调研报告--冷媒自动充填机控制系统的设计

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1、 本科生毕业论文(设计) 调研报告 题 目： 冷媒自动充填机 控制系统的设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 2011 年 2 月 27 日 冷媒自动充填机控制系统的设计 一、冷媒的概念 冷媒： （以下是是把载冷剂和制冷剂统称冷媒） 冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻效果之工作流体。依工作方式分类可分 为一次(Primary)冷媒与二次(Secondary)冷媒。依物质属性分类可分为自然(Natural)冷媒 与合成(Synthetic)冷媒。 理想冷媒：无毒、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、不燃烧、泄漏时易于察觉、 化学性安定、对润滑油无破坏性、具有较的蒸发潜

2、热、对环境无害 。 理想的冷媒物理特性： 1.蒸发压力要高 蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机之蒸发温度约为 05，冷冻库主机之 蒸发温度约为-20 -30，家用空调机之蒸发温度约为 510。蒸发温度愈低，蒸发压 力亦愈低，若冷媒之蒸发压力低於大气压力时，则空气易侵入系统，系统处理上较为困 难，因此希望冷媒在低温蒸发时，其蒸发压力可高於大气压力。 2.蒸发潜热要大 冷媒之蒸发潜热大，表示使用较少的冷媒便可以吸收大量的热量。 3.临界温度要高 临界温度高，表示冷媒凝结温度高，则可以用常温的空气或水来冷却冷媒而达到凝 结液化的作用。 4.冷凝压力要低 冷凝压力低，表示用较低压力即可将冷媒液化，

3、压缩机之压缩比小，可节省压缩机 之马力。 5.凝固温度要低 冷媒之凝固点要低，否则冷媒在蒸发器内冻结而无法循环。 6.气态冷媒之比容积要小 气态冷媒之比容积愈小愈好，则压缩机之容积可缩小使成本降低，且吸气管及排气 管可以用较小的冷媒配管。 7.液态冷媒之密度要高 液态冷媒之密度愈高，则液管可用较小的配管。 8.可溶於冷冻油，则系统不必装油分离器 理想的冷媒化学特性： 1.化学性质稳定 蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机之蒸发温度约为 05，冷在冷冻循环 系统中，冷媒只有物理变化，而无化学变化，不起分解作用。 2.无腐蚀性 对钢及金属无腐蚀性，氨对铜具有腐蚀性，因此氨冷冻系统不得使用铜管配管

4、；绝 缘性要好，否则会破坏压缩机马达之绝缘，因此氨不得使用於密闭式压缩机，以免与铜 线圈直接接触。 3.无环境污染性 对自然环境无害，不破坏臭氧层，温室效应低。 4.无毒性 5.不具爆炸性与燃烧性 二、研究背景 国外针对不同需要，通过多年工作已经掌握了一系列冷媒自动填充机设计制造技 术，我国制冷行业部分技术采取引进消化发展和自行开发能提供企业需要外，多数产品 还需要研究开发或通过引进消化吸收发展，逐步形成系列化。 因为冷媒自动填充控制系统的输入、 输出点数多， 兼有模拟量和开关量输入、 输出， 要求控制核心的实时数据处理能力强，响应时间快，采用 PLC 作为控制核心即能满足控 制的高要求，又能

5、满足企业的低投入要求。而采用 PLC 改造控制系统，投入少，系统的 使用寿命长，无须维修，维护容易，编程简单易学。因此用 PLC 控制的本系统有很大的 市场潜力和非常广泛的应用前景，具有很大的实际意义。 目前各厂家采用的冷媒充填设备大都是由微机控制 ， 虽然各种工作要求都能满足， 但是性能价格比较低 ，而且要由专业技术人员操作，不利于维护。作为现代工业三大 支柱 (机器人、CAD/CAM、PLC)之一的 PLC，具有可靠性高、操作灵活简单、抗干扰能 力强、接线简洁、性能价格比高等优点，再结合体积小价格低的触摸屏，这样整个控制 系统的性能价格比可以大大提高，操作简单易行，同时系统的可靠性和充填的

6、准确性也 得到了保证。 三、主要目标任务 综合运用所学知识，如模拟电子技术 、 数字电子技术 、 自动控制原理 、 现 代电气控制技术 、 可编程序控制器原理 ，设计一个冷媒自动充填机控制系统。 1）对以前所学知识进行系统的复习，全面的综合并将其联贯； 2）学会了独立的分析和解决问题和进行相关社会调查的能力； 3）学会了查阅文献的方法和培养查阅文献的良好习惯； 4）提高专业相关外文的阅读、翻译能力。提高专业英语水平； 5）提高编写程序的水平，优化软件结构。提高电脑绘图水平。 四、技术性能指标 1）采用 PLC 进行实时控制； 2）冷媒的注入量的精度为1g。 五、简要工作原理 以 PLC 为控制器， 结合真空感应器, 流量传感器,温度传感变送器， A/D 转换器等， 设计出一个冷媒自动充填机控制系统。 在系统中，温度传感变送器获得温度的感应电压，转变成 15V 的标准电压信号， 再由 A/D 转换器转换成数字信号进入 PLC 内部。PLC 将给定电压的