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冷庫自動化控制現狀及管理應用

分類:冷庫保養   作者:   發布時間:2018/9/23 23:11:57   瀏覽量:

  冷庫經過了原始的機械制冷、氨液設備制冷、氟設備制冷一直到現在環保節能冷庫,一步步走向今天更節能、更環保、更有效的自動化管理。
  自70年代起,繼美國之后,日本、法國等先后研究設計了微機控制分散式制冷系統,而且發展很快。這主要是由于其系統簡單,實現微機全自動控制,既節能,又確保食品的貯藏質量。采用微機控制和調節生產過程,使制冷裝置保持在最經濟、最合理的工況下運行,使食品在冷加工和冷藏過程中保持最好的質量,同時可以降低經營管理費用。整個制冷裝置由一臺主計算機(自由程序)和一臺備用的計算機(固定程序)來控制。

  我國大型冷庫一般為集中式供憐方式,系統復雜,實現金自動控制的難度較大,就目前國內大型冷庫自動化程度看,一般是制冷壓縮機、中間冷卻器、低壓循環貫主液桶等設備實現局部自動控制,也即處于自控發展的第二三階段。而中小型冷庫,特別是采用氟利昂為工質的,一般為分散式供冷方式,制冷壓縮冷凝機組與庫房冷卻器采用一一對應方式,制冷系統簡單,每個庫房的系統相對獨立,控制參數少,易于實現微機全自動控制。可以對每個小系統獨立控制,然后再由一臺主機進行匯總、顯示、報警,即為微機分散式控制的第四代自控技術。目前在國內,一般只做到對制冷系統的自動控制,在貨物進出、裝卸作業自動化、庫房計算機管理、工廠人員自動化管理等方面還需要進一步努力。品質不高,往往難以達到更高精度的調節要求。特別是難以適應大的負荷變化和工況變化,同時調節系統不能對多個信號進行綜合處理和調節;③可編程控制器階段,在制冷控制系統中引入串級調節與補償調節,并完善專用的電動執行器,④隨著現代科學技術的迅猛發展,電子計算機技術在各個領域中普遍應用。加之現代控制論的發展,使自動化技術產生了新的飛躍。


  一、冷庫節能控制系統的主要特點以及存在的問題

  (1)冷庫設備自動控制水平低,完全依賴于人工操作,而人的主觀能動性與技術水平等,因人因時等都有很大的差異,難以達到最佳控制。

  (2)壓縮機星--三角起動時對壓縮機設備以及電網沖擊,影響設備使用壽命;而且,設備起動完成后只能全速運行,通過調整回氣閥門(蒸發壓力)開口度來控制制冷能力。造成電耗浪費,設備故障率較高,運行的經濟性差。  

  (3)各分支庫根據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自身需求,分別自動調節制冷量,對原不需要制冷的分支庫造成過度制冷的浪費現象;蒸發器除霜以及冷卻水泵運行難以達到最佳效果。 


  二、進行自動化控制改造的目的
  隨著電子技術的發展,可編程序控制器(PLC)、交流變頻調速技術的成熟發展,各種類型檢測用傳感變送器的大量應用,使得自動化控制功能越來越強大,系統優化和節能管理控制能力也越來越強。為冷庫的自動化改造提供了良好的前提條件。通過改造,實現自動化智能控制,提高冷庫儲藏質量,降低電耗,提高設備使用壽命,降低設備故障率,減少值班人員費用。綜合提高冷庫效益,2年內確保收回投資成本。 


   三、冷庫設備改造的主要工作

  (1)冷庫的自控系統采用S7 PLC控制與編程;通過MPI通訊實現與上位機之間的數據通訊;對于大型冷庫,采用Profibus-dp通訊方式,與各分支冷庫、冷卻間控制設備實現全數據交流; 

  (2)制冷壓縮機采用交流變頻調速裝置拖動;通過modbus通訊與PLC實現全數據交換以及控制;  

  (3)用上位機+工業觸摸顯示器(或觸摸屏)+wincc組態軟件制作冷庫系統的上位機管理畫面。實時動態顯示冷庫所有設備的運行狀態,記錄設備運行參數和運行曲線提供節能數據分析資料,對各種異常現象進行實時報警。 

  (4)對調節站的進氣閥改為電動機構,增設各類所需的傳感器,實現PLC自動控制。 

  (5)實現水產冷庫的制冷系統自動化運行調試。 


  四、冷庫設備改造后具有的功能:  

  (1)對整個冷庫系統進行上位機管理控制,在上位機上,用畫面實時顯示冷庫各冷卻間溫度、壓縮機運行狀況、設備各點的工作狀態,如設備起停、運行、故障、閥控狀態、各冷間設定溫度值和實際控制值等等,用曲線記錄各冷間溫度,壓縮機運行負載電流。對溫度、壓力等參數實現實時監控報警提示,顯示回氣閥壓力等參數和操作設備的運行。具有針對不同制冷間儲藏不同儲物的工藝溫度,設定儲藏溫度和最佳制冷能力(回氣壓力)等工藝參數數據庫供用戶調用。  

  (2)系統按照無人值守方案考慮,并考慮每間冷庫溫度單獨檢測與控制,實現閥開閉度與當時開機本庫房實測溫度的閉環控制。溫度的檢測與控制采用PLC,溫差控制范圍的精度高;冷庫的實測溫度與設定溫度均在觸摸屏上顯示,并設有上限、下限報警功能  

  (3)系統具有自動和手動控制的雙位運行功能,并設有多種自動保護裝置,出現故障時,自動給出報警信號(可以遠程傳送報警信號)提醒用戶進行處理,出現嚴重事故時自動停車并報警。用戶如需要,可以采用發送短信通知方式告知用戶。系統具有控溫準確,操作簡單,可靠性高等優點。  

  (4)壓縮機具有軟起動、軟停車,連續平滑調速功能,可延長設備壽命,實現節能調節。根據各冷間實測溫度進行智能模糊起停控制,減少起停次數。  

  (5)根據工藝要求設置有入庫、出庫、儲藏等不同工作模式;針對不同庫房的實際情況,進行單獨自動控制;通過PLC編程,針對庫房存儲物儲藏需求、分別設置不同溫度,通過自動調節供液閥或冷風機速度,既滿足不同冷凍房冷凍(冷藏)要求,又避免個別庫房過度冷凍的浪費現象。如此溫庫調節可以達到節能的要求,也能滿足某些庫房高精度溫度調節的需要,溫控可達到0.250C的精度要求。  

  (6)利用峰谷電價,夜間做制冷節能儲備,降低電價消耗;  

  (7)具有回氣壓力閉環調節穩定功能,實現最佳節能運行控制模式;調節站控制閥根據對應冷凍(冷藏)間實際溫度與設定溫度之間的差值,以及各冷藏庫間溫度差值的大小自動進行調整,無差值時閥關閉,差值大時閥的開口度自動增大,差值小時閥的開口度自動減小; 

  (8)對冷凝器結霜狀態進行自動檢測,及時除霜,保證冷凍效率的發揮;  

  (9)對循環水冷卻系統,根據環境溫度,實際工作溫度,在保證冷卻作用工作狀態,實現閉環控制自動調節功能。  

  (10)所有的風機運行監控功能,隨便哪臺風機停止運行,立刻給出報警信息;



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