冷库氨制冷系统自动控制案例

1、个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途一、引言连云港天缘食品有限公司最近新建一座大型冷库，它先后分两期实施。2006年竣工的一期工程为三层，容积 23000M3容量5500 吨按肉类计算一一下同），2007年竣工的二期工程为四层，容积 35000M3容量8500吨，共计14个冷藏间，总容积58000 M3,容量14000吨；另有冻结间4间，计40吨/日。冷藏间设计温度为-22C;冻结间原设计为-25 C,后来将冷风机面积增加，实际能达到- 30c以下。该工程由国内贸易工程设计院设计，制冷工艺安装工程由烟台 冰轮集团施工。原设计制冷工艺部分是手指令程序控制，计算机辅 助管理。后来我们将制冷

2、工艺系统改为全自动程序控制，由冰轮集 团配合我们对图纸作了部分修改。 b5E2RGbCAP冷库制冷系统有氨系统和氟系统两种。在小型冷库中一般使用氟系统，它能比较容易地实现自控；大中型冷库用的则是氨系统， 由于氨制冷对安全性要求较高，而以前氨的自控元器件不过关、控 制技术不成熟，搞自动化的较少。现在，随着技术进步和计算机的 发展，利用信息技术改造传统的制冷工业已经成为可能。目前，有一些新建的冷库在上自动化，我省苏南就有二、三个中型氨系统的 自动化冷库，但设备都是全进口的，利用国产设备实现氨系统冷库全自动控制的，连云港天缘食品公司冷库在我省还是第一个。plEanqFDPw1 / 12个人收集整理资

3、料,仅供交流学习,勿作商业用途冷库采用计算机自动控制其制冷与配套动力系统，可以保证了制冷设备和系统稳定、可靠地运行，达到高效、节能、安全的目 的。据冰山集团 原大连冷冻机厂）的资料介绍，自动化冷库较传统 冷库一般可节电21%。天缘食品冷库的机房 含二期容量）和一期 库房于2006年1月开始安装，4月中旬进行自动控制的调试，5月 中旬完成；2007年8月二期库房竣工后并入使用。至目前为止已接 近两年，自动运行情况较好，对出现一些问题，及时作了适当地修 正，证明对氨制冷系统自动控制是完全可行的。初步核算一年多来 单位容量耗电量约为0.25kw.h/吨.日，是普通冷库耗电量的二分之 一至四分之一，低

4、于国家二级企业规定的标准 0.3kw.h/吨.日，而 且98%以上是用的低谷电，大大地降低了生产成本。DXDiTa9E3d二、冷库制冷系统与设备配置：2 1、系统配置制冷系统分-35C、-30 C、-10C三个。-35C系统用于冻结 间，-30 C用于冷藏间。这两个系统采用配搭式双级压缩循环，共用 一个中间冷却器-10 C）和同一高压级；高压级还用于-10 C的空调 系统，它通过两个卧式蒸发器为加工间夏季空调提供-3 2C的乙二醇溶液目前-10 C系统暂未上马。RTCrpUDGiT2 / 122-2,机房及库房的设备配置：机房-见下表TeT c机械负荷配机情况台产冷量-35*C70匕262KW

5、低压机ZKA20CBDY12S5KV-301C7眈5100低压机幻也WBDT27叱其中空调高压机EEA2 口 CBY高压机EKM6CBY21合计1i（rc/3TC）一r1n个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途2 3、制冷系统特点：2-3-K两个低温系统采取配搭式螺杆机双级压缩。单机 双级螺杆机大多是国外的产品，价格十分昂贵，而采用螺杆配搭式 双级压缩可以以较低的投资，可以取得同样的效果。具有节省系统 的运行费用、降低了压缩机的压缩比、容积效率提高的优点。本工 程由于把-35 C、-30 C的高压级与-10 C系统合并为同一系统，比起 其各自为独立的系统，可以大大减少压缩机组的使用台数，

6、并使得 压缩机组在部分负荷下的运行概率减低，增加系统的运行可靠性， 并节约了能耗，节省了投资。5PCzVD7HxA2-3-2中间冷却器使用了二次节流完全冷却方式。该方 式在国内刚处于起步阶段，具优点是可以减少节流过程中的不可逆 损失，减低了低压循环桶的供液温度 传统的一次节流中间冷却器盘 管温度比中间温度高5-7C,而二次节流完全冷却向低压循环桶的 供液温度即为中间温度），从而提高了低压级的产冷量。二次节流 的中间冷却器它除作低温系统的中冷外，还兼作 -10 C系统的循环 桶，附带了部分负荷，使单位功率的制冷量增大，系统运行费用降3 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途低，能取

7、得更大的节能。由于没有了独立的中间冷却器，使制冷系 统的管道简化了许多，也减少了初始的投资。jLBHrnAlLg2-3-3安装了蒸发式冷凝器，节约了水、电能的消耗。2-3-4系统中安装的多点自动空气分离器，能够连 续不断地将不凝性气体从设备中分离出来，以维持系统工作的经济 性。xHAQX74J0X 三、冷库自动控制情况：3 1、综述：冷库自动化由制冷工艺系统的自动化和贮藏系统的自动化两项 构成。目前，我们所做的只是制冷系统的自动化-它包括自动运行控制、实时监测、自动保护、数据的采集与处理，以及报表的自 动生成。LDAYtRyKfE新型的工业自动化控制系统是以标准的工业计算机软、硬件平 台构成的

8、集成系统。现代冷库制冷系统自动化的概念，应当是利用 信息技术为依托，通过各种检测和控制器件，按照制冷工艺的要 求，组成一个较为完善的自控体系，使其在没有人直接参与的情况 下，对受控对象及生产过程的运行状态实时监控，使设备与工艺系 统按照预置的程序运行，并能自动保护。同时，对使用者提供人机 对话界面，能够显示各种参数的动、静态画面。可以打印、输出报 表，进行相关数据处理和历史记录地追忆。在授权的情况下，能自 由设定系统的运行状态。Zzz6ZB2Ltk4 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途PLC（Programmable Logie Controller 是一种非常成熟的工业 控

9、制器，已被广泛地应用于工业自动化控制。它用一台专用工业控 制计算机作为上位机，与主控柜上的 PLC机组上的PLC和设备上 的PLC通过通讯电缆将数据采集、显示，实现对设备的监测、控 制、参数调节以及报警等功能，并可自动记录设备运行的参数数据 及报警情况，以备查考。dvzfvkwMII3 2、控制系统的结构：控制系统采用工业总线型网络，保证各节点之间的可靠通讯。 系统为集中监控、分散控制的控制模式。整个控制系统可划分为三个层次，即监控层、控制层和设备 层。321、监控层：由一台配备了组态软件的专用工控机，负责 下位机 多个PL。的集中监控和系统的参数配置、管理。在微机上 显示各个监测点动态模拟画

10、面、对系统的数据自动生成表格、定时 或人为输出到打印机打印，并可在授权的范围内进行设置点的数据 设置。rqyn14ZNXI硬件配置：监控计算机、打印机、通讯卡、通讯电缆等。软件配置：系统软件Windows/xp的操作系统），监控组态软 件。322控制层：控制层由多个PLC组成，每个PLC者B是一 个独立的子系统，负责对本地设备即 PLC的I/O点进行数据采集和 控制。EmxvxOtOco5 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途通过通讯网络将所有相关的数据上传给上位监控机。主要硬件设备：PLC控制器、通讯卡、通讯电缆转接器、人机 界面、接口模块、通讯电缆等。软件：PLC程软件、人

11、机界面组态软件、应用软件。323设备层：设备层在整个控制系统中处于底层，是整 个控制系统的关键环节，是控制系统的执行机构和数据采集部分。 主要包括执行器、检测单元。如果将 PLC比作人的大脑，那么执行 机构就是人的手、脚，而检测元件就是人的眼、鼻、耳。 SixE2yXPq 53 3、系统控制功能331、制冷压缩机的控制制冷系统采用自动型制冷压缩机，它是整个系统的关键设备。 机组采用PLC控制，每个机组使用一台PLC来控制本机组的运行， 并进行保护。6ewMyirQFL机组的人机界面可以就地显示制冷压缩机组的运行参数，如排 气压力和温度、吸气压力、供油压力和供油温度、滑阀位置、开机 次数、累计运

12、行时间、主电机电流等。 kavU42VRUs机组上的PLC根据系统的需冷情况、吸气压力的变化自动调节压缩机能量滑阀的位置，使机组运行处在最佳的工作点。y6V3ALoS896 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途机组的界面能记录最后数次故障的情况，包括发生的时间、故 障类别、故障时的数据，这有助于维修人员对发生的故障进行分 析。M2ub6vSTnP机组具有完善的保护功能。它有排气压力超高、油压差低、油 温高、吸气压力低、主电机过载、油泵电机过载、吸气过滤器前后 压差过大等保护与报警功能。0YujCfmUCw为了实现系统的自动运行和适应调试与维修的需要，制冷压缩 机的人机界面上设有

13、本地和远程两种控制方式。当 控制模 式设为本地 时，压缩机的开停由人工控制；当控制模式设为远程时，压缩机的开停为自动；如果系统运行状态为自动，压缩机设为本地，系统不能开启压缩机，整个系统不能 自动运行。一般情况，系统运行状态为自动，压缩机应设为远 程。eUts8ZQVRd3 3 2、系统的控制整个制冷系统设有自动和手动两种运行模式，可由系统配置菜单选择“投入”模式。当系统处于自动运行模 式，压缩机设在远程状态时，系统的开、停是根据库温和生产 指令执行的，这时循环水泵、蒸发冷、冷风机、低压循环桶泵、压 缩机都是由系统PLC按自动程序，判断系统的要求自动工作的。当 系统处于手动运行模式，压缩机设在

14、本地状态时，系统 PL C不根据库温发出开停机的指令，水泵、蒸发冷、冷风机、低压循 环桶和压缩机的开、停都由人工进行手动操作。手动操作和一般的7 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途手动冷库相同，不同之处是所有的开关是在 PLC的人机界面上操 作，或在计算机的显示器上点击鼠标进行，使得操作更加简单 方便。sQsAEJkW5T3321、蒸发式冷凝器和水泵的控制：可在组态界面选择手动、自动运行方式。自动运行方式具有夏季和冬季两种运行模式可选。自动运行时根据机组运行 信号和冷凝压力自动控制水泵和蒸发式冷凝器的投入台数。当冷凝 器的所有风机、水泵全部开启，冷凝压力高于 1.5MPa时，

15、报警停机 电流保护。GMsIasNXkA冬季运行模式，根据冷凝压力依次先开各台冷凝器的风机，风 机全部开启后再开各冷凝器的水泵；并可冬季根据负荷采取干式运 行。TIrRGchYzg3-3-2-2中间冷却器及低压循环桶的液位控制：采用丹麦Danfoss公司的氨用SV4司服控制器）+PMFL液位调 节阀）+AKS38浮球液位开关）控制供液和液位，当液位超高自动报 警-循环桶液位超高与压缩机组连锁。容器上装有磁浮子式液位 计和压力表，由远程液位变送器与压力传感器和计算机连接。7EqZcWLZNX氨泵的控制，根据系统实际负荷控制氨泵的开启台数。氨泵与 冷风机供液电磁阀、回气电磁阀及压缩机连锁，设有氨泵

16、压差过 低、氨泵缺液及电机过载短路等保护措施。并按照均匀磨损自动替 补的原则自动换开氨泵。lzq7IGf02E8 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途3 3 2 3、自动空分的控制：自动空分单独采用一台PLC进行自动控制。空分和压缩机运行 联锁，在压缩机运行时自动放空。多点式空分可以对系统进行实时 监测，对各个管路进行巡检放空。zvpgeqJIhk324、库温的控制：考虑到冷库面积较大，温度波动较大且分布不均匀，故每间冷库设二只温度传感器 中德合资久茂德牌），库温取两者的平均 值。并将温度值输送到控制系统的 PLC和主机，利用库温控制压缩 机的开停，并可进行库温超高报警。 Nr

17、poJac3v1325、冷风机除霜控制：除霜控制设有手动和自动定时除霜两种选择 除霜时间及除霜间 隔时间可根据实际情况自由设定）。由于热氨除霜存在一定的危险 性，故除霜系统全部采用 Danfoss的EVR犍磁KW口 PML灶阀 两级 开启）进行精确控制。手动和自动除霜方式指除霜的指令是由人工 发出或系统根据间隔时间自动发出，整个除霜的过程即对供液电磁阀、回汽电磁阀、热氨阀等的开关及延时）可以由程序自动完成 的。需要指出，由于氨具有一定的危险性，即便是非常可靠的自动控 制系统，也需人来监护，仍要定期或不定期的进行巡视，以保证系 统更加可靠、安全地运行。1nowfTG4KI9 / 12个人收集整理

18、资料,仅供交流学习,勿作商业用途系统加氨、加冷冻机油和放油因操作频率很低，仍用手动操 作。四、经验教训与问题：- - 1、需要有性能可靠的监控工具和程序软件。氨制冷系统对安全性要求较高，它的自动化控制比用于其他工业的控制复杂， 所以选择可靠、先进的控制器材和控制方式非常重要。PLC是以中央处理器为核心综合计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种 工业控制器，是取代传统控制模式的有效工具；而基于 PLC的SCAD A (Supervisory Control And Data Acquisition 数据采集与监视控制系统，为我们提供了一种可靠、灵活的监控方式。fjnFLDa5Zo编制程序是一件

19、细致而艰巨的重要工作。要求与制冷工艺人员 密切配合，以装置的整体为受控对象，综合考虑运行中各种参数之 间的关联和影响，以保证其在任何条件下，它都是一个符合实际 的、安全的和节能的最佳操作程序。tfnNhnE6e54 2、自动系统控制元器件的可控性、可靠性是整个系统自 动安全运行的关键。Danfoss公司的阀门质量可靠，并有良好的技 术支持和售后服务，使用该公司的产品，是理想的选择，但资金投 入较高。HbmVN777sL相反，同时安装的还有其他厂家的产品，都出现一些问题，有 的甚至不能用10 / 12个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途4 3、采用自动化控制，要求系统必须十分干净。为此，我 们将管材全部作了酸洗、钝化处理。即使如此，仍可能有点杂质， 需要检查清洗。V7l4jRB8HsDanfoss阀门的易损件 如线圈）要有备件，因为进口的手续非 常繁琐，需要较长的时间，必须早有准备。4-4、自动化的设计与安装要选择有实力、经验的承包商总 包，并要求他们有优良好的售