冷库自动化控制现状及管理应用

　　冷库经过了原始的机械制冷、氨液设备制冷、氟设备制冷一直到现在环保节能冷库，一步步走向今天更节能、更环保、更有效的自动化管理。
　　自70年代起，继美国之后，日本、法国等先后研究设计了微机控制分散式制冷系统，而且发展很快。这主要是由于其系统简单，实现微机全自动控制，既节能，又确保食品的贮藏质量。采用微机控制和调节生产过程，使制冷装置保持在最经济、最合理的工况下运行，使食品在冷加工和冷藏过程中保持最好的质量，同时可以降低经营管理费用。整个制冷装置由一台主计算机(自由程序)和一台备用的计算机(固定程序)来控制。

　　我国大型冷库一般为集中式供怜方式，系统复杂，实现金自动控制的难度较大，就目前国内大型冷库自动化程度看，一般是制冷压缩机、中间冷却器、低压循环贯主液桶等设备实现局部自动控制，也即处于自控发展的第二三阶段。而中小型冷库，特别是采用氟利昂为工质的，一般为分散式供冷方式，制冷压缩冷凝机组与库房冷却器采用一一对应方式，制冷系统简单，每个库房的系统相对独立，控制参数少，易于实现微机全自动控制。可以对每个小系统独立控制，然后再由一台主机进行汇总、显示、报警，即为微机分散式控制的第四代自控技术。目前在国内，一般只做到对制冷系统的自动控制，在货物进出、装卸作业自动化、库房计算机管理、工厂人员自动化管理等方面还需要进一步努力。品质不高，往往难以达到更高精度的调节要求。特别是难以适应大的负荷变化和工况变化，同时调节系统不能对多个信号进行综合处理和调节;③可编程控制器阶段，在制冷控制系统中引入串级调节与补偿调节，并完善专用的电动执行器，④随着现代科学技术的迅猛发展，电子计算机技术在各个领域中普遍应用。加之现代控制论的发展，使自动化技术产生了新的飞跃。

　　一、冷库节能控制系统的主要特点以及存在的问题

　　（1）冷库设备自动控制水平低，完全依赖于人工操作，而人的主观能动性与技术水平等，因人因时等都有很大的差异，难以达到最佳控制。

　　（2）压缩机星--三角起动时对压缩机设备以及电网冲击，影响设备使用寿命；而且，设备起动完成后只能全速运行，通过调整回气阀门（蒸发压力）开口度来控制制冷能力。造成电耗浪费，设备故障率较高，运行的经济性差。  

　　（3）各分支库根据储物不同或出入库情况变化以及保温性能差异，难以做到各分支库根据自身需求，分别自动调节制冷量，对原不需要制冷的分支库造成过度制冷的浪费现象；蒸发器除霜以及冷却水泵运行难以达到最佳效果。 

　　二、进行自动化控制改造的目的
　　随着电子技术的发展，可编程序控制器（PLC）、交流变频调速技术的成熟发展，各种类型检测用传感变送器的大量应用，使得自动化控制功能越来越强大，系统优化和节能管理控制能力也越来越强。为冷库的自动化改造提供了良好的前提条件。通过改造，实现自动化智能控制，提高冷库储藏质量，降低电耗，提高设备使用寿命，降低设备故障率，减少值班人员费用。综合提高冷库效益，2年内确保收回投资成本。 

　　 三、冷库设备改造的主要工作

　　（1）冷库的自控系统采用S7 PLC控制与编程；通过MPI通讯实现与上位机之间的数据通讯；对于大型冷库，采用Profibus-dp通讯方式，与各分支冷库、冷却间控制设备实现全数据交流； 

　　（2）制冷压缩机采用交流变频调速装置拖动；通过modbus通讯与PLC实现全数据交换以及控制；  

　　（3）用上位机+工业触摸显示器（或触摸屏）+wincc组态软件制作冷库系统的上位机管理画面。实时动态显示冷库所有设备的运行状态，记录设备运行参数和运行曲线提供节能数据分析资料，对各种异常现象进行实时报警。 

　　（4）对调节站的进气阀改为电动机构，增设各类所需的传感器，实现PLC自动控制。 

　　（5）实现水产冷库的制冷系统自动化运行调试。 

　　四、冷库设备改造后具有的功能：  

　　（1）对整个冷库系统进行上位机管理控制，在上位机上，用画面实时显示冷库各冷却间温度、压缩机运行状况、设备各点的工作状态，如设备起停、运行、故障、阀控状态、各冷间设定温度值和实际控制值等等，用曲线记录各冷间温度，压缩机运行负载电流。对温度、压力等参数实现实时监控报警提示，显示回气阀压力等参数和操作设备的运行。具有针对不同制冷间储藏不同储物的工艺温度，设定储藏温度和最佳制冷能力（回气压力）等工艺参数数据库供用户调用。  

　　（2）系统按照无人值守方案考虑，并考虑每间冷库温度单独检测与控制，实现阀开闭度与当时开机本库房实测温度的闭环控制。温度的检测与控制采用PLC，温差控制范围的精度高；冷库的实测温度与设定温度均在触摸屏上显示，并设有上限、下限报警功能  

　　（3）系统具有自动和手动控制的双位运行功能，并设有多种自动保护装置，出现故障时，自动给出报警信号（可以远程传送报警信号）提醒用户进行处理，出现严重事故时自动停车并报警。用户如需要，可以采用发送短信通知方式告知用户。系统具有控温准确，操作简单，可靠性高等优点。  

　　（4）压缩机具有软起动、软停车，连续平滑调速功能，可延长设备寿命，实现节能调节。根据各冷间实测温度进行智能模糊起停控制，减少起停次数。  

　　（5）根据工艺要求设置有入库、出库、储藏等不同工作模式；针对不同库房的实际情况，进行单独自动控制；通过PLC编程，针对库房存储物储藏需求、分别设置不同温度，通过自动调节供液阀或冷风机速度，既满足不同冷冻房冷冻（冷藏）要求，又避免个别库房过度冷冻的浪费现象。如此温库调节可以达到节能的要求，也能满足某些库房高精度温度调节的需要，温控可达到0.250C的精度要求。  

　　（6）利用峰谷电价，夜间做制冷节能储备，降低电价消耗；  

　　（7）具有回气压力闭环调节稳定功能，实现最佳节能运行控制模式；调节站控制阀根据对应冷冻（冷藏）间实际温度与设定温度之间的差值，以及各冷藏库间温度差值的大小自动进行调整，无差值时阀关闭，差值大时阀的开口度自动增大，差值小时阀的开口度自动减小； 

　　（8）对冷凝器结霜状态进行自动检测，及时除霜，保证冷冻效率的发挥；  

　　（9）对循环水冷却系统，根据环境温度，实际工作温度，在保证冷却作用工作状态，实现闭环控制自动调节功能。  

　　（10）所有的风机运行监控功能，随便哪台风机停止运行，立刻给出报警信息；