基于PLC的冷库控制系统设计

基于PLC的冷库控制系统设计

摘要:针对由继电器控制的冷库对其进行相关控制时过程较为复杂，能耗大且缺乏足够的稳定性等问题，提出了以PLC为核心的冷库控制系统。该系统由压缩机，冷风机，加热融霜机等组成，能够较好的解决继电器控制系统冷库故障较多，可靠性差，接线复杂，使用寿命短等问题，并且实现加热融霜、低压报警、冷凝剂过低报警等功能，使冷库达到较为理想状态。

因此，本文中主要考虑使用PLC等自动化元器件来对冷库进行改造升级，从而实现小型冷库自动化运作的要求，降低其相关的费用和功耗。

关键词:PLC 小型冷库控制系统

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章绪论 1

1.1 冷库系统研究背景 1

1.2 国内外冷库发展状况 1

1.3 设计要求 2

第二章可编程控制器 3

2.1 PLC基本概念 3

2.2 PLC基本结构 3

2.2.1 中央处理器 4

2.2.2 存储器 4

2.2.3 输入输出口 4

2.2.4 电源 4

2.3 PLC特点 5

第三章系统硬件设计 5

3.1 冷库制冷系统 6

3.1.1 制冷原理 6

3.1.2 制冷循环 6

3.1.3 电气控制原理 7

3.1.4 电气元器件 8

3.2 断电延时型的Y-Δ降压启动控制线路 9

3.3 输入输出点分配 11

3.4 PLC外围接线图 12

第四章系统软件设计 13

4.1 冷风机 13

4.2 加热熔霜 13

4.3 压缩机报警 14

第五章温度控制 16

5.1 模拟量模块 16

5.2 模块接线图 16

5.3 PLC采集、处理模拟量的一般过程 16

5.4 温度传感器 17

5.4.1 热敏电阻特点 17

5.4.2 热敏电阻工作原理 17

5.5 A/D转换器 18

5.5.1 A/D转换器主要指标 18

5.5.2 A/D转换器分类 18

5.5.3 温度A/D值转换 18

5.6 温度采集梯形图 18

第六章总结 21

第七章参考文献 22

致谢 22

第一章绪论

1.1.冷库系统研究背景

冷库是采用人工制冷的方式使物品在某种特定的封闭环境内保持特定的温度来保证物品质量安全的装置。冷库随着社会的发展进步以及更多人们对于生鲜食品的需求，其功能及使用性能都发生了极大的完善。当前，冷库已经不仅仅应用于食品行业，同时也在医疗、科研、化工、电子等领域也都发挥了重要的作用。随着时代的发展，逐渐找到了冷库的新用途，比如冷库可以对大型高性能计算机提供降温，为疫苗、药品等医疗用品提供储存服务等。

近二十年来，随着自动化研究的不断深入和制冷行业在技术上的持续投入，我国逐渐涌现出来具备智能化水平的冷库开始投入运行。而且大量使用自动化技术，也被认为是目前提升冷库性能最佳的方式。在该类型冷库中，不仅能够对其温度进行精确地控制，也可以由相关的储藏货物识别最佳的储藏温度。这样不仅可以降低冷藏时的相关费用，还能够保持商品在储藏过程中的质量。而且过低的温度将构成较差的工作环境，不利于工人在冷库中的工作。此外，工作人员通过该系统，将轻松了解冷库的运行状况和相关的参数，并对异常情况进行预警，有问题及时表现出来，使系统安全稳定高效的运行，也使得冷库管理人员更好的管理系统而不至于花费太多心思与精力。

1.2 国内外冷库的发展状况

近年来，伴随着人们对健康绿色饮食的追求，生鲜食品受到了极大的追捧热爱，我国冷库系统也产生了很大的发展空间，但较之发达国家还是有极大的不足。虽然，我国拥有大量的冷库，但是其自动化水平较低，依然需要大量的人工来进行相关的控制工作。而且当前的这种电路控制方式的稳定性很差，后期的维护费用也很高，不能满足长时间运行的需要，而且还不能适用于大多数的冷库。有的仅仅是实现了部分的自动控制，缺乏商品在冷库中运输的自动化设计，使得整套系统仍然需要依赖人工手动的操作。

自动控制技术乃是国外冷库制造广泛应用的一项技术，而可靠性高，编程简单，功能完善是选择合适控制器必须考虑的方面。而国外相关领域十分注重PLC的应用和开发，这是由于它除了能够满足以上的需求，还能方便工作人员的使用，并极大地降低了能耗。而且在建设自动化系统中，主要是对压缩机吸入压力进行实时地测量。这样能够迅速了解制冷设备的运行情况，并减少系统构建的成本。国外冷库管理人员较国内相比就大大减少了劳动量，仅需2-3人便可以安全无误的运行一台冷库，晚上更可纯自动运行，无需人员留守，这对于劳动人口不足或是有意减少人工成本的某些企业来说莫不是一个很好的选择。

在实际的运行中，控制系统将通过对环境温度的监测，实时调整冷量的供应水平，从而保证冷库温度的稳定。因此将PLC系统应用到温度控制领域，将会帮助制冷行业实现对温度自动调节，提升其运行效率，减少后期的维护成本，保证商品不会在储存时受损，具有较大的经济意义和现实意义。

1.3 设计要求     

(1) 22千瓦压缩式制冷机一台，采用水冷式冷凝器；

(2) 冷却水泵一台和玻璃钢冷却塔一座；

(3) 4千瓦的水泵电机一台；

(4) 1.1千瓦的冷却塔电机一台；

(5) 室内实际温度在设定的范围内变化；

(6) 当电机运转出现问题时，能够及时切断电源，并向管理人员发出警报

参考文献

[1] 廖常初.S7-200 PLC 编程及应用[M].出版地:机械工业出版社2007

[2] 李刚.PLC-200应用实例[M].出版地：浙江大学出版社2006

[3] 余华明.冷库技术[M].出版地：人民邮电出版社2010