大型制冷车间及冷库控制系统设计与实现

摘要

改革开放后，尤其是进入21世纪，我国处于冷库建设的高峰期，主要分布个沿海城市等一、二线城市，及水果、蔬菜的主要产地。在冷库建设迅猛发展的过程中出现了诸多问题，主要表现在两方面:一是冷库自动化控制程度比较低;二是冷库节能措施未引起足够重视。
　　本文针对上述冷库发展中存在的问题，首先深入研究了制冷工艺和原理，结合实际应用经验，从冷凝压力节能控制技术、冷库融霜节能控制技术、压缩机变频节能技术等几个方面，对冷库节能技术与措施进行了研究和实现。通过对冷库控制系统中PLC控制技术、工业现场总线技术、SCADA监控技术、基于WEB的远程发布技术等关键技术的深入研究，结合制冷工艺和原理，将自动化高新技术应用到冷库自动及节能控制的实践当中。通过PLC及SCADA监控系统实现了冷库的全自动无人值守运行;基于WINCC监控软件设计实现了冷库的管控一体化;采用PID控制算法实现设备的高效无故障运行;利用工业现场总线实现了系统的远程监控与管理。
　　本文设计并实现的冷库自动控制系统已经投入运行，运行效果良好，有效提高了冷库自动化程度，在冷库节能方面的技术和措施也得到了充分验证。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 冷库控制系统研究背景

1．2 冷库发展国内外现状

1．3 冷库控制系统简介

1．3．1 集中式控制系统

1．3．2 分散式控制系统

1．4 本论文研究内容

2 制冷系统原理的研究

2．1 制冷系统的基本组成

2．1．1 压缩机

2．1．2 冷凝器

2．1．3 蒸发器

2．1．4 节流阀

2．2 制冷原理

2．2．1 制冷基本流程图

2．2．2 制冷剂压焓图

2．3 冷凝温度与环境干湿球温度关系

2．3．1 冷凝温度

2．3．2 干球温度

2．3．3 湿球温度

2．4 冷库融霜方式

2．4．1 电加热融霜

2．4．2 热气融霜

2．4．3 电加热与热气融霜比较

2．4．4 节能措施

2．5 螺杆式制冷压缩机特性

2．5．1 输气量和容积效率

2．5．2 功率和效率

2．5．3 节能措施

2．6 本章小结

3 冷库控制系统关键技术的应用

3．1 PLC控制技术的应用

3．1．1 PLC控制器概述

3．1．2 PID控制技术

3．2 SCADA系统的应用

3．2．1 介绍

3．2．2 西门子SCADA系统

3．3 工业现场总线技术的应用

3．3．1 工业现场总线介绍

3．3．2 MODBUS现场总线技术

3．3．3 Profibus DP现场总线技术

3．3．4 工业以太网现场总线技术

3．4 变频控制技术的应用

3．4．1 变频器基本原理

3．4．2 变频节能技术

3．5 本章小结

4 冷库控制系统的设计与实现

4．1 冷库控制系统的结构

4．2 控制系统设计与实现

4．2．1 压缩机控制系统

4．2．2 制冷控制系统

4．2．3 水路控制系统

4．2．4 空调控制系统

4．2．5 SCADA监控系统

4．3 压缩机变频节能控制

4．3．1 变频控制原理

4．3．2 电气原理图

4．3．3 PLC程序代码

4．4 冷凝压力节能控制

4．4．1 节能计算

4．4．2 PLC程序代码

4．5 融霜节能控制

4．5．1 融霜控制原理

4．5．2 PLC程序代码

4．6 SCADA监控系统

4．6．1 西门子WINCC系统简介

4．6．2 基于总线技术的网络结构

4．6．3 WINCC的WEB发布

4．6．4 SCADA监控系统部分画面

4．7 冷库系统运行效果分析

4．8 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢