冷庫自動化控制現狀及管理應用

　　冷庫經過了原始的機械制冷、氨液設備制冷、氟設備制冷一直到現在環保節能冷庫，一步步走向今天更節能、更環保、更有效的自動化管理。
　　自70年代起，繼美國之后，日本、法國等先后研究設計了微機控制分散式制冷系統，而且發展很快。這主要是由于其系統簡單，實現微機全自動控制，既節能，又確保食品的貯藏質量。采用微機控制和調節生產過程，使制冷裝置保持在最經濟、最合理的工況下運行，使食品在冷加工和冷藏過程中保持最好的質量，同時可以降低經營管理費用。整個制冷裝置由一臺主計算機(自由程序)和一臺備用的計算機(固定程序)來控制。

　　我國大型冷庫一般為集中式供憐方式，系統復雜，實現金自動控制的難度較大，就目前國內大型冷庫自動化程度看，一般是制冷壓縮機、中間冷卻器、低壓循環貫主液桶等設備實現局部自動控制，也即處于自控發展的第二三階段。而中小型冷庫，特別是采用氟利昂為工質的，一般為分散式供冷方式，制冷壓縮冷凝機組與庫房冷卻器采用一一對應方式，制冷系統簡單，每個庫房的系統相對獨立，控制參數少，易于實現微機全自動控制。可以對每個小系統獨立控制，然后再由一臺主機進行匯總、顯示、報警，即為微機分散式控制的第四代自控技術。目前在國內，一般只做到對制冷系統的自動控制，在貨物進出、裝卸作業自動化、庫房計算機管理、工廠人員自動化管理等方面還需要進一步努力。品質不高，往往難以達到更高精度的調節要求。特別是難以適應大的負荷變化和工況變化，同時調節系統不能對多個信號進行綜合處理和調節;③可編程控制器階段，在制冷控制系統中引入串級調節與補償調節，并完善專用的電動執行器，④隨著現代科學技術的迅猛發展，電子計算機技術在各個領域中普遍應用。加之現代控制論的發展，使自動化技術產生了新的飛躍。

　　一、冷庫節能控制系統的主要特點以及存在的問題

　　（1）冷庫設備自動控制水平低，完全依賴于人工操作，而人的主觀能動性與技術水平等，因人因時等都有很大的差異，難以達到最佳控制。

　　（2）壓縮機星--三角起動時對壓縮機設備以及電網沖擊，影響設備使用壽命；而且，設備起動完成后只能全速運行，通過調整回氣閥門（蒸發壓力）開口度來控制制冷能力。造成電耗浪費，設備故障率較高，運行的經濟性差。  

　　（3）各分支庫根據儲物不同或出入庫情況變化以及保溫性能差異，難以做到各分支庫根據自身需求，分別自動調節制冷量，對原不需要制冷的分支庫造成過度制冷的浪費現象；蒸發器除霜以及冷卻水泵運行難以達到最佳效果。 

　　二、進行自動化控制改造的目的
　　隨著電子技術的發展，可編程序控制器（PLC）、交流變頻調速技術的成熟發展，各種類型檢測用傳感變送器的大量應用，使得自動化控制功能越來越強大，系統優化和節能管理控制能力也越來越強。為冷庫的自動化改造提供了良好的前提條件。通過改造，實現自動化智能控制，提高冷庫儲藏質量，降低電耗，提高設備使用壽命，降低設備故障率，減少值班人員費用。綜合提高冷庫效益，2年內確保收回投資成本。 

　　 三、冷庫設備改造的主要工作

　　（1）冷庫的自控系統采用S7 PLC控制與編程；通過MPI通訊實現與上位機之間的數據通訊；對于大型冷庫，采用Profibus-dp通訊方式，與各分支冷庫、冷卻間控制設備實現全數據交流； 

　　（2）制冷壓縮機采用交流變頻調速裝置拖動；通過modbus通訊與PLC實現全數據交換以及控制；  

　　（3）用上位機+工業觸摸顯示器（或觸摸屏）+wincc組態軟件制作冷庫系統的上位機管理畫面。實時動態顯示冷庫所有設備的運行狀態，記錄設備運行參數和運行曲線提供節能數據分析資料，對各種異常現象進行實時報警。 

　　（4）對調節站的進氣閥改為電動機構，增設各類所需的傳感器，實現PLC自動控制。 

　　（5）實現水產冷庫的制冷系統自動化運行調試。 

　　四、冷庫設備改造后具有的功能：  

　　（1）對整個冷庫系統進行上位機管理控制，在上位機上，用畫面實時顯示冷庫各冷卻間溫度、壓縮機運行狀況、設備各點的工作狀態，如設備起停、運行、故障、閥控狀態、各冷間設定溫度值和實際控制值等等，用曲線記錄各冷間溫度，壓縮機運行負載電流。對溫度、壓力等參數實現實時監控報警提示，顯示回氣閥壓力等參數和操作設備的運行。具有針對不同制冷間儲藏不同儲物的工藝溫度，設定儲藏溫度和最佳制冷能力（回氣壓力）等工藝參數數據庫供用戶調用。  

　　（2）系統按照無人值守方案考慮，并考慮每間冷庫溫度單獨檢測與控制，實現閥開閉度與當時開機本庫房實測溫度的閉環控制。溫度的檢測與控制采用PLC，溫差控制范圍的精度高；冷庫的實測溫度與設定溫度均在觸摸屏上顯示，并設有上限、下限報警功能  

　　（3）系統具有自動和手動控制的雙位運行功能，并設有多種自動保護裝置，出現故障時，自動給出報警信號（可以遠程傳送報警信號）提醒用戶進行處理，出現嚴重事故時自動停車并報警。用戶如需要，可以采用發送短信通知方式告知用戶。系統具有控溫準確，操作簡單，可靠性高等優點。  

　　（4）壓縮機具有軟起動、軟停車，連續平滑調速功能，可延長設備壽命，實現節能調節。根據各冷間實測溫度進行智能模糊起停控制，減少起停次數。  

　　（5）根據工藝要求設置有入庫、出庫、儲藏等不同工作模式；針對不同庫房的實際情況，進行單獨自動控制；通過PLC編程，針對庫房存儲物儲藏需求、分別設置不同溫度，通過自動調節供液閥或冷風機速度，既滿足不同冷凍房冷凍（冷藏）要求，又避免個別庫房過度冷凍的浪費現象。如此溫庫調節可以達到節能的要求，也能滿足某些庫房高精度溫度調節的需要，溫控可達到0.250C的精度要求。  

　　（6）利用峰谷電價，夜間做制冷節能儲備，降低電價消耗；  

　　（7）具有回氣壓力閉環調節穩定功能，實現最佳節能運行控制模式；調節站控制閥根據對應冷凍（冷藏）間實際溫度與設定溫度之間的差值，以及各冷藏庫間溫度差值的大小自動進行調整，無差值時閥關閉，差值大時閥的開口度自動增大，差值小時閥的開口度自動減小； 

　　（8）對冷凝器結霜狀態進行自動檢測，及時除霜，保證冷凍效率的發揮；  

　　（9）對循環水冷卻系統，根據環境溫度，實際工作溫度，在保證冷卻作用工作狀態，實現閉環控制自動調節功能。  

　　（10）所有的風機運行監控功能，隨便哪臺風機停止運行，立刻給出報警信息；