基于PLC的制冷设备控制系统设计8200字论文.docx

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基于PLC的制冷设备控制系统设计

目录

摘要 1

1绪论 2

1.1课题研究的目的及意义 2

1.2课题研究的内容及思路 2

2制冷系统的总体设计 2

2.1制冷设备简介 2

2.2制冷循环系统总体架构设计 3

2.3主要电器元件的介绍与选型 4

2.3.1系统可编程控制器介绍与选型 4

2.3.2温度传感器介绍与选型 5

2.3.3电动调节阀介绍 6

3制冷循环系统硬件设计 6

3.1系统制冷设备主电路图设计 6

3.2制冷控制系统的INO接线分配 7

4制冷循环系统的软件设计 8

4.1控制系统的流程设计 8

4.1.1系统开启流程 8

4.1.2系统关闭流程 9

4.1.3PID闭环温度控制流程设计 10

4.2制冷系统控制程序的设计 11

5制冷循环系统的调试与仿真 16

总结 20

展望 20

参考文献 20

摘要：在制冷设备的运行控制中，利用可编程控制器，完成该制冷系统的启动运行以及温度控制等功能。各种形式制冷系统主要依赖各种状态成分不同制冷剂在该系统中连续循环，每个制冷机组有效处理制冷剂各种状态变化，通过制冷剂的散热达到不断冷却冷库并保持低温的效果。为了改善传统制冷设备中机器经常启停，损耗耗能量严重，运行过程繁琐的缺点，在设计中采用PID控制(比例-微分-积分控制)来完成对温度的精准把控。极大地降低了人工控温难度，避免了各制冷单元的经常启停。对于该系统的设计，首先需要了解制冷行业大型设备的基本原理，并进行总体思路设计，电气硬件选型，主电路图设计，软件程序设计等。工艺主要采用西门子S7-1200可编程控制器完成信号输入、处理以及控制指令的输出。通过仿真调试，不断修缮改进，完成该系统的设计功能需求。

关键词：制冷；PLC;自动控制系统

1绪论

1.1课题研究的目的及意义

由于生活日益改善，人们对食品更新能力的需求也愈来愈高，很多距离较远的运输为了保持果蔬、海鲜、乳制品等特殊食材的新鲜度，经常在运输工具中自带制冷设备，保持低温。当然，为了保证食品尽可能的不被浪费，很多容易腐败的食物也会被送入低温环境中保存。不仅是食品，在生产生活总，许多特殊药品、特殊材料也需要低温保存。因此，对于制冷系统的研究与改善显得尤为重要。在过去常见冷库中，大多采用人力来操作和处理各种状态下的制冷剂，达到制冷效果。并只能通过压力信号开启不同数量压缩机的方式控制控制温度。

为了更方便制冷系统的启停，更精准的控制冷库中的温度，本设计使用可编程控制器处理开停或限制温度信号，完成信号在各单元中的传输，控制整个系统的运作过程。在极大改善控制流程的基础上加强应对不同环境，不同制冷剂的温控需求。

1.2课题研究的内容及思路

在完整的制冷系统中，包含压缩机组、冷凝器、节流阀、蒸发机等制冷及电气设备。利用PLC控制制冷机组的启停，并根据制冷剂过热度调整制冷剂流量，使冷库内温度稳定在一定范围内。由于制冷机组为循环机组，在启停过程中，为了保护机组中的设备，要注意各种制冷设备的启停顺序，避免减少机组寿命。按照设计方案的基本内容，主要设计内容方案包括：

(1)了解各种制冷设备的基本原理，充分理解制冷设备的作用及制冷流程，确定相应的方案流程。

(2)对硬件设备进行设计，绘制相应的系统模型图。完成对可编程控制器以及温度传感器的选型。完成地址分配及电路图的绘制。

(3)对该系统的软件程序进行设计，根据控制要求完成梯形图与流程图，并通过仿真测试该系统，实现系统功能。

2制冷系统的总体设计

2.1制冷设备简介(1)压缩机

压缩机是整个制冷系统的核心部分。压缩机将来自蒸发冷风机的过热气体通过电机所带动的活塞对其进行压缩，之后由排气管排出高温高压的蒸汽并将气体输送给冷凝器，进而为整个系统提供动力。制冷机组由压缩机为机组输送电能，将整个系统中的热量排出。

工业行业常用的压缩机分为转子式、离心式等多种类型。大多情况下，一个完整的制冷系统中，不会只有一台压缩机。在实际设备生产中，可以根据不同需求调整数量，但配备的压缩机所能达到的制冷量必须满足环境需求，也就是应该满足蒸发冷风机中的负荷量。当然，压缩机类型的选择必须满足产品所需要的制冷剂类型，根据压力比大小，尽可能的提高输气及压缩效率。

(2)冷凝器

冷凝器本质上属于一种换热器，是大多制冷系统常用的主要换热设备，一般情况下为排管形式。能够将气体中的热量扩散到管子周围的空气中，进而冷却为液态。

由于冷凝器为了扩大散热面积，存在着大量的管道空间，因此在制冷系统中，冷凝器同样是很