1、PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页1摘要在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm 的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s 的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破
2、。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行 PC 之功能着，亦被视为 PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与
3、工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。关键词：传感器 可编程控制器 AbstractIn the basic subject research, the sensor has the prominent status. The modern science technologys development, entered many new domains: For example must observe over a thousand light years PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页2macroscopically the boundless universe
4、s, microscopically must observe slightly to the cm granule world, on longitudinal must observe is hundreds of thousands of year heavenly body evolution, short to s instantaneous response. In addition, but also appeared to deepened the material to know that developed the new energy, the new material
5、and so on to have the influential role each kind of violent engineering research, like superhigh temperature, ultralow temperature, ultrahigh voltage, ultrahigh vacuum, megagauss field, ultra weak magnetism dang and so on. Obviously, must gain the information which the massive human sense organ is u
6、nable to gain directly, has not adapted the sensor is impossible. Many basic science researchs barrier, first lies in the object information the gain existence difficulty, but some new mechanisms and the high sensitivity examination sensors appearance, will often cause in this domain the breakthroug
7、h. Some sensors development, often is some edge discipline development pioneer.PC is a number character style electronic installation, it has used the programmable memory save instruction. Uses for to carry out such as logic, in turn, the time, functions and so on counting and calculation, and throu
8、gh digital either the similar input/output module, control each kind of machinery or the working routine. If a digital computer is engaged in carries out function of the PC, also regards as PC, but not including drum type or similar mechanical type sequence controller.The programmable controller is
9、one kind of digital operation operation electronic system, for designs specially in the industry environment application. It uses a kind of programmable memory, uses in its internally stored program, the actuating logic operation, the sequential control, fixed time, counting and arithmetic operation
10、 and so on face users instruction, and through digital either simulation type input/output control each type machinery or production process. The programmable controller and the related external instrumentation, press connect a whole easy with the industrial control system, easy to expand its functi
11、on the principle design.Key word: Sensor PLC PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页3第 1 章 绪论目前,我国中、小型冷库的控制系统主要采用人工或集中式控制。由于制冷设备多，操作频繁，这不仅需要消耗大量的人力物力，而且能量额外浪费严重，控制品质和效率都得不到保证。与此同时科技学术的发展和计算机技术的广泛应用，使由继电器组成的顺序控制系统逐渐衰落。由于人们对机械控制的安全性、可靠性要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器（PLC ）最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于
12、其种种优点，目前，许多的控制方式已由原来的直流调速逐渐过度到了交流变频调速。因此，PLC 控制技术和变频调速技术就成为现代自动化控制行业的一个热点。针对冷库系统的高可靠性要求利用 PLC 构成冷库制冷控制系统，不仅可以实现制冷系统的集散控制，节省大量的人力物力，提高控制品质和效率，同时也可以完成制冷生产工艺的实时监控，从而实现对整个冷库运行过程进行自动监控和管理的目的。PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页4第 2 章 自动化冷库的外形冷库的外形多种多样，一般根据其容量以及所占地面积而设计。大多以方形、白色为主，也有因美观或其他原因而设计成其他形状或颜色。下面是冷库的外观和冷库房外观：PL
13、C 自动化冷库设计第 页 共 17 页5第 3 章 冷库的组成冷库，特别是大中型冷库是一个建筑群，主要由建筑主体(主库)、其他设施组成，现概述如下。 3.1 主库 主库主要由下列单元组成。 (1)冷却间。冷却间是用来对食品进行冷却加工的库房。水果、蔬菜在进行冷藏前，为除去田问热，防止某些生理病害，应及时逐步降温冷却。鲜蛋在冷藏前也应进行冷却，以免骤然遇冷时，内容物收缩，蛋内压力降低，空气中微生物随空气从蛋壳气孔进入蛋内而使鲜蛋变坏。此外，牲畜屠宰后也可加工为冷却肉(中心温度 O4C)作短期储藏，肉味较冻肉鲜美。对于采用二次冻结工艺来说，也需将屠宰处理后的家畜胴体送入冷却间冷却，使食品温度由 3
14、5降至 4 0C，再进行冻结。冷却间的室温为 0-2C，达到冷却要求温度的食品称为“冷却物”，可转入冷却物冷藏问。当果蔬、鲜蛋的一次进货量小于冷藏间容量的 5时，也可不经冷却直接进入冷藏间。 PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页6(2)冻结间。对于需长期储藏的食品，需要将其由常温或冷却状态迅速降至一 15一 18C 的冻结状态，达到冻结终温的食品称为“冻结物”。冻结间是借助冷风机或专用冻结装置用以冻结食品的冷间，它的室温为-23-30C(国外有采用一 40C 或更低温度的)。冻结间也可移出主库而单独建造。 (3)再冻问。它设于分配性冷库中，供外地调入冻结食品中品温超过-8C 的部分在入库
15、前再冻之用。再冻间冷分配设备的选用与冻结间相同。 (4)冷却物冷藏间。这种冷藏间又称高温冷藏间，室温为 4-2C，相对湿度 8595，因储藏食品的不同而异。它主要用于储藏经过冷却的鲜蛋、果蔬；由于果蔬在储藏中仍有呼吸作用，库内除需保持合适的温湿度条件外，还要引进适量的新鲜空气。如储藏冷却肉，储藏时间不宜超过15 天。 (5)冻结物冷藏间。又称低温冷藏间，室温在一 18-25，相对湿度 9598，用于较长期的储藏冻结食品。在国外有的冻结物冷藏间温度有降至-28-30C 的趋势，日本对冻金枪鱼还采用了-45-50C 所谓超低温的冷藏间。 (6)气调保鲜间。气调保鲜主要是针对果蔬的储藏而言。果蔬采收
16、后，仍然保持着旺盛的生命活动能力，呼吸作用就是这种生命活动最明显的表现。在一定范围内，温度越高，果蔬呼吸作用越强，衰老越快。所以多年来生产上一直采用降温的办法来延长果蔬的储藏期。目前国内外正在发展控制气体成分的储藏，简称“CA”储藏，即在果蔬储藏环境中适当降低氧的含量和提高二氧化碳的浓度，来抑制果实的呼吸强度，延缓成熟，达到延长储藏的目的。一般情况下，气体成分控制如下：氧气为 25；二氧化碳为 04。 (7)制冰间。它的位置宜靠近设备间，水产冷库常把它设于多层冷库的顶层，以便于冰块的输出。制冰间宜有较好的采光和通风条件，要考虑到冰块入库或输出的方便，室内高度要考虑到提冰设备运行的方便，并要求排
17、水畅通，以免室内积水和过分潮湿。 (8)穿堂。穿堂是食品进出的通道，并起到沟通各冷间、便于装卸周转的作用。库内穿堂有低温穿堂和中温穿堂两种，分属高、低温库房使用。目前冷库中较多采用库外常温穿堂，将穿堂布置在常温环境中，通风条件好，改善了工人的操作条件，也能延长穿堂使用年限。常温穿堂的建筑结构一般与库房结构分开。 (9)其他。如电梯问、挑选间、包装间、分发间、副产品冷藏间、次品冷藏问、楼梯问等。 3.2 制冷压缩机房及设备间 (1)制冷压缩机房。它是冷库主要的动力车间，安装有制冷压缩机、中间冷却器、调节站、仪表屏及配用设备等。目前国内大多将制冷压缩机房设置在主库附近，且单独建造，一般采用单层建筑
18、。PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页7国外的大型冷库常把制冷压缩机房布置在楼层内，以提高底层利用率。对于单层冷库，也有在每个库房外分设制冷机组，采用分散供液的方法，而不设置集中供冷的制冷压缩机房。 (2)设备间。它安装有壳管卧式冷凝器、储氨器、气液分离器、循环储液桶、氨泵等制冷设备，其位置紧靠制冷压缩机房。在小型冷库中，因机器设备不多，制冷压缩机房与设备间可合为一间，水泵房也包括在设备间内。 (3)变、配电间。它包括变压器间、高压配电间、低压配电间(大型冷库还设有电容器间)。变、配电间应尽量靠近负荷大的机房间，当机房间为单层建筑时，一般多设在机房间的一端。变压器间也可单独建筑，高度不得
19、小于 5m，要求通风条件良好。在小型冷库中，也可将变压器放在室外架空搁置。变、配电间内的具体布置视电器工艺要求而定。 3.3 其他设施3.3.1 冷库的呼叫系统冷库的呼叫系统是为了防止人员被误关在冷间内而设置的，其控制原理包括呼叫、呼叫确认、呼叫回应和呼叫解除几个部分。新规范中没有要求冷库必需装设呼叫系统。由于现在的冷藏门有较大改进，在库内可以方便地将门开启，因而设计人员可根据需要进行设计。但如果有安装呼叫系统，冷间内门上方要设置常明灯。3.3. 2 货梯电源工程建设标准强制性条文的房屋建筑部分第 3-5-1 页规定电梯电源应专用，机房照明电源与电梯电源分开。因此按负荷的重要性，将货梯主机电源
20、和桥箱的照明、报警、通风电源，归为电梯电源从变配电所低压配电屏单独引出电源，货梯机房照明、空调、插座电源和井道插座、照明电源另从照明回路引出。3.3.3 消防设施冷库的消防设施可分为库内监控警报、室内消防设备、消防报警三部分。PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页8第 4 章 自动化冷库的电机选用一、压缩机组组合式冷库压缩机组的设计选型：无论何种品牌的压缩机组的选型,都是根据组合式冷库的蒸发温度及冷库有效工作容积来确定，另外还要参考冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率等参数。通常高温组合式冷库制冷量计算公式为：冷库容积901.16+正偏差，正偏差量根据冷冻或冷藏物品的冷凝温度、
21、入库量、货物进出库频率确定，范围在 100-400W 之间；中温组合式冷库制冷量计算公式为：冷库容积951.16+正偏差，正偏差量范围在 200-600W 之间；冷库压缩机组制冷量计算公式为：冷库容积1101.2+ 正偏差 ,正偏差量范围在 300-800W 之间。 PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页9冷库压缩机组的品牌选用主要根据用户对某种品牌的了解程度、维护方便、项目投资的数额各方面来考虑，目前国内通常选用法国的美优乐、美国的谷轮以及德国的比泽尔，这三种品牌的压缩机组性能都很稳定，而且三者在国内都有合资生产企业 第 5 章 自动化冷库编程控制的选用考虑到通用性，同时使用点位控制较为
22、方便，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对停车进行控制。当停车的动作流程改变时，只需改变 PLC 程序即可实现，非常方便快捷。最为主要的原因在于液压系统本身包括液压站，都是随车运动的。如果采用传统的继电器逻辑线路控制，不但结构复杂，控制柜体积亦大；而且各个继电器均在运动中动作，易受震动干扰，可靠性差。为此，我采用(PLC)对机械进行控制。5.1 PLC 的概述可编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，由此日本称它为顺序控制器（Sequence Controller)。5.2 PLC 的定义PLC 问世以来，尽管时间不长，但发展
23、迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会 NEMA（National Electrical Manufactory Association） 经过四年的调查工作，于 1984 年首先将其正式命名为 PC（Programmable Controller ），并给 PC 作了如下定义:PLC 自动化冷库设计第 页 共 17 页10“PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行 PC 之功能着，亦被视为 PC，但不包括鼓式或类似的机械
24、式顺序控制器。”以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了 PLC 标准的草案第一稿，第二稿，并在 1987 年 2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控
25、制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。5.3 PLC 的特点5.3.1 PLC 的主要特点1. 高可靠性（1） 所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离。（2） 各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为 1020ms。（3） 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4） 采用性能优良的开关电源。（5） 对采用的器件进行严格的筛选。（6） 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU 立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7） 大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2. 丰富的 I/O 接口模块PLC 针对不同的工业现场信号，如： 交流或直流； 开关量或模拟量； 电压或电流； 脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：
