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【常用控制器】冷库控制器解决方案

一、方案概述
  冷库自动化由制冷工艺系统的自动化和贮藏系统的自动化两项构成。目前,我们所做的只是制冷系统的自动化—它包括自动运行控制、实时监测、自动保护、数据的采集与处理,以及报表的自动生成。
 
二、应用范围
肉类,蛋类,奶制品,速冻食品,鱼,蔬菜,水果及饮料冷藏的冷库。



三、冷库的目的
冷库是一个用于储存食品的空间,预防易变质食品变坏。一个冷库的主要目的是用来冷冻和储存新鲜的,预冷的或是冷冻的食品。保存在冷库里面的食品一般包括肉类,蛋类,奶制品,速冻食品,鱼,蔬菜,水果及饮料等。当冷冻上述产品的时候,有很多的因素需要考虑。比如说肉类食品,这类食品是“死”的,当动物被屠宰后肉就开始变坏。而有些食品,比如说蔬菜和水果,是“活”的,当它们被采摘后新陈代谢不会马上停止,所以要保证合适的温度和湿度防止其变坏。湿度对于肉类来说也非常重要,虽然很多时候水分的流失在外观上看不出来,只有按照重量销售后才能看出很小的变化。对于很多的奶制品和饮料来说,一定要保存在一定的温度之下,这样才能防止某些化学反应及微生物活动的影响。
 
四、方案设计总括
新型的工业自动化控制系统是以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统。现代冷库制冷系统自动控制的概念,应当是利用信息技术为依托,通过各种检测和控制器件,按照制冷工艺的要求,组成一个较为完善的自控体系,使其在没有人直接参与的情况下,对受控对象及生产过程的运行状态实时监控,使设备与工艺系统按照预置的程序运行,并能自动保护。同时,对使用者提供人机对话界面, 能够显示各种参数的动、静态画面。可以打印、输出报表,进行相关数据处理和历史记录地追忆。在授权的情况下,能自由设定系统的运行状态。
 
PLC(Programmable Logie Controller)是一种非常成熟的工业控制器,已被广泛地应用于工业自动化控制。它用一台专用工业控制计算机作为上位机,与主控柜上的PLC、机组上的PLC和设备上的PLC通过通讯电缆将数据采集、显示,实现对设备的监测、控制、参数调节以及报警等功能,并可自动记录设备运行的参数数据及报警情况,以备查考。
 
五、冷库制冷系统自动控制系统的结构
控制系统采用工业总线型网络,保证各节点之间的可靠通讯。系统为集中监控、分散控制的控制模式。整个控制系统可划分为三个层次,即监控层、控制层和设备层。
 
1、监控层
由一台配备了组态软件的专用工控机,负责下位机(多个PLC)的集中监控和系统的参数配置、管理。在微机上显示各个监测点动态模拟画面、对系统的数据自动生成表格、定时或人为输出到打印机打印,并可在授权的范围内进行设置点的数据设置。
硬件配置:监控计算机、打印机、通讯卡、通讯电缆等。
软件配置:系统软件(Windows/xp的操作系统),监控组态软件。
 
2、控制层
控制层由多个PLC组成,每个PLC都是一个独立的子系统,负责对本地设备即PLC的I/O点进行数据采集和控制。通过通讯网络将所有相关的数据上传给上位监控机。
主要硬件设备:PLC控制器、通讯卡、通讯电缆转接器、人机界面、接口模块、通讯电缆等。
软件:PLC编程软件、人机界面组态软件、应用软件。
 
3、设备层
设备层在整个控制系统中处于底层,是整个控制系统的关键环节,是控制系统的执行机构和数据采集部分。主要包括执行器、检测单元。果将PLC比作人的大脑,那么执行机构就是人的手、脚,而检测元件就是人的眼、鼻、耳。
 
六、冷库制冷系统自动控制功能

1、制冷压缩机的控制


制冷压缩机
制冷系统采用自动型制冷压缩机,它是整个系统的关键设备。机组采用PLC 控制,每个机组使用一台PLC来控制本机组的运行,并进行保护。

人机界面
机组的人机界面可以就地显示制冷压缩机组的运行参数,如排气压力和温度、吸气压力、供油压力和供油温度、滑阀位置、开机次数、累计运行时间、主电机电流等。

阀值设置
机组上的PLC根据系统的需冷情况、吸气压力的变化自动调节压缩机能量滑阀的位置,使机组运行处在最佳的工作点。

记忆存储功能
机组的界面能记录最后数次故障的情况,包括发生的时间、故障类别、故障时的数据,这有助于维修人员对发生的故障进行分析。

机组具有完善的保护功能。
它有排气压力超高、油压差低、油温高、吸气压力低、主电机过载、油泵电机过载、吸气过滤器前后压差过大等保护与报警功能。
 
2、系统的控制
整个制冷系统设有‘自动’和‘手动’两种运行模式,可由‘系统配置菜单’选择“投入”模式。当系统处于‘自动运行’模式,压缩机设在‘远程’状态时,系统的开、停是根据库温和生产指令执行的,这时循环水泵、蒸发冷、冷风机、低压循环桶泵、压缩机都是由系统PLC按自动程序,判断系统的要求自动工作的。当系统处于‘手动’运行模式,压缩机设在‘本地’状态时,系统PLC不根据库温发出开停机的指令,水泵、蒸发冷、冷风机、低压循环桶和压缩机的开、停都由人工进行手动操作。手动操作和一般的手动冷库相同,不同之处是所有的开关是在PLC的人机界面上操作,或在计算机的显示器上点击‘鼠标’进行,使得操作更加简单方便。
 
蒸发式冷凝器和水泵的控制
可在组态界面选择手动、自动运行方式。自动运行方式具有‘夏季’和‘冬季’两种运行模式可选。自动运行时根据机组运行信号和冷凝压力自动控制水泵和蒸发式冷凝器的投入台数。当冷凝器的所有风机、水泵全部开启,冷凝压力高于1.5MPa时,报警停机电流保护。
冬季运行模式,根据冷凝压力依次先开各台冷凝器的风机,风机全部开启后再开各冷凝器的水泵;并可冬季根据负荷采取干式运行。
 
中间冷却器及低压循环桶的液位控制
采用丹麦Danfoss公司的氨用SV4(伺服控制器)+PMFL(液位调节阀)+AKS38(浮球液位开关)控制供液和液位,当液位超高自动报警–循环桶液位超高与压缩机组连锁。容器上装有磁浮子式液位计和压力表,由远程液位变送器与压力传感器和计算机连接。
氨泵的控制,根据系统实际负荷控制氨泵的开启台数。氨泵与冷风机供液电磁阀、回气电磁阀及压缩机连锁,设有氨泵压差过低、氨泵缺液及电机过载短路等保护措施。并按照均匀磨损自动替补的原则自动换开氨泵。
 
自动空分的控制
自动空分单独采用一台PLC进行自动控制。空分和压缩机运行联锁,在压缩机运行时自动放空。多点式空分可以对系统进行实时监测,对各个管路进行巡检放空。
库温的控制
考虑到冷库面积较大,温度波动较大且分布不均匀,故每间冷库设二只‘温度传感器’(中德合资久茂德牌),库温取两者的平均值。并将温度值输送到控制系统的PLC和主机,利用库温控制压缩机的开停,并可进行库温超高报警。
 
冷风机除霜控制
除霜控制设有手动和自动定时除霜两种选择(除霜时间及除霜间隔时间可根据实际情况自由设定)。由于热氨除霜存在一定的危险性,故除霜系统全部采用Danfoss的EVRA电磁阀和PMLX主阀(两级开启)进行精确控制。手动和自动除霜方式指除霜的指令是由人工发出或系统根据间隔时间自动发出,整个除霜的过程(即对供液电磁阀、回汽电磁阀、热氨阀等的开关及延时)可以由程序自动完成的。
 
整个系统都实现了智能自动化,但是需要指出,由于氨具有一定的危险性,即便是非常可靠的自动控制系统,也需人来监护,仍要定期或不定期的进行巡视,以保证系统更加可靠、安全地运行。系统加氨、加冷冻机油和放油因操作频率很低,仍用手动操作。
 
冷库自动化控制系统目前还不是很成熟,尽管在运行中都比较稳定,但是还是有很多值得改善的地方。
 
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