调研报告--冷库制冷装置集散控制系统的研究与设计

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1、冷库制冷装置集散控制系统的研究与设计 1 冷库制冷装置集散控制系统的研究与设计 一、 主要目标任务 综合大学期间所学的相关专业知识，如单片机原理及其应用 、 微机原理及其应 用 、 检测与传感技术 、 自动控制原理 、 微机控制技术等专业课程，完成一个冷 库制冷装置集散控制系统的设计。 1、了解和掌握冷库制冷的工作原理及其基本结构； 2、学习和掌握集散系统的原理和应用； 3、 将集散系统应用于冷库制冷系统， 并对整个控制系统的工作原理和运行控制作出 详细的设计，完成设计所要求的主要内容； 4、对系统进行 MCGS 组态软件仿真，对系统各个时刻的工作状态进行时时监控； 5、完成设计的程序编写与调

2、试，提高自身的编程能力。 6、翻译相关的英文文献资料，加强学生的专业英语的阅读与写作能力。 二、 技术性能指标 1、温度显示精度：0.2； 2、液位显示精度：0.1ml； 3、压力显示精度：0.1N； 4、控制能力：8 通道制冷控制； 5、控制方式：降温，恒温。 三、 简要工作原理 如图（1）所示为带有 4 台压缩机的冷库制冷系统，起主要结构图如图所示。 从制冷机蒸发器出来的制冷剂蒸汽（氨气）进入压缩机，由压缩机工作 压缩派入冷 凝器（冷却塔） ，经冷凝器冷却变成液体再进入储液桶，然后进入蒸发器再蒸发，这样 形成循环，制冷剂蒸发时吸收库房的热量在冷凝器中传给冷却水，从而产生制冷作用。 在图（1

3、）所示的制冷系统中，4 台压缩机并联工作，吸气口和排气口各有一压力表 冷库制冷装置集散控制系统的研究与设计 2 （变送器）和温度表（变送器） ，分别用来测量传送吸气压力（Pin） 、温度（Tin）和排气 压力（Pout） 、温度（Tout） 。在库房和冷却水出口也各有一温度变送器，分别用来测量传 送库房温度（Th）和冷却水出水温度（Tw） 。储液桶上装有一液位变送器用来测量传送制 冷剂液位高度 （Hy） 。 通过对这些数据监控和调节就可以达到对整个冷库制冷系统的控制。 在本次设计中采 RS-232 总线来实现对整个系统的集散控制，完成设计内容中的要 求。具体实现将在具体设计中完整体现。 四、

4、课题文献综述 文献 1：文献 1 针对冷库制冷控制参数多、管理复杂目前我国绝大多数冷库还处在 采用传统模拟控制器分散控制和人工管理的落后状态的情况，研究和设计了一种基于 库房 蒸发器 （冷风机） 供液泵 储液桶 冷凝器 压缩机 1 压缩机 3 压缩机 4 压缩机 2 储液高度 检测 储液高度 检测 储液高度检测 控制输出 监控计算机 各种报警 排 气 压 力 温度检测 冷 却 出 水 温度检测 制冷剂循环路径 Pin、Tin Th Hy Pout Tout Tw 图（1）带有多台压缩机的冷库集散控制系统 冷库制冷装置集散控制系统的研究与设计 3 MCGS 工作组态软件和 RS-485 总线网络

5、的冷库集散控制系统。 其中 RS-485 总线控制网络 的设计和现场控结构如下图（2）所示。现场控制设备选用 OMRON PLC 和 PI16F877 单片 机，各台 PLC、单片机和两台监控 PC 机连接在 RS-485 总线上，各台设备之间都可以进 行通信，采用两台 PC 机双机热备更加强了系统工作的可靠性。两台监控 PC 机都可以连 入局域、网甚至 Internet，这样只要连网的 PC 机装有 MCGS 软件，登录 MCGS 系统后都 可以对现场控制设备进行操作、管理、维护和监控。 该系统克服了冷库采用传统分散控制方式的操作和管理不方便， 控制性能、 质量差， 能耗大，效率低的缺点，不

6、但能有效的提高冷库的控制性能和质量和安全性、可靠性， 而且还能降耗，提高冷库的运行经济效益。该设计通过基于 MCGS 的“冷库集散控制系 统”进行了模拟调试和仿真运行，结果表明，本系统设计正确，效果良好，达到了预期 的设计任务目标，具有较好的实际运用价值。冷库采用微机集散控制系统对提高起控制 性能、质量和管理水平，从而提高其运行的经济是有效的。 文献 2：文献 2 是在分析氨制冷系统经典模型的基础上，采用面向对象的高级语言 技术，研究和设计了一冷库集散控制系统，实现了冷库的集散控制，并应用模糊控制来 调节冷库的温度和制冷动力设备，保证系统能高效稳定运行。本文研制了一以计算机为 上位机，以可编程控制器和单片机为下位机的冷库集散控制系统，该系统配以外围控制 和检测电路， 组成一以通信网络为纽带的集中显示操作管理， 控制相对分散， 灵活配置、 组态方便的计算机网络系统，实现了冷库的实时检测和控制，同时也在实施过程中引入 了模糊控制调节冷库的温度和动力设备，提高了系统的运行效率。 上位 管理 PC 现监控 PC 机 1 现监控 PC 机 2 现监控 PLC