安全保护功能,执行正常的开停机程序和故障停机程序等。PLC用于系统的控制后,不但实现了常规的控制规律,而且可以将最先进的控制方法应用于机组的控制运行中,使得机组的运行能效比更高。另外,PLC控制系统还可以实现远程监测功能,它具有RS-485等通讯接口,可以实现与其他计算机的连接与通讯,实现远程监控。

另外,值得注意的是,与常规的控制系统相比,PLC可以实现包括自适应控制、模糊控制在内的更复杂的调节控制规律、改善调节品质、提高冷库机组运行的经济性。根据冷库机组的工作要求,PLC所实现的功能可

以划分为检测功能、记忆功能、预报功能和执行功能等四个主要的功能。

1.4本论文做的主要工作

一般的冷库包含冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、气调保鲜间和储冰间。高温冷库的控制温度范围是-5 ~ 5 o C,适合果品蔬菜类保鲜。

为了简化说明本系统,本论文以控制室温为0 ~ 1 o C,相对湿度为85% ~ 95%的冷却物冷藏间为研究对象,主要用于储藏经过冷却的果蔬。

本文主要做了以下工作:

(1)学习了解冷库系统的各个环节,主要包括压缩机、变频器、传感器、A/D转换器、D/A转换器,并要学会这些配件的选型。针对冷库系统是一个包含很多冷藏室且必须对其实施在线监控的大系统,本文讨论了冷库监控系统的设计方法。

(2)绘制冷库控制系统结构总图,说明该系统主要是由模糊温度控制系统和电路控制系统组成。其中模糊温度控制系统主要由模糊参数自整定PID 控制器组成。模糊参数自整定PID控制器和电路控制系统都是通过PLC来实现。

(3)在模糊温度控制系统中,针对冷库控制系统大滞后、大惯性、时变性的特点,而常规PID控制具有参数整定困难、无法克服超调而造成资源浪费的问题,本文提出了模糊PID参数自整定控制。在模糊控制部分,本系统充分利用了MATLAB。PLC首先根据环境与冷库库温,对实际偏差值及偏差值的变化率进行模糊PID运算,调整PLC的PID参数,并将运算结果传递给压缩机的变频器,改变压缩机的频率,控制送往冷凝器的输气量或制冷能量。

(4)在电路控制系统中,本文用最简单的PLC控制代替了老式的继电器控制,从而让整个控制系统得以稳定的操作和运行,进而实现无人操作的便捷。主要介绍了冷库冷藏程序的编写,包括输入输出地址表的建立、状态流程图的绘制、程序梯形图的编写,再次说明了PLC在冷库应用中的优势。

2、冷库系统概述

2.1冷库的组成

冷库,按控制温度可分为高温冷库、中温冷库、低温冷库和冻结冷库。高温冷库的控制温度范围是-5 ~ 5 o C,适合果品蔬菜类保鲜;中温冷库的控制温度范围是-10~ -5o C,适合冻结后的食品冷藏;低温冷库的控制温度范围是-20~ -10 o C,适合冻结后的水产、禽肉类食品的冷藏;冻结冷库的控制温度范围是-23 o C以下,适合在鲜品冷藏前的快速冻结。同样,冷库按容积可分为小型冷库(< 500m3),中型冷库(500 ~ 1000m3)和大型冷库(> 1000 m3)。一般的冷库,特别是大中型冷库是一个建筑群,主要由建筑主体(主库)、制冷压缩机房及设备间、其他设施组成。

2.1.1主库

主库主要由冷却间、冻结间、再冻间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、气调保鲜间、制冰间、穿堂等组成。

冷却间:冷却间是用来对食品进行冷却加工的库房。水果、蔬菜在进行冷藏前,为防止某些生理病害,应及时逐步降温冷却。鲜蛋在冷藏前也应进行冷却,以免骤然遇冷时,内容物收缩,蛋内压力降低,空气中微生物随空气从蛋壳气孔进入蛋内而使鲜蛋变坏。此外,牲畜屠宰后也可加工为冷却肉(中心温度0 ~ 4 o C)作短期储藏,肉味较冻肉鲜美。对于采用二次冻结工艺来说,也需将屠宰处理后的家畜胴体送入冷却间冷却,使食品温度由35 o C降至4 o C,再进行冻结。冷却间的室温为0 ~ -2 o C,达到冷却要求温度的食品称为“冷却物”,可转入冷却物冷藏问。当果蔬、鲜蛋的一次进货量小于冷藏间容量的5%时,也可不经冷却直接进入冷藏间。

冻结间:对于需长期储藏的食品,需要将其由常温或冷却状态迅速降

至-15 ~ -18 o C的冻结状态,达到冻结终温的食品称为“冻结物”。冻结间是借助冷风机或专用冻结装置用以冻结食品的冷间,它的室温为-23 ~ -30 o C (国外有采用-40 o C或更低温度的)。另外,冻结间也可移出主库而单独建造。

再冻间:再冻间设于分配性冷库中,供外地调入冻结食品中温度超过-8 o C的部分在入库前再冻用。再冻间分配设备的选用与冻结间相同。

冷却物冷藏间:冷却物冷藏间又称高温冷藏间,室温为4 ~ -2o C,相对湿度为85% ~ 95%,因储藏食品的不同而异。它主要用于储藏经过冷却的鲜蛋、果蔬;由于果蔬在储藏中仍有呼吸作用,库内除需保持合适的温湿度条件外,还要引进适量的新鲜空气。如储藏冷却肉,储藏时间不宜超过15天。

冻结物冷藏间:冻结物冷藏间又称低温冷藏间,室温在-18 ~ -25o C,相对湿度95% ~ 98%,用于较长冻结期的储藏冻结食品。在国外有的冻结物冷藏间温度有降至-28 ~ -30 o C的趋势,日本对冻金枪鱼还采用了-45 ~ -50 o C所谓超低温的冷藏间。

气调保鲜间:气调保鲜主要是针对果蔬的储藏而言。果蔬采收后,仍然保持着旺盛的生命活动能力,呼吸作用就是这种生命活动最明显的表现。在一定范围内,温度越高,果蔬呼吸作用越强,衰老越快。所以多年来生产上一直采用降温的办法来延长果蔬的储藏期。目前国内外正在发展控制气体成分的储藏,简称“CA”储藏,即在果蔬储藏环境中适当降低氧的含量和提高二氧化碳的浓度,来抑制果实的呼吸强度,延缓成熟,达到延长储藏的目的。一般情况下,气体成分控制如下:氧气为2% ~ 5%;二氧化碳为0% ~ 4%。

制冰间:制冰间的位置宜靠近设备间,水产冷库常把它设于多层冷库的顶层,以便于冰块的输出。制冰间宜有较好的采光和通风条件,要考虑到冰块入库或输出的方便,室内高度要考虑到提冰设备运行的方便,并要求排水畅通,以免室内积水和过分潮湿。

穿堂是食品进出的通道,并起到沟通各制冷间、便于装卸周转的作用。库内穿堂有低温穿堂和中温穿堂两种,分属高、低温库房使用。目前冷库中较多采用库外常温穿堂,将穿堂布置在常温环境中,通风条件好,改善

了工人的操作条件,也能延长穿堂使用年限。常温穿堂的建筑结构一般与库房结构分开。

此外,主库还包括其他部分,如电梯间、挑选间、包装间、分发间、副产品冷藏间、次品冷藏问、楼梯问等。

2.1.2制冷压缩机房和设备间

制冷压缩机房是冷库主要的动力车间,安装有制冷压缩机、中间冷却器、调节站、仪表屏及配用设备等。目前国内大多将制冷压缩机房装置在主库附近,且单独建造,一般采用单层建筑。国外的大型冷库常把制冷压缩机房布置在楼层内,以提高底层利用率。对于单层冷库,也有在每个库房外分设制冷机组,采用分散供液的方法,而不设置集中供冷的制冷压缩机房。

设备间安装有壳管卧式冷凝器、储氨器、气液分离器、循环储液桶、氨泵等制冷设备,其位置紧靠制冷压缩机房。在小型冷库中,因机器设备不多,制冷压缩机房与设备间可合为一间,水泵房也包括在设备间内。

变、配电间包括变压器间、高压配电间、低压配电间(大型冷库还设有电容器间)。变、配电间应尽量靠近负荷大的机房间,当机房间为单层建筑时,一般多设在机房间的一端。变压器间也可单独建筑,高度不得小于5m,要求通风条件良好。在小型冷库中,也可将变压器放在室外架空搁置。变、配电间内的具体布置视电气工艺要求而定。

2.1.3其他设施

冷库的呼叫系统是为了防止人员被误关在冷间内而设置的,其控制原理包括呼叫、呼叫确认、呼叫回应和呼叫解除几个部分。新规范中没有要求冷库必需装设呼叫系统。由于现在的冷藏门有较大改进,在库内可以方便地将门开启,因而设计人员可根据需要进行设计。但如果有安装呼叫系统,冷库间内门上方要设置常明灯。

工程建设标准强制性条文的房屋建筑部分规定电梯电源应专用,机房照明电源应与电梯电源分开。因此按负荷的重要性,将货梯主机电源和控制箱的照明、报警、通风电源,归为电梯电源从变、配电所低压配电屏单

独引出电源,货梯机房照明、空调、插座电源和井道插座、照明电源另从照明回路引出。

此外,冷库还配备消防设施,消防设施可分为库内监控警报、室内消防设备、消防报警三部分。

2.2冷库控制系统基本结构

本论文以控制室温为0 ~ 1 o C,相对湿度为85% ~ 95%的冷却物冷藏间为研究对象,主要用于储藏经过冷却的果蔬,为此有必要对该冷却物冷藏间的系统框架图及温度控制流程图做出相关说明。

2.2.1系统框架

如图2-1所示,该冷却物冷藏间系统由两个子系统组成,即模糊温度控制系统和电路控制系统组成。其中模糊温度控制系统主要由模糊参数自整定PID控制器组成。模糊参数自整定PID控制器和电路控制系统都是通过PLC来实现。

模糊参数自整定PID控制器,简称模糊PID控制器,由PID控制器和模糊控制器组成。该冷却物冷藏间的模糊控制主要是根据温度传感器测得的温度和算出的温度变化,运用模糊推理确定果蔬温度,控制压缩机的运转,达到最佳的运行效果和保鲜效果。同样,模糊PID控制器的输入也要充分考虑户外温度、库门开关状态和室内湿度检测。模糊参数自整定PID 控制器由PLC实现,在冷却物冷藏间系统中需要考虑PID计算、模糊推理系统以及其它各种数据的处理,为了满足这样大容量的数据传输和处理,本文选用西门子S7-200系列的PLC,其具体实现方法见本文第三章。

在电路控制系统中,设计思想是用最简单的PLC控制代替了老式的继电器控制,从而让整个控制系统得以稳定的操作和运行,西门子S7-200系列的PLC恰恰具有连接方便、简单易懂、价格便宜的优点。因而,该冷却物冷藏间的电路控制系统采用西门子S7-200系列的PLC。其具体实现方法见本文第四章。如图2-1中虚线框所示,电路硬件系统由输入电路、西门子S7-200系列的PLC和输出电路组成。输入电路主要用于输入冷却物冷藏间的内部状态、电源状态和用户所设定的温度,所以输入部件包括冷却物冷藏间温度检测电路、电源检测电路和温度给定电路等。输出部件主要用于

控制压缩机和温度显示,所以输出部件包括压缩机运行状态电路和温度显示电路。

图2-1 冷库系统结构框架图

该冷却物冷藏间系统以冷却物冷藏间的温度作为控制目标,根据温度与设定指标的偏差来决定压缩机的运行状态。当经过冷却的果蔬运送到该冷却物冷藏间后,压缩机制冷运行,温度开始慢慢下降,直至温度在0 ~ 1 o C时,压缩机恒温运行;当温度不在0 ~ 1 o C时,压缩机制冷运行,如此往复,直至库温稳定在0 ~ 1 o C,压缩机循环控制如图2-2所示。

图2-2 压缩机循环控制图

2.2.2温度控制流程

如图2-3所示,该冷库控制结构流程图主要由模糊PID控制器、变频器、压缩机、传感器、A/D转换器、D/A转换器组成。模糊PID控制器主要由模糊推理系统和PID控制器组成。模糊PID控制器由PLC来实现。PLC 首先根据环境与冷库库温,对实际偏差值及偏差值的变化率进行模糊PID 运算,调整PLC的PID参数,并将运算结果传递给压缩机的变频器,改变

压缩机的频率,控制送往冷凝器的输气量或制冷能量。

y

图2-3 冷库控制结构图

2.3冷库系统配件的选取

冷库系统配件主要包括压缩机、变频器、A/D转换器、D/A转换器和温

度传感器,这些配件的选取将直接影响冷库系统的性能。

2.3.1压缩机组的选取

在冷库控制系统中,是最为关键的配件。压缩机是冷库中能耗最大的

装置,约占电机输入功率的30%左右。在环境温度较低时,压缩机的性能

几乎决定着整个冷库系统的性能。

一般情况下,小型冷库选用全封闭压缩机,中型冷库一般选用半封闭

压缩机,大型冷库选用半封闭压缩机。无论何种品牌的压缩机组的选型,都

是根据冷库的蒸发温度及冷库有效工作容积来确定,另外还要参考冷冻或

冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率等参数。冷库制冷量根据

冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率来确定。

通常高温冷库制冷量计算公式为:冷库容积?90?1.16 + 正偏差,正偏

差量根据冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率确定,范

围在100 ~ 400W之间。中温冷库制冷量计算公式为:冷库容积?95?1.16 +

正偏差,正偏差量范围在200 ~ 600W之间。低温冷库压缩机组制冷量计算

公式为:冷库容积?110?1.2 + 正偏差,正偏差量范围在300 ~ 800W之间。

在生产实际中,为了确定各个库房的压缩机组和配电设备,一般要计算库

房耗冷量。对于储藏果蔬的冷库系统,库房的耗冷量一般包括围护结构耗

冷量,果蔬的呼吸热,冷库开门和通气换风的耗冷量,电机运行的耗冷量

和运行管理耗冷量。

冷库压缩机组的品牌选用主要根据用户对某种品牌的了解程度、维护方便、项目投资的数额各方面来考虑,目前国内通常选用法国的美优乐、美国的谷轮以及德国的比泽尔,这三种品牌的压缩机组性能都很稳定,而且三者在国内都有合资生产企业。谷轮的ZB系列涡旋压缩机外形如图2-4所示。

图2-4 谷轮ZB系列涡旋压缩机

2.3.2变频器的选取

压缩机一般是按设计工况所需制冷量进行选型,冷库系统使用的环境温度横跨夏冬两季的极限高低温,与传统的空调制冷系统相对稳定的环境温度有着较大的差别,因而其实际使用工况难免会与设计工况存在一定的偏差。为了使冷库系统适应不同工况的要求,使制冷量与负荷尽量品配,因此有必要对压缩机进行能量调节。

目前压缩机的能量调节方式有:压缩机间歇控制(ON/OFF)运行;吸气调节;气缸卸载;热气旁通能量调节;分档变进调节输气量;无级变速调节。目前,冷库及冷藏箱制冷系统的能量调节方法一般采用压缩机间歇运行。当库温高于设定温度上限时,压缩机启动运行,当库温低于设定温度下限时,压缩机停机,这种调节方法适用于负荷变化不大时的工况。而实际使用中,冷库的负荷受季节的影响较大,然而冷库的负荷还受流动地域环境等的影响,因此压缩机基本上处于变工况下运行。此外,压缩机的频繁启停会造成额外的能量损耗,引起电网的波动增大,且对压缩机的寿命影响

也较大。

随着变频技术的发展,变频器已广泛用于空调制冷行业。变频技术就是利用变频器输出相应的频率电源到压缩机,其实质类似于分档变速调节,但其能在一定范围内连续进行能量调节,使制冷量与负荷达到最佳匹配。如表2-1所示,对比各种调节方法,变频调节是以上各种方法中能耗最小的调节手段,而且其控温精度也是最高的。因此,变频压缩机在冷库制冷系统上具有较大的应用前景。在理想情况下,制冷机组的制冷量与制冷剂的质量流量成正比。变频能量调节的基本思想就是改变压缩机的转速,使制冷剂的质量流量发生变化,从而改变机组的制冷量。

表2-1 调节方法优缺点及能耗

2.3.3 A/D、D/A转换器的选取

一般冷库中包含A/D转换器和D/A转换器。A/D转换器将物理信号转换成计算机能够识别的数字信号,经计算机分析计算出调节量;D/A转换器将计算机输出的数字量转换成模拟量,控制执行器的调节工作。选取A/D、D/A转换器时,要充分考虑系统的精度问题。D/A转换器要满足模糊控制器和变频器的精度要求,A/D转换器要满足传感器的精度要求。MAXIM公司推出的16位逐次逼近型A/D转换器MAX195和16位D/A转换器MAX5631,具有体积小、功耗低、转换速度快、精度高等优点,可以满足冷库系统要求。

2.3.4传感器的选取

考虑到冷库内蔬果监测必须采用全方位多点监测有效地保证果蔬的安全储藏,系统选取一种连线简单、测量精度高、抗干扰能力强的传感器DSl8B20,其接线图如图2-5所示。

该芯片在冷库监测系统中有其它芯片无法比拟的特点,该芯片温度测量范围为-55℃~ +125 o C,以0.5 o C递增。该温度测量值可以满足低温监测的要求。温度以9位数字量读出,通过一个单线接口DQ发送或接收信息。如果在测量点数不多的情况下,PLC与DSl8820之间仅需一根连接线而无需外部电源供电(寄生电源方式)。每个DSl8820都有一个唯一的长达64位的光刻ROM编码。最前面的8位是单线系列编码,中间48位是唯一的序列号,最后8位是前面56位的CRC码。由于每个DSl8820拥有唯一的一个序列号,所以多个DSl8820可以在一条线上工作,通过对DQ时序的操作只有被选中ROM序号的DSl8820才能响应和工作。冷库中库温采用多点监测,考虑到驱动的因数不采用寄生电源方式而是直接采用外部电源供电。

图2-5 DSl8B20接线图

2.4冷库的监控系统

要保证新鲜的果蔬充足,安全保鲜是必不可少的。库温检测是冷库关注的重点。对于大型冷库,仓容巨大,如何有效地对每个仓库的库温进行中央检测显得尤为重要。监控系统构架如图2-6所示。

冷库1冷库2冷库n

图2-6 监控系统构架

2.4.1 RS-485总线

在冷库这样的工业环境中,为了使设备简单、成本低廉和维护方便,总希望用最少的信号线来完成数据采集与控制。RS-485串行接口就具有此功能。在RS-485发送端,驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出,在接收端接收器将差分信号还原成TTL信号,所以RS-485有很强的和很高的抗干扰能力和接收灵敏度。

RS-485是一个电气接口规范,它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性,而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)通信链路,是一种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。

该冷库监控系统用RS-485构成分布式数据采集与控制,采用总线方式,而传达数据采用主从站方法。主站启动并控制每一次通信,每一个从站有一个识别地址。在此选用半双式低功耗收发器件MAX487来完成RS-485通信。MAX487接收器输入阻抗为十分之一单位负载,允许在总线上挂接128个MAX487收发器。MAX487如图所示2-7所示。

图2-7 MAX487

2.4.2 CPU315-2DP主从站

由于冷库与控制室之间大约有50m的距离,因此系统选用了带从站功能的CPU315-2DP,其具有大中规模的程序容量,对二进制和浮点数有较高的处理性能,有两个PROFIBUS-DP主站/从站接口,可用于建立分布式I/O 结构和大规模的I/O配置。本系统采用主从方式因而具备主-从两种结构。上位机PLC作为主站,下位机作为从站。根据系统要求,主站用于模块扩展,负责收集从站检测的数据并将其传给PLC,从而控制风机的转速和温度控制。从站中配置了开关量输入模块和输出模块和模拟量输入模块,用来控制库门的升降、压缩机的动作、库门安全销的动作、冷库上各种仪表或传感器的检测,并且接收主机命令回传温度值。主、从机程序流程图如图2-8所示。

图2-8 主、从机程序流程图

2.4.3人机界面

该冷库控制系统采用人机界面TP270-10。它能对图形进行快速响应,具有高对比度的STN显示,能够CCFL背光显示,寿命超过40000 ~ 60000小时,可适用中文组态软件CPI和直接控制键可用为快速响应,可显示汉字,可组态的触摸按钮用于文本、状态指标、图形及图形状态指示,在Windows 环境下使用ProTool软件进行组态,拥有IP65保护等级,可与多种PLC进行连接。在冷库控制系统中,人机界面完成智能化的后台管理、各种温度参数的设定及制冷状况的监视和报警。

冷库设计方案

冷库工程 设 计 方 案 编制单位:深圳市凯利达制冷设备工程有限公司编制时间:二零一三零年八月二十三日

目录 一.设备概况基本 (2) 二.设计规范及冷库冷负荷计算 (2) 三.冷库设计的特别要求技术规范 (5) 四. 装配式冷藏库技术要求 (7) 五. 工程实施要求 (17) 六. 技术文件和资料要求 (28) 七. 供应商及业绩情况介绍 (30)

一. 设备概况 序号名称规格数量制冷设备概况 库A 高温库100000mm*25000mm*6000mm 库温-3至5C° 1 1套BIZER螺杆水冷机组 型号:HSK8461-125*4 库B 恒温库62500mm*37500mm*6000mm 库温5至18C° 1 1套BIZER螺杆水冷机组 型号:HSK8461-125*3 库C 低温库62500mm*35500mm*6000mm 库温-18C° 1 2套BIZER螺杆水冷机组 型号:HSK8461-125*6 D 穿堂112500*12500*6000 温度10-18℃ 1 1套BIZER螺杆水冷机组 型号HSK6461-60*1 二.设计规范及冷库冷负荷计算 1 设计规范 1.1 室外环境 1、夏季通风室外计算干球温度:TWK=5℃~38℃ 2、夏季空气调节室外计算日平均干球温度:33℃ 3、夏季空气调节室外计算日平均湿球温度:TWS=28℃ 4、夏季室外计算相对湿度:30%~85% 5、年平均气压:1012 hPa 6、极端最高温度:42℃ 7、极端最低温度:5℃。 1.2 室内环境 1、室内温度:15℃~35℃,相对湿度:(70%冬季),(85%夏季) 2、室内最大相对湿度:日平均不大于90%(25℃时) 3、地震地面加速度:水平加速度不超过0.2G,垂直加速度不超过0.1G 4、电力供应:TN-S制,额定电压为380V/220V,电压波动率:±7%,额定频率为50Hz,频率波动率:±2%,接地电阻不大于1Ω。 1.3 气候条件的适应性 凯利达制冷设备厂所有设备能适应现场的上述条件,并针对项目所在地的具体情况,设有三防措施(防潮,防腐,防锈)并满足这些条件。 冷库为全年365天,连续运行。 1.4本项目的冷库制冷系统、库体工程是交钥匙工程,所提交的系统是通电即可使用的系统。凯利达将对冷库总体性,成套性负责。

冷库毕业设计自动控制方案

9. 自动控制方案的确定 9.1库温回路 9.1.1库温自测: 根据《冷库设计规范》6.4.13 条规定,氨制冷压缩系统采用自动化控制方案。库房 应设温度自动记录仪或温变温度计。根据需要可设温变温度自控装置,采用 XCD 型多 点巡回测量仪,技术参数见《制冷与空调设备手册》P 1237—1331。外壳形式:仪表盘式; 显示方式:测温点用数字温度值,用模拟仪表显示。配备温度显示仪表XCZ 系列温度 指示仪;巡回检测点数:20点。自动巡回时间:每点1—20 秒,可调;电流:交流 220 (+10%或-5%)伏;频率:50±5%HZ 。工作环境:温度 0~50℃;相对湿度≤85%; 外型尺寸:320×160×400。仪表盘开孔尺寸:304×152mm。重量:8Kg。生产厂:武 汉温度计厂 9.1.2 库温自控: 根据《任务书》和《冷库设计规范》6.4.13 条。特别是高温库温度控制要求精度较 高,一般采用 TDW —12 型温度继电器,配用 BA 2 铂电阻为感温元件。其温度上下限的 幅差达±0.5%,可达到要求。具体参照《冷藏库制冷装置自动化》P 32 表 2—3 或《制 冷与空调设备手册》P 1579。电磁阀及自控选择如下; ZCHA -50QB关闭 BA 调定值上限 房间温度升高到 冷风机停止工作 动作 ZCHA-50QB开启 风机开启 风机停止工作 延迟数分钟 ZCL-57QB开启 冷风机工作 温度降低到 调定值下限 BA 2 ZCL-25YB开启 TDW-12 电信号 2

下面是库温自动化控制的简图: 冲霜排液 到低压桶 ZCL-25YB 来自氨泵 ZZRN-25Y 去上层冷风机 回低压桶 ZCHD-57QB 排积水 来自冷却塔 ZCHA-57QB 热氨 加压管节 低压循环贮液桶 ZCL-57QB 冲霜回水池 到 下进上出 p T M 9.1.3冲霜控制 根据《冷库设计规范》6.4.14条规定,可以在发出冲霜信号之后,人工操作冲霜系 统。自动化融霜可以用 TDS -05 型指令融霜时间程序控制器。其控制程序如下: 排液电磁主阀,热氨电磁主阀通路 供液电磁主阀,回气电磁主阀,风机断路 第二区段 0-30分钟 第三区段 0-15分钟 1状态保持 融霜完毕(复原信号) 状态1自动切回继续降温 4 水电磁阀通路 1状态保持 水电磁主阀断路 3 2 0-20分钟 第一区段 1 开始融霜 选择 TDS -05 型融霜指令可以人工发出或者与微压差控制器配合使用。微压差控 制器的二个测点装在冷风机的蒸发器前后,蒸发器结霜到一定的厚度,前后压力差即 发生变化。此时,微压差控制器即可以发出融霜指令。

电气控制与PLC(设计题)

《电器控制与PLC技术》习题集 设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制(即三地均可起动、停止)的电气控制线路

3.为两台异步电动机设计主电路和控制电路,其要求如下: ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止; ⑵能同时控制两台电动机的停止; ⑶当其中任一台电动机发生过载时,两台电动机均停止 4.试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制,画出PLC的I/O端子接线图,并写出梯形图程序

5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路,小车由三相异步电动机拖动,其动作程序如下: ⑴小车由原位开始前进,到终点后自动停止; ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止; ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动

6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制,画出PLC的I/O端子接线图,并写出 梯形图程序

7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求: 1)能实现启、停的两地控制; 2)能实现点动调整; 3)能实现单方向的行程保护; 4)要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动,行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求: 1)能自动实现前进—后退—停止到原位; 2)工作台前进到达终点后停一下再后退; 3)工作台在前进中可以立即后退到原位;

4)有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2,要求: 1) M1启动后,M2才能启动; 2) M1停止后,M2延时30秒后才能停止; 3) M2能点动调整 试作出PLC输入输出分配接线图,并编写梯形图控制程序

冷库施工方案设计

冷库施工方案 一、工程概况 一、本工程为科学城冷库工程项目,为单层框架结构。 二、项目组织及部署 (一)、施工准备: 1、熟悉图纸,进行图纸自审和会审,并进行一次性交底; 2、编制施工预算; 3、根据图纸对地面进行施工面的清理,在当地设置加工场地及临时仓库,如果在施工现场无法设置,则在施工现场外设置; 4、施工人员的临时住房及现场临时库房,依据现场条件协调解决; 5、组织工程技术人员及施工班长,认真熟悉图,了解和掌握设计意图,作好技术交底; 6、由甲方组织土建、冷库等施工单位的工序交叉连接配合工作的落实; 7、根据甲方确定施工图纸和施工进度计划,编制主要材料计划、半成品加工申请单和订货明细表。 (二)、设备安装: 设备安装人员必须熟悉图纸资料、规标准。设备安装前,专业工长须编制设备吊装方案及施工技术交底资料,并向有关施工管理人员交底。 1、安装前的设备开箱检查:设备安装前要进行开箱检查,并形成验收文字记录。开箱检查人由建设单位、施工单位代表组成。开箱设备必须有装箱清单、安装图纸及技术说明书、产品合格证和产品性能检测报告等随机文件,随机的零部件、文件资料应齐全无缺损。设备规格型号要符合设计图纸的要求。金属设备的构件表面应作除锈防腐处理,外表色调一致,且无明显的划伤、锈斑、

伤痕、气泡和油漆剥落现象。 2、设备基础验收: 设备就位前,应对设备基础进行检查验收,在混凝土基础达到养护强度,表面平整,位置、尺寸、标高等均符合要求后,方可安装设备。检查验收时要按各类设备的安装说明书及实物尺寸对照设计平面图进行其基础尺寸、中心线、标高及相互位置实测尺寸与图设计尺寸对照,应满足下表要求: 3、设备入库验收保管:为解决施工场地狭窄,设备入库验收、存放保管将遵循以下原则:业主须向我司提供土建进度时间表,以便我司订购设备,尽量做到缩短保管期和二次倒运量,不能达到预期目的时,要在离工地尽可能近的地方安排临时堆场,对设备进行验收保管,防止丢失、损坏,也便于搬运及吊装。 (三)、加工场地的布置:按钢管、铜管、支吊架的加工工艺流程布置加工机械,综合考虑照明、动力电源的合理使用。在第一道工序前面设型材、板材堆放处,避免因堆放不合理的而增加往返路程和时间;成品的装卸采取有效的措施,防止损坏变形和弄脏。 (四)、设备安装: 1、压缩机组:加装防震垫并紧固,位置校正。 2、室机安装:悬吊式安装并紧固,位置校正。 三、质量管理及保证质量措施 1. 工程质量目标: ●业主要求:满足图纸以国家有关规的要求,施工质量达到省优良工程。●施工单位承诺:以一流的质量、一流的速度、一流的技术、一流的管理创优质工程。 2.工程创优措施:

冷库建设实施方案

冷库建设项目 实施方案 项目名称: 项目单位: 负责人: 联系电话: 编制日期:

目录 一、基本情况 ...................................................... - 2 - (一)地理环境................................................. - 2 - (二)土地资源................................................. - 2 - (三)气候特点................................................. - 2 - (四)人口与经济情况........................................... - 3 - (五)现有产业及产业支撑情况................................... - 3 - 二、项目建设背景 .................................................. - 3 - 三、项目提出的必要性、可行性分析 .................................. - 4 - (一)项目建设的必要性......................................... - 4 - (二)项目建设的可行性......................................... - 5 - 四、建设地点与规模 ................................................ - 7 - (一)项目建设地点............................................. - 7 - (二)项目用地性质............................................. - 7 - (三)规模..................................................... - 7 - 五、项目建设内容 .................................................. - 7 - (一)技术方案................................................. - 7 - (二)建设标准................................................. - 9 - (三)建设内容................................................. - 9 - 六、资金筹措方案 ................................................. - 10 - 七、项目进度安排 ................................................. - 10 - 八、组织管理和保障措施 ........................................... - 11 - (一)加强项目组织管理........................................ - 11 - (二)深入发动,形成合力...................................... - 12 - (三)强化标准,保证进度...................................... - 12 - (四)齐抓共管,搞好服务...................................... - 12 - (五)严格管理,严格奖惩...................................... - 12 - 九、效益分析 ..................................................... - 13 - (一)经济效益................................................ - 13 - (二)社会效益................................................ - 13 - (三)生态效益................................................ - 13 -

冷库施工设计方案及方案

一、施工总体部署 1项目基本情况 (1)工程名称:中韩自贸区威海港国际集装箱多式联运综合服务中心冷库建设工程 (2)工程建设项目地点:威海新港 (3)建设规模:工程主体结构二层,建筑高度21.00m,局部9.2m,总跨约53.00m,单跨7.5m,建筑面积约15040㎡,基础采用预应力混凝土实心方桩基础,主体采用钢筋砼框排架结构,屋面采用预应力砼双T板,抗震设防为丙类,抗震等级为三级。 (4)计划工期:395日历天; (5)质量要求:达到国家验收规范合格标准; (6)总投资额:4477万元。 2施工总体部署思路: 根据本工程特点、承包范围及招标文件有关要求,施工部署将统筹安排,既考虑各专业工序的衔接、各分部分项工程的工期搭接、分包工程的合理穿插、专业分包工程有足够的施工时间,又保证资源配备与进度安排相协调,此外还考虑配合业主制定设备采购计划、专业分包进场时间计划,作好分包管理、协调与服务。 (1)科学组织施工,满足业主对本项目安全、质量、工期、文明施工的要求;充分利用有利的季节和气象条件,合理组织安排,减少不必要的支出和消耗,降低工程成本,合理布置劳动力、施工机具,尽量实现均衡生产。 (2)施工顺序合理编排,避免施工过程中的相互干扰。 (3)积极推广和应用“十项新技术”,提高施工效率和工程质量。 3各阶段施工部署主要内容 3.1、施工准备及场地平整阶段(2018年1月12日至2018年01月21日) 1)在接到业主中标通知后立即进入施工现场,进场后立即展开现场布置、现场测量定位、道路硬化和布置工作区。 2)拿到施工图后进行场地平整工作。 3)协助业主与政府主管部门协调,设置完成前期主要堆放场地、加工场地。 3.2、基础施工阶段(2018年01月22日至2018年5月19日) 1)本阶段进行主要完成桩基施工、土方开挖、基础施工。 2)此阶段布置二台6010塔吊,混凝土浇筑采用汽车泵配合浇筑。 3.3、主体结构施工阶段(2018年4月14日至2018年7月17日) 1)本阶段主要完成钢筋砼结构、二次砌体结构施工。2)汽车泵配合浇筑混凝土。 3)做好结构施工技术保障、现场管理保障和人员、物资供应保障。 3.4、装饰装修施工阶段(2018年7月28日至2019年1月13日) 1)本阶段主要完成粗装修、精装修、屋面施工和室内机电设备安装、室外工程施工。 2)2019年1月13日完成全部装修施工。

基于PLC的冷库控制系统设计说明

目录 1 绪论 (1) 1.1冷库系统研究背景 (1) 1.2国外冷库发展现状 (3) 1.3 PLC在冷库中的应用简介 (4) 1.4本论文做的主要工作 (6) 2 冷库系统概述 (7) 2.1冷库的组成 (7) 2.1.1主库 (7) 2.1.2制冷压缩机房和设备间 (8) 2.1.3其他设施 (9) 2.2冷库控制系统基本结构 (9) 2.2.1系统框架 (10) 2.2.2温度控制流程 (11) 2.3冷库系统配件的选取 (12) 2.3.1压缩机组的选取 (12) 2.3.2变频器的选取 (13) 2.3.3 A/D、D/A转换器的选取 (14) 2.3.4传感器的选取 (15) 2.4冷库的监控系统 (15) 2.4.1 RS-485总线 (16) 2.4.2 CPU315-2DP主从站 (17) 2.4.3人机界面 (18) 3 模糊PID控制器及其PLC设计 (19) 3.1 PID控制器概述 (19) 3.1.1 PID控制器的原理 (19) 3.1.2 PID控制器的数字算法 (21) 3.1.3 PID控制器的参数整定 (22) 3.2模糊控制器概述 (22) 3.2.1模糊化 (23) 3.2.2模糊推理 (25) 3.2.3反模糊化 (26) 3.4模糊PID控制器的PLC实现 (26) 4 冷库控制电路设计 (30) 4.1电路控制要求 (30) 4.2西门子S7—200系列PLC简介 (30) 4.3 PLC程序 (31) 结论 (37) 致 (38) 参考文献 (39) 附录…………………………………………………………………………………

电气PLC控制系统设计任务书

电控及PLC课程设计 任务书 电气工程及其自动化专业 盐城工学院电气工程学院

课程设计总体要求安排 一.教学目的与任务 电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程,学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外,必须通过一定实验室环境内的课题训练,实际动手设计和调试应用程序,进一步加深和强化课程理论知识应用。 课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求,运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识,以及电气控制系统设计的基本方法、步骤,查找有关资料,设计电气控制线路,选择电器元件,整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念,通过较为完整的工程实践基本训练,为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。 鉴于本课程设计的重要性,要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极,发挥自己的主动性,在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计,不得出现抄袭他人设计的现象,一经发现,该生课程设计成绩以不及格论处。 二.主要内容 1)PLC的认识与使用: PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器; 2)基本操作练习: 启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线; 3)编程与仿真软件的学习与使用; 4)应用程序的设计与调试运行及演示。 三.基本要求 本课程设计共设10个应用设计题,每个学生选作1题,独立完成。 在课程设计中,学生是主体,应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。 为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点: 1)在接受设计任务后,应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划,确定各阶段应完成的工作量,妥善安排时间。 2)在方案确定过程中应主动提出问题,以取得指导数师的帮助,同时要广泛讨论,依据充分。在具体设计过程中要多思考,尤其是主要参数,要经过计算论证。

冷库设计方案

养菌库、栽培库采购安装项目 技 术 方 案

目录 一、工程概况…………………………………………………………………. 二、设计依据和设计参数…………………………………………………… 三、冷负荷计算说明………………………………………………………… 四、冷库冷量计算及设备选型……………………………………………… 五、主要设备与配置说明…………………………………………………… 六、库体部分……………………………………………………………. … 七、新风、排风系统…………………………………………………………. 八、施工组织方案……………………………………………………………. 九、关于售后服务能力的承诺……………………………. ………………..

一、工程概况 ◆项目名称: ◆开工地点: ◆冷库面积:详见设计参数表 ◆净高:详见设计参数表 ◆施工单位: ◆设计单位: ◆主要工作内容:工程包括库体板材、库门、制冷设备、控制系统设备的采购、安装施工及维修。 ◆开工日期:工程指定开工日期 ◆安装完工日期:工程指定竣工日期 ◆质量目标:优良

二、设计方案和设备参数 1、设计依据 1)现行国家、行业及地方施工技术规范及有关规定。 《冷库设计规范》GB50072-2001 《冷藏库建筑工程施工及验收规范》SBJ11-2000 J42-2000 《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93 《制冷设备、空气分离设备安装施工及验收规范》GB50274-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GBJ93-86 《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254-96~~50259-96 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 2)以往我们类似工程的经验。 2、该工程地处江苏省常熟市,北纬31°31′~31°51′,东径120°32′~121°03′。属于亚热带 气候,年平均气温15.5℃,最冷月一月份平均气温为2.7℃,极端最低气温为-11.3℃。 3、设计参数

冷库自动控制

【58】 第28卷 第10期 2006-10 制造业自动化 冷库自动控制 刘敏娥, 姜 珊 ,杜丽芬 (大连冰山嘉德自动化有限公司, 大连 116024) 摘 要:采用冷库专用控制器,通过嵌入式软件与组态软件实现了冷库控制的智能化、模块化、网络 化,用于手动冷库、自动冷库、小组合库的控制,构成系统方便,并且由于其具有通讯功能,很方便的与压缩机组及其它的控制设备的控制器联网,构成一个全自动的制冷控制系统,并可方便的传输数据进行统一管理,从而实现冷库的全自动控制,节省能耗,具有广泛的市场前景。 关键词:嵌入式软件;通讯;组态软件中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1009-0134(2006)10-0058-02 Automatic control for the cold store LIU Min-e, JIANG Shan, DU Li-fen (Dalian Bingshan Guardian controls CO.,TD, Dalian 116024, China) Abstract: Applying special controller for cold store,the control of cold store can be intelligentized, modualarized and connected to a network,it can be widely used for manual,automatic or small combined store’s control,has the advantage of conveniently structuring,easily makea network with the controller of the compressor unit or other equipment by it’s communi-cation function,so form a automatic refigeration system control,the data transimitted can bemanaged conveniently and uniformly,then complete a automatic cold store control system, as it’s energy saving,it has a broad market. Key words: nested software; communication; configuration software 收稿日期:2006-05-22 作者简介:刘敏娥,大连冰山嘉德自动化有限公司。0 概述 冷库的主要任务是使冷间温度,相对湿度保持在食品冷藏工艺所要求的变化范围内,以保证易腐食品的质量在贮存期间不发生明显变化,干耗不至过大。目前国内大部分冷库均设有冻结间,冻结物冷藏间(低温冷藏间),冷却物冷藏间(高温冷藏间)和冰库。由于各冷间的使用特性和要求各不相同,所以不同类型的冷间的自动控制在具体做法上也有所不同,但自动控制原理基本上是相同的。 目前国内的产品能够达到冷库自动控制。按照以前的控制方式,在自动冷库系统中,都需要工程技术人员去编制PLC程序;在软、硬件编制和设计中既困难又繁琐;劳动力成本高,工程总造价高。若采用标准的嵌入式软件来实现,可以省去大量的编程时间;控制方式不会因为设计者的差异而不同;同时采用了“模块化”设计方式,类似于编程中的子程序调用,方便、快捷,大大提高设计效率,节省了人力、物力。 1 冷库控制器硬件设计 我们的设计方案特点如下:一个库间的自动控制;供液电磁阀、风机、冲霜3 路继电器输出;冷库控制温度输入;电流互感器次级0 ̄1A的电流输入;4 路220Vac 控制和安全保护输入 ;2 路220Vac自动/停止/冲霜旋钮输入:3位数码显示,6个LED灯和2个按键;远程 RS485 Modbus 通讯。控制器通过按键操作,在LED及数码管显示工作模式和运行中的各种信息。通过两线制RS485总线及MODBUS 通讯协议,与上位机通讯,冷库控制器具有2路模拟量输入测量通道,可以接入1路电流1路热敏电阻信号,通过16f877内部的多路开关切换,分别选中各个通道,采集现场模拟量。控制器的电源:220Vac 50 Hz or 60Hz 3VA ;工作环境:0℃~55℃;外形尺寸:宽70mm ×长 95mm × 高 65mm。可以通过导轨安装或在面板上开孔后镶嵌在面板上。硬件设计框图如图1。

冷库工程施工设计方案

第一章编制说明及依据 根据施工合同中质量、工期、安全、经济等要求,编制本工程施工组织设计。 本施工组织设计的主要容包括: 1、阐述说明各分部分项工程的施工方法、主要材料、施工机械设备、劳动力、材料采购、运输、使用、计划安排; 2、结合现场实际情况提出切实可行的工程质量、安全生产、文明施工、工程进度等技术组织措施; 3、同时对关键工序、复杂环节重点提出相应的技术措施,如: ○1高支模施工;本工程每层设计层高均超过4.5m,层层均属高支模; ○2超长混凝土结构施工; ○3如何组织协调多专业、多工种交叉作业的施工; ○4工期特别紧,缩短工期技术措施; ○5雨季施工技术措施、减少扰民噪音、降低环境污染技术措施等。 第一节编制说明 本施工组织设计主要根据国贸易工程设计研究院设计的“中粮()食品物流园新建冷库一、冷库二工程”施工图、我司与中粮集团签定的施工合同及相关的设计技术文件、规等进行编制。本施工组织设计文件编制所涉及的文件资料: 1、“中粮集团()”与我司签定的施工合同。 2、国贸易工程设计研究院设计的“中粮()食品物流园新建冷库一、冷库二工程”施工图。。。。。。。。。 4、我局QEHS质量体系文件(质量手册、程序文件、作业指导书等)。 5、国家及省市现行有关规、规定和标准。 6、根据工程特点、施工现场实际情况、施工环境、施工条件和自然条件的分析。

7、本公司现有的劳动力、技术、机械设备能力和施工管理经验。 第二节编制依据 根据设计施工图纸和技术文件要求,本工程在施工及竣工验收中应遵守国家现行有关规程和规,必须达到国家及省、市行业的有关法规、规的要求: 1、中华人民国建筑法; 2、中华人民国合同法; 3、冷藏库建筑工程施工及验收规(SBJ11-2000) 4、建筑结构制图标准(GB/T50105—2001); 5、建筑结构荷载规(GB50009—2001); 6、建筑桩基技术规(JGJ94—94); 7、地下工程防水技术规(GB50108—2001); 8、建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2004) 9、砼结构工程施工质量验收规(GB50204—2002); 10、钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107—96); 11、钢筋焊接及验收规(JGJ18—96); 12、建设工程质量管理条例,国务院令第279号; 13、市经济特区建设工程施工安全条例; 14、建筑工程施工质量验收统一标准(GBJ50300—2001); 15、工程测量规(GBJ50026—93); 16、屋面工程技术规(GB50207—2002); 17、建筑地基基础工程施工质量验收规(GB50202—2002); 18、建筑地面工程施工及验收规(GB50209—2002); 19、混凝土结构工程施工质量验收规(GB50204—2002); 20、蒸压加气混凝土砌块(GB/T11968—1997); 21、建筑装饰装修工程质量验收规(GB50210—2001); 22、塑料门窗安装及验收规程(JGJ103—96); 23、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规(JGJ130—2001); 24、砌体工程施工质量验收规(GB50203-2002)

冷库控制器设计与实现

冷库控制器设计与实现 发表时间:2017-11-20T11:48:15.700Z 来源:《电力设备》2017年第20期作者:王长江韩爽 [导读] 摘要:近年来,随着农业结构调整和居民消费水平的提高,生鲜农产品的产量和流通量逐年增加,全社会对生鲜农产品的安全和品质提出了更高的要求。 (华商国际工程有限公司北京 100069) 摘要:近年来,随着农业结构调整和居民消费水平的提高,生鲜农产品的产量和流通量逐年增加,全社会对生鲜农产品的安全和品质提出了更高的要求。加快发展农产品冷链物流,对于促进农民持续增收和保障消费安全具有十分重要的意义。但也存在一些问题:落后的物流基础设施,不完善的物流供应链体系,薄弱的物流信息网络和物流技术落后。为了解决存在的问题,国家对冷链物流高度重视,加大投资。于是,冷库与气调库(冷库)如雨后春笋般地在全国各地建立起来,然而冷库的信息化管理方面却严重滞后,直接影响到冷链物流的发展。 关键词:冷库;控制系统;设计 1 冷库管理中存在的问题 据调查统计,目前冷库的使用过程中,存在以下问题: (1)温湿度的采集方式不合理。目前,冷库内温湿度的采集是通过在冷库内放置温、湿度计,然后每次要打开冷库,工作人员进入库内抄写温湿度表。不合理体现在三个方面:第一,不能及时掌握冷库内的温湿度,可能会造成果蔬的新鲜度和质量受损;第二,冷库对气密性要求很高,每次打开冷库门,必然会造成库内气体成分的波动,破坏气调状态,造成果蔬的新鲜度和质量受损,且额外消耗大量的电能源;第三,人工操作过程过于繁琐。 (2)温湿度的控制方式不科学。目前,温湿度的设置与控制是通过工作人员在冷库控制面板上的按钮来调节,调节的依据也是工作人员根据经验值人为设置。不科学体现在不适合无人值守的情况,导致了及时性差。针对上述问题,依托延安市科技攻关项目,设计并实现了冷库的温湿度采集与控制功能的信息化管理系统。运行结果表明,不仅方便了用户操作,及时掌握冷库内的温湿度情况,同时也提高了果蔬保鲜质量,延长了果蔬期,降低了能源损耗。 2 系统的设计 2.1 继电器控制电路 此小型冷库主要用于课程教学、实验研究等,不需长时间运行,故未设冲霜系统,必要时可进行人工扫霜。FU1为RT18-32X熔断器、QF1为BKN-3P-D16A小型断路器、KM1为GMC-18交流接触器、FR1为GTH-22热继电器,QF2为DZ47-63/C20小型断路器,KM1为CJX2-1210交流接触器。SB1为压缩机运行开关、SB2为压缩机停止开关、SB3为冷凝器风机运行开关、SB4为冷凝器风机停止开关。 控制流程:合上电源开关,先按下冷凝器风机运行开关SB3,交流接触器KM2得电,冷凝器风机运转,冷凝器风机电源指示灯亮起,再按下压缩机运行开关SB1,交流接触器KM1得电,压缩机启动运转,压缩机电源指示灯亮起。停机时,先按下压缩机停止开关SB2,压缩机运行停止,再按下冷凝器风机停止开关SB4。 对控制电路进行分析可知,压缩机控制电路设有热继电器,进行过载、缺相及三相电流不平衡的保护,而冷凝器风机控制电路未设热继电器;压缩机、冷凝器风机的启停需要手动控制,操作不便,未能实现自动控制。基于上述情况,在现有冷库、制冷设备的基础上,进行PLC控制系统设计,对控制电路进行优化设计。 2.2 远程监控系统设计 乐为物联云平台可将各类传感器、测量设备或工业仪器仪表接入该平台,并可以通过开发应用来监管和控制,用户通过手机APP、网页等可以以浏览器的形式访问数据库,并实现基于该平台数据的应用。此设计借助乐为物联云平台,结合 Arduino uno R3、Arduino Ethernet W5100网络扩展板、DS18B20传感器等实现冷库远程监控功能。DS18B20传感器工作温度范围在-55~+125℃,温度分辨率可达到0.0625℃,满足冷库温度精度要求。 在乐联网管理平台中添加我的设备、传感器与控制器,连接Arduino uno R3、Arduino Ethernet W5100网络扩展板、DS18B20传感器、路由器,再通过 USB 数据线将 Arduino uno R3与电脑连接,将编写好的程序经验证后传输到 Arduino uno R3后,即可通过网页和手机APP实时了解温度信息,当实时测量温度不在设定的正常温度范围内,手机APP及电脑监控界面就会出现警告,说明实时测量温度偏高或偏低。如库内温度正常温度范围设定在1~5℃,冷库未运行时,测量温度与库外温度相同,超出库内设定的正常温度范围,手机APP监控界面就会出现红色警告,如有需要,还可设计短信报警、微信监控等功能。 2.3 温湿度采集与控制系统 针对系统存在的问题,将参数设置、温湿度采集与控制以及报警系统集中用计算机管理,并可连接手机与iPad等智能通信设备,使得一方面通过计算机实现如下功能:通过计算机采集气调库的实时温湿度并显示;结合实时温湿度,再根据每种果蔬的设置的温湿度阈值,自动调节每个库的温度与湿度;发现报警。另一方面,通过手机或iPad实现实时温湿度的观察以及发现报警现象。 系统主要由数据采集控制的下位机和显示并调节控制的上位机两部分组成。系统是由N台(本系统中N=5)现场监控的下位机串联在RS485总线并连接到一台监控上位机构成。用户可以通过计算机上位机设定每一个气调库的温湿度的上下限值,对N个气调库温湿度进行监测,并按所设定上下限值实现自动调节,同时将采集到的温湿度的实时值传送给上位机。 系统采用B/S四层体系架构,基于数据库的模块化编程思想。其中数据库中存储了各种果蔬的温湿度标值及阈值、气调库的历史与实时温湿度值、以及预警与报警的相关资料值等。系统设计了四大类:数据访问类DataAccess、业务类Bussiness、菜单类Menu、页面消息类ShowMessagae等。程序主要包含了数据采集与显示、巡检、标校、调控、报警以及数据的统计汇总与分析对比等多个子程序。 2.4 系统管理的实现 冷库为全年运行,正常环境温度下通过两套机组运行时不同的温差设置可以解决机械故障问题。在室外气温>43℃或相对湿度>80%的情况下,将两套机组设置相同温差,交替运行。室外机组每月进行一次除尘清洗,制冷设备、冷库门及自控控制每季度进行一次保养检修。将室外机组放置在通风、洁净条件良好的环境下,以增加风量,远离各类灰尘,提高制冷率。采用大容量的壳管式蒸发器,以适用于温度较高的环境。使用光翅片式冷凝器,增加散热量,提高制冷效果。此外,每间存储库两套机组交替使用,有效的降低压缩机散热温

PLC电梯控制系统的设计

河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师

前言 随着电子技术的发展,当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求,根据系统的行为和功能的要求,自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证,直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外,其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成,也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期,以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路,即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上,都具有传统PLC无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献

2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式,达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件(PLD)等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体,与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示,主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数,采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。 2 人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备:用于永久性地存储用户数据,如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机等。

冷库设计方案

设计方案 设计依据 1.中华人民共和国国家标准《冷库设计规范》(GB50072-2001) 2.该冷库的工程尺寸及技术要求。 设备主要规格及技术要求 1.冷库分为工作间与隔热间两部分。其中冷库工作间有效工作区原有尺寸为 5700mm×3000mm×2600mm;隔热间有效工作区尺寸为1300mm×3000mm ×2600mm。 2.冷库工作间要求 (1)工作温度为-23℃到-30℃(平时零件储存温度)。 (2)工作间的门采用标准库门,门洞尺寸1000mm×1800mm,门的内外都有把 手,方便开启。工作间具有自动温控门锁,未达到设定温度,无钥匙无法打开, 达到设定温度(或断电)后才可打开。 (3)库温-30℃时一次进库铝合金零件重量300kg,入库零件温度30℃。当冷藏 箱温度高于-18℃时,5分钟内温度可以降到-18℃以下;冷藏箱可以在30分 钟内零件温度降到-35℃,机组运行压力0.3KG以上。 (4)门外安装风幕机,以减少温度流失。 3.冷库隔热间的要求 (1)温度要求≤-10℃ (2)隔热间的门采用标准库门,门洞尺寸1000mm×1800mm,采用压紧密封措 施,保证门的密封性良好。

(3)门内安装风幕机,以减少温度流失。 4.冷库两部分分别有照明,冷库照明符合国家标准。 5.冷凝器安装在厂房顶部(由于厂房屋顶距地面太高,机组需要做防雨罩。东北冬天、 春天风大容易给防雨罩刮倒,容易伤人及伤物。建议机组放在室内)。 6.冷库工作间制冷采用双机压缩机设计,两用两备。 7.冷库采用横河川仪无纸记录仪DX2004,精度0.3级,具有24小时记录温度功能。 采用日本岛电控制仪表,精度0.1级。传感器为PT100工业A级,并且独立与仪 表连接。采用声光报警装置,具有高低温报警功能。 8.控制系统采用PLC控制,由PLC环境控制器与人机界面组成,通过工控机能够实 现对冷库各室的监控。有485通信接口,具备远程数据通讯,能够实现动态检测 当前冷库各室的实测温度及设备运行状态等。 9.膨胀阀采用进口热力膨胀阀。 10.连接管路采用铜管,冷凝水路采用PVC管。 11.冷库内蒸发器具有自动除霜功能。冷库内设有接水盘,防止水滴到地面及货架上。 设有出水管路,方便除霜过程中水流出冷库外。 12.冷库板保温材料采用聚氨酯,厚度200mm。板内、外侧为彩钢板,厚度均为0.5mm。 13.新增门禁系统,门卡数30张,能有效记录开门关门的时间和温度(详见门禁系统 方案)。 冷库设计综述

冷库工程设计方案

冷库工程设计方案

目录 一.基本设备概况 (2) 二.设计规及冷库冷负荷计算 (6) 三、制冷系统方案的确定 (11) 四、制冷机及辅助设备的选择 (12) 五.冷库设计的特别要求技术规 (6) 六. 装配式冷藏库技术要求 (7) 七. 工程实施要求 (17) 八. 技术文件和资料要求 (28) 九、开工报告 (31) 十、材料进厂清单 (32) 十一、工具进厂清单 (33) 十二、工程材料、构配件、设备报审表 (34) 十三、压力<严密性>试验记录 (35)

一. 基本设备概况 二.设计规及冷库冷负荷计算 1 设计规 1.1 室外环境 1、夏季通风室外计算干球温度: TWK=5℃ ~38℃ 2、夏季空气调节室外计算日平均干球温度:33℃ 3、夏季空气调节室外计算日平均湿球温度: TWS=28℃ 4、夏季室外计算相对湿度: 30%~85% 5、年平均气压:1012 hPa 6、极端最高温度:42℃ 7、极端最低温度:5℃。 1.2 室环境 1、室温度:15℃~35℃,相对湿度:(70%冬季),(85%夏季) 2、室最大相对湿度:日平均不大于90%(25℃时) 3、地震地面加速度:水平加速度不超过0.2G,垂直加速度不超过0.1G 4、电力供应:TN-S制,额定电压为380V/220V,电压波动率:±7%,额定频率为50Hz,频率波动率:±2%,接地电阻不大于1Ω。 1.3 气候条件的适应性 西谷制冷设备厂所有设备能适应现场的上述条件,并针对项目所在地的具体情况,设有三防措施(防潮,防腐,防锈)并满足这些条件。 冷库为全年365天,连续运行。 1.4本项目的冷库制冷系统、库体工程是交钥匙工程,所提交的系统是通电即可使用的系统。西谷将对冷库总体性,成套性负责。 1.5客户所要求的系统为冷库系统套,库体工程套。西谷所生产的这些系统是优质、完整、技术先进、操作方便、免维护的独立冷源装配式冷库系统。系统须保证符合技术规格书的要求。其中包括招标技术文件中明确描述或暗示的以及有效完成系统功能所需的所有系统和设备的设计、制造、装配、检验、运输、仓储、安装、调试、初验、试运行、工程监督、劳务、最终验收和售后服务,以及上述工作所需的设备、材料、附件、配件、工具、仪器、易耗件和备件的提供等,并按照上述顺序向招标人移交完整的独立冷源装配式冷库系统、库体以及相关文件资料,并保证符合技术文件的要求。西谷只有在得到客户实业签发的验收合格书面证明后,各项工作和整个工程才能算完成。

相关主题