冷庫自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造

發(fā)布時(shí)間：2022-10-11

作者：浩爽制冷

來源：浩爽制冷

冷庫自動化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用是有一個(gè)過程的，從最初的原始機(jī)械制冷、氨液制冷、氟制冷，到現(xiàn)在的環(huán)保節(jié)能冷庫，再發(fā)展到今天節(jié)能、環(huán)保、高效的冷庫自動化控制管理。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器（PLC）、隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)的成熟發(fā)展和各種檢測傳感器的廣泛應(yīng)用，自動控制功能越來越強(qiáng)，系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能管理控制能力越來越強(qiáng)。為冷庫的自動化改造提供了良好的前提。通過改造，實(shí)現(xiàn)自動智能控制，提高冷庫儲存質(zhì)量，降低功耗，提高設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，降低值班人員成本。全面提高冷庫效率，確保2年內(nèi)收回投資成本。

　　我國大型冷庫一般為集中冷卻模式，系統(tǒng)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)自動控制，目前國內(nèi)大型冷庫自動化，一般是制冷壓縮機(jī)、中間冷卻器、低壓循環(huán)主液桶等設(shè)備實(shí)現(xiàn)局部自動控制，即在自動控制發(fā)展的第二、第三階段。中小型冷庫，特別是氟利昂，一般分散冷卻，制冷壓縮冷凝機(jī)組和倉庫冷卻器一對應(yīng)，制冷系統(tǒng)簡單，各倉庫系統(tǒng)相對獨(dú)立，控制參數(shù)少，易于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動控制?？瑟?dú)立控制每個(gè)小系統(tǒng)，然后由主機(jī)匯總、顯示、報(bào)警，即微機(jī)分散控制的第四代自動控制技術(shù)。

　　目前，我國一般只實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的自動化控制，在貨物進(jìn)出、裝卸操作自動化、倉庫計(jì)算機(jī)管理、工廠人員自動化管理等方面需要進(jìn)一步努力。質(zhì)量低，往往難以滿足更高精度的調(diào)整要求。特別難以適應(yīng)大負(fù)荷變化和工況變化，調(diào)整系統(tǒng)不能綜合處理和調(diào)整多個(gè)信號；③在可編程控制器階段，將串級調(diào)節(jié)和補(bǔ)償調(diào)節(jié)引入制冷控制系統(tǒng)，完善專用電動執(zhí)行器，④隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代控制論的發(fā)展，冷庫自動化技術(shù)取得了新的飛躍。

　　一、冷庫節(jié)能控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及存在的問題

　　（1）冷庫自動化控制水平較低，完全依賴于人工操作，人的主觀主動性和技術(shù)水平差異較大，難以實(shí)現(xiàn)最佳控制。

　　（2）當(dāng)壓縮機(jī)星-三角形啟動時(shí)，會對壓縮機(jī)設(shè)備和電網(wǎng)產(chǎn)生影響，影響設(shè)備的使用壽命；此外，設(shè)備啟動后只能全速運(yùn)行，通過調(diào)整回氣閥（蒸發(fā)壓力）開口度來控制冷卻能力。造成電耗浪費(fèi)，設(shè)備故障率高，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差。

　?。?）各分支庫根據(jù)儲物不同或出入庫情況變化以及保溫性能差異，難以做到各分支庫根據(jù)自身需求，分別自動調(diào)節(jié)制冷量，對原不需要制冷的分支庫造成過度制冷的浪費(fèi)現(xiàn)象；蒸發(fā)器除霜以及冷卻水泵運(yùn)行難以達(dá)到更好效果。

　　二、冷庫自動化改造的主要工作

　　（1）冷庫的自控系統(tǒng)采用S7 PLC控制和編程；通過MPI通信實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信；對于大型冷庫，使用Profibus-dp通信分支冷庫、冷卻室控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)通信；

　　(2)采用交流變頻調(diào)速裝置拖動制冷壓縮機(jī)；modbus通訊與PLC實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)交換和控制；

　　(3)使用上位機(jī)工業(yè)觸摸顯示器(或觸摸屏)wincc組態(tài)軟件制作冷庫系統(tǒng)的上位機(jī)管理圖片。實(shí)時(shí)動態(tài)顯示所有冷庫設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行曲線，提供節(jié)能數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)報(bào)警各種異?，F(xiàn)象。

　　(4)將調(diào)節(jié)站進(jìn)氣閥改為電氣機(jī)構(gòu)，增加各種所需傳感器，實(shí)現(xiàn)PLC自動控制。

　　(5)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)冷庫制冷系統(tǒng)的自動運(yùn)行調(diào)試。

　　三、冷庫設(shè)備自動化改造后的功能：

　?。?）對整個(gè)冷庫系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)管理和控制。在上位機(jī)上，用圖片實(shí)時(shí)顯示冷庫各冷卻室的溫度、壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備各點(diǎn)的工作狀態(tài)，如設(shè)備啟停、運(yùn)行、故障、閥門控制狀態(tài)、各冷室的設(shè)定溫度值和實(shí)際控制值等，用曲線記錄各冷室的溫度，壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)載電流。實(shí)現(xiàn)溫度、壓力等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警提示，顯示回氣閥壓力等參數(shù)及操作設(shè)備的運(yùn)行。設(shè)置存儲溫度和最佳制冷能力(回氣壓力)等工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫，供用戶調(diào)用不同制冷室存儲不同存儲的工藝溫度。

　?。?）系統(tǒng)根據(jù)無人值守方案考慮，考慮每個(gè)冷庫溫度的單獨(dú)檢測和控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)啟動倉庫時(shí)閥門開關(guān)和測量溫度的閉環(huán)控制。采用溫度檢測和控制PLC，溫差控制范圍精度高；觸摸屏上顯示冷庫的測量溫度和設(shè)定溫度，并具有上下報(bào)警功能

　　（3）系統(tǒng)具有自動和手動控制的雙位運(yùn)行功能，并配備各種自動保護(hù)裝置。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動給出報(bào)警信號（可遠(yuǎn)程傳輸報(bào)警信號），提醒用戶處理，嚴(yán)重事故時(shí)自動停車并報(bào)警。如有必要，用戶可以通過發(fā)送短信通知通知用戶。該系統(tǒng)具有溫度控制準(zhǔn)確、操作簡單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

　?。?）壓縮機(jī)具有軟啟動、軟停車、連續(xù)平穩(wěn)調(diào)速功能，可延長設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)節(jié)。智能模糊起停控制根據(jù)每個(gè)冷室的測量溫度，減少起停次數(shù)。

　　(5)根據(jù)工藝要求設(shè)置不同的工作模式，如入庫、出庫、儲存等；根據(jù)不同倉庫的實(shí)際情況自動控制；通過PLC編程，根據(jù)倉庫存儲的需要，設(shè)置不同的溫度，自動調(diào)整供液閥或冷卻器的速度，不僅滿足不同冷凍室的冷凍（冷藏）要求，而且避免個(gè)別倉庫過度冷凍的浪費(fèi)。這樣，溫庫調(diào)節(jié)可以滿足節(jié)能的要求，滿足部分倉庫高精度溫度調(diào)節(jié)的需要，溫度控制可以達(dá)到0.250C精度要求。

　　(6)利用峰谷電價(jià)，夜間制冷節(jié)能儲備，降低電價(jià)消耗；

　　(7)具有回氣壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定功能，實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能運(yùn)行控制模式；調(diào)節(jié)站控制閥根據(jù)相應(yīng)冷凍(冷藏)之間的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的差異，以及各冷藏庫之間的溫差，自動調(diào)節(jié)各冷藏庫之間的溫差。

　　(8)自動檢測冷凝器結(jié)霜狀態(tài)，及時(shí)除霜，保證冷凍效率；

　（9）對于循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境溫度和實(shí)際工作溫度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的自動調(diào)節(jié)功能，以確保冷卻工作狀態(tài)。

　　(10)所有風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控功能，任何風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，立即給出報(bào)警信息；

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