基于PLC的螺杆式压缩机制冷机组并联控制及远程监控系统设计

东南大学硕士学位论文基于淑琴申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：汤文成;杨六顺20090901基于淑琴导师姓名：汤文成教授杨六顺高级工程师学校名称：东南大学摘 要电子与信息技术的不断发展，给我国制冷设备及其机组的现代化控制提供了强有力的技术支持。为了充分发挥制冷设备效能，提升制冷设备及其机组的运行效率，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统设备进行技术改造，取得了良好的效果。用以态技术等组成电气数字控制系统，以实现自动控制与调节、人机交互和扩大监控效能，增加柔性、减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。论文以螺杆制冷压缩机组的控制设计为背景，介绍了螺杆压缩机制冷机组控制系统的设计方案，控制原理以及应用的技术。论文还研究了点以绍以螺杆压缩机制冷机组控制系统编程应用作了阐述，并对软件开发和数据库、高级语言的通讯等进行阐述。论文的操作、监视与参数设置部分，设计了自由口模式下及与控制系统的通信设计，对人机界面程监控部分，研究了本系统实现远程监控的特点和方法，详细论述了远程监控的画面功能设计、实时数据库设置和设备驱动设置。论文最后总结了课题研究的成果，结合作者的研究方向，讨论了课题中所用到的编程与接口技术，并对未来的研究方向提出了进一步的展望与构想。关键词：螺杆压缩机、态 of of n 0of of of a of LC as a Ml to of a to he on of he an on n 0AA in XO he LC MI on or on of on of he of in in in to in ey a LC 南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特另J；文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一 。 、研究生签名：垄盗骜日期堡2：2东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：趁遂导师签名：猃至懿：迦呈：拿第一章绪论11课题研究背景第一章 绪论随着现代电子和通讯技术的发展，应用可编程序控制器(制生产工艺过程的工业生产领域愈来愈多。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器在我国的发展与应用已有40多年的历史，现在它己经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。可编程序控制器问世于20世纪60年代，早期的可编程序控制器功能简单，只有逻辑、定时、计数等功能。80年代初期，微处理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展，使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程I0能力，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等，自诊断和容错技术也迅速发展。随着计算机和网络技术的普及应用，超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路的迅速发展，可编程序控制器的理速度得到很大提高，高速计数、中断、动控制等功能引入了可编程序控制器。使得可编程序控制器能够满足工业生产过程的各个领域，可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的接数字控制)控制装置。由于联网能力增强，既可和上位计算机联网，也可以下挂下位机或远程I0，从而组成分布式控制系统(无困难。梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上标准化，序功能图)语言逐步普及，专用的编程器己被个人计算机和相应编程软件所替代，人机界面装置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、管理。并发展了冗余技术，大大加强了可靠性。进入2编程序控制器仍保持旺盛的发展势头，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造系统(计算机集成制造系统(目前可编程序控制器主要向两个方向扩展：一是综合化控制系统，它已经突破了原有的可编程序控制器的概念，将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来，甚至向上为种发展趋势会使得举步为艰的统有了坚实的技术，从而会带来工业控制的一场变革，实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型可编程序控制器异军突起，体积如手掌大小，功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能，这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。目前，在我国随着企业加速进行现代化技术改造，南大学硕士学位论文福建某果业有限公司，是一家以冷藏水果、蔬菜产品为其主要经营方式的企业。新建大型冷藏库，该库冷冻冷藏的是水果、蔬菜类食品，由两套独立的系统构成。系统1(机组1)含8个冷藏库，系统2(机组2)含6个冷藏库。采用冷藏方式，冷藏库温要求控制在一3最大需1 于以上要求，为节约能源，提高运行效率，确定采用三台36750匹)的螺杆压缩机并联运行，并要求能根据冷库中冷藏货物量及冷藏货物进出的频繁程度智能选择压缩机的运转台数。本设计对机组1的设计进行详细介绍。以欧姆龙助组态技术实现三台螺杆式压缩机制冷机组的并联控制和远程监控。减少了故障维护，提高加工效率与精度，取得良好效益。2008年12月通过集团公司机动处组织有关人员的验收，认为改造后机组整体性能得到提升，运行稳定可靠，效益显著。12论文开展的研究工作作者参加了项目的全过程，在螺杆式压缩机制冷机组的改造项目中承担任务如下：1、制定系统控制方案，对项目结果的评估；2、研究与收集相关技术资料；3、接口与通信系统的设计和实现13论文的组织结构论文的组织结构如下：第一章绪论。简述了课题背景和论文的研究内容，以及作者所做的主要工作；第二章螺杆压缩机制冷机组控制系统概述。介绍了螺杆压缩机制冷机组控制系统的设计方案，控制原理以及应用的技术；第三章究了点以型绍以螺杆压缩机制冷机组控制系统编程应用作了阐述，并对软件开发和数据库、高级语言的通讯等进行阐述：第四章操作、监视与参数设置，设计了自由口模式下及与控制系统的通信设计，对人机界面五章远程监控。研究了本系统实现远程监控的特点和方法，详细论述了远程监控的画面功能设计、实时数据库设置和设备驱动设置。第六章总结。总结了作者在课题研究中所做的工作和本设计的特点，对未来的研究方向提出了进一步的展望与构想。2第二章螺杆制冷压缩机组控制系统设计第二章螺杆制冷压缩机组控制系统设计我国80年以前生产的电气控制普遍采用交流接触器和继电器进行控制，经过长期使用，电器元件老化，触点烧损，造成设备故障频发。在维护中由于线路接点多，元件更新困难，许多故障不能及时处理，给企业生产带来诸多不便。随着电子和信息技术的发展，多企业为了提高设备效率与精度开始进行技术改造，运用机交互、网络控制等技术提高设备的可靠性和精度、设备现代化技术水平和能源的利用率，以适应市场经济带来的挑战。21方案设计211项目概述1、概述在中国，螺杆式空气压缩机以其优越性得到了用户的认可，并逐步取代活塞式空气压缩机。国内目前螺杆制冷压缩机大多采用微机控制系统，根据被制冷对象的温度或压力要求，采用工业控制微机实现对制冷机组控制和保护的全面监控系统。我国目前已能生产双螺杆式制冷压缩机，转子公称直径从91准工况(一3030)制冷量从38形成开启式、半封闭式两大系列螺杆式制冷压缩机。这一技术现状并不能满足企业对冷源的需求。如前述福建某果业有限公司的冷藏库控制系统，设计要求工况为一34，制冷量为1 求系统启动后在5小时(热库)内达一3，对冷藏库的温度控制精度和冷藏的时间均有较高的要求，而根据生产量和品种的不同，其隧道工作的最低温度和制冷量均应能够方便地调节。为了方便管理，该企业提出了冷藏库系统需进行远程监控的设计要求，监控地点相距系统200杆制冷压缩机组根据制冷对象和环境的不同可分为：直接蒸发压缩机组、冷凝储液机组、冷水机组、乙醇盐水机组等形式，不同机组在控制方式上有所不同。这里以冷凝储液机组控制系统为例说明系统的设计与实现。从节约能源的角度考虑，采用3台50马力的螺杆压缩机组成并联机组并能智能调节压缩机运行的台数是最佳方案。显然现有的控制技术不能满足企业的要求。2、本设计需解决的主要技术问题有：(1)螺杆制冷压缩机组的工作过程中对制冷量的控制属于大惯性纯滞后环节，控制参数会随着环境温度、吸气压力、排气压力、油温、油压等参数的变化而发生不确定变化。因此采用目标温度折合到系统回气压力作为反馈量，编写相应的算法，构成闭环系统，应用模糊控制算法，控制多台机组并联方式的联动运行。(2)由于机组运行控制和参数设置的复杂性，应采用机交互)的操作方式，因此南大学硕士学位论文(3)根据控制对象的工艺要求，其程序庞大而复杂。参照结构化程序设计方法进行程序设计。主要设计以下功能模块：人机交互的操作与参数设置；数据采集与处理；系统启动初始化；压缩机启动台数及启动顺序程序；压缩机启动控制、停机顺序程序；停机控制；故障处理与报警；远程监控设计；其他相关辅助控制等。(4)要完成制冷机组的远程监控还需根据工作环境和监控要求设计相应的组态才能保证监控的可靠性。212技术特征该系统的控制目标为冷库温度，本质为对冷库所需制冷量的输入控制。因此该系统具有如下技术特征。l、制冷量控制的目标参数即冷库平均温度值由于较大的热惯性而滞后于控制源参数；2、目标参数会随着环境温度、吸气压力、排气压力、油温、油压等参数的变化而发生不确定变化；3、目标参数会随着冷藏库启用数、冷藏品的进出量和进出频繁程度而发生不确定变化；4、目标参数的准确性和合理性会随着采样点的分布(温度传感器的分布)不同而不同。因此采用目标温度折合到系统回气压力作为反馈量，编写相应的算法，构成闭环系统，控制多台机组并联方式的联动运行。22总体方案设计221方案选择2211螺杆压缩机运行方式比较分析1、传统运行方式目螺杆压缩机作为制冷动力的运行方式，大多采用单机运行方式，由于单机运行方式制冷硬件系统简单，造价低廉，控制系统只需采用专用的分电控及继电接触器控制电路即可实现，已存在了相当长时间。2、传统运行方式的缺点(1)单机运行其制冷量的加载和卸载是突变方式，而冷库温度控制属于纯滞后、大惯性系统，制冷量的突变控制远远不能满足冷库控制的精度。(2)冷库因工作状态的不同，制冷量的需求有时较小。而此时的压缩机只4第二章螺杆制冷压缩机组控制系统设计能突变加载而满负荷运行，造成能源的不必要浪费。(3)由于制冷量不能连续控制，故压缩机工作中频繁地加载和卸载，缩短了压缩机的使用寿命。3、本设计所作的改进理想的压缩机运行方式是根据冷库工作状况制冷量能连续调节，只有压缩机制冷量连续调节时才可以采用系统的运行性能得以改善。但采用连续调节的运行方式需采用变频器控制技术，且由于压缩机运行功率大，因此成本过高，不能被用户接受。本设计创造性地提出了制冷量有级调节的压缩机运行方式，如针对最大制冷量120一台每台压缩机又经能量调节电磁阀分23级运行。这样就实现压缩机的6级制冷量可调节的并联运行。6级运行时压缩机运行能量级别为：20、40、60、80、100和120采用模糊控制理论，借助好地克服了压缩机单机运行控制精度低、浪费能源和压缩机使用寿命短的缺点。2212关于控制器选择采用模糊控制理论，实现精确控制，需要核心控制运算器件。常用的控制方式有单片单板机系统、工控机系统和编程控制器)系统。对其性能进行比较，、运行可靠性高，能使用制冷场合较恶劣的工作环境：2、简化了强、弱电的控制电路，使系统制造安装周期缩短，减少了电路故障发生率，维护维修更加方便；3、短了控制系统的开发周期：4、将温度、压力的检测和显示、化霜等功能也纳入化了外围设备，也节约了成本；5、基于将制冷系统的运行状况等参数纳入企业的管理网络，使企业整体管理网络系统从数据采集等技术角度得以提升。2213三并联冷库系统的结构组成三并联冷库系统主要由机械装置部分和电气控制部分两大部分组成。机械装置部分包括三台螺杆式压缩机、蒸发冷凝水泵、10级及12级蒸发冷凝风扇、油泵和热水循环泵等；三台螺杆式压缩机根据控制需要，可独立工作和停止，互不影响，也可任意两台参与工作，还可三台一起同时工作，实现三台压缩机多种控制方式的并联控制，“三并联即由此得名，和电路中的“并联意义不同，不能混为一谈。电气控制部分包括控制元件(以系统环境监测元件和故障检测元件、人机界面、各种保护调节装置等。电气控制部分可实现将机械装置部分按控制要求工作，并对机械部分实现监控和保护。2214三并联冷库系统的功能和特点三并联冷库系统采用了当今流行的对于以往传统的控制方式，功能显著提高。三并联冷库系统根据需要可完成低于一30实现多台压缩机的单独控制和组合控制，如三并联、六并联等；控制程序5末南大学硒十学位论文的改变和修改灵活方便，对系统的硬件部分影响甚微或者无任何影响；系统工作更加可靠稳定，平均无故障运行时问可以达到几十万小时以上，远远大于传统的控0系统；系统的故障检测和环境监测更为直观，操作更加人性化，方便实现人机交互通过洲I，系统控制过程甚至可以动画显示，系统运行信息和故障信息目了然；系统使用维护成本不高，与传统的控制系统成本接近，甚至更低。2 2 2方案设计螺杆冷水机组是以要由压缩机组、冷凝器、蒸发器等组成完整的制冷装置。其控制系统主要组成部分有：传感器、制箱、 电气柜、控制程序、触摸屏、远程监控电脑等组成。如图21所示。其工作过程为：在缩机吸入蒸发器内产生的低温、低压制冷剂蒸气，保持蒸发器内的低压状态，从而使蒸发嚣内的制冷剂能在常温下汽化。经压缩机压缩后高温、高压的蒸气进人冷凝器后，在压力保持不变的情况_出热量，温度降低，并进一步凝结成液体，从冷凝器排出高压制冷剂液体经过节流阀时因受阻而使压力下降，导致部分制冷剂液体汽化吸收汽化潜热，使其本身的温度也相应降低成为低温、低压下的湿蒸气进人蒸发器。在蒸发器中，制冷剂液体在压力不变的情况下吸收空气的热量即制取冷量而汽化，形成的低压、低温蒸气又被压缩机吸入，如此往复循环。豳2 1低温螺杆压缩机组制拎及其控制系统简幽第二章螺杆制冷压缩机组控制系统设计223操作、监视与参数设置设计控制系统要求温、低压回气压力和高压排气压力值；要求期和时间；要求简单动画演示压缩机是否工作和动态显示压缩机工作时间：要求求系统需要设定的压力值和时间值都可通过哪求删询和打印224核心控制设计系统能否正常运行的关键。控制系统要求求了使系统能安全可靠地工作，要求了使该压缩机累计运行时间均衡，要求计运行时间短的压缩机先启动，而累计运行时间长的压缩机先停止；要求过程序运算(模糊控制算法)，控制压缩机组的运行状态，维持冷库的状态稳定；要求求温控制、冷却塔风机控制、热力膨胀阀控制；为触摸屏和远程监控的正常工作，25远程监控设计采用组态技术，实现系统的远程监控，控制系统要求能监视系统的工作状态；能记录、显示库温、油温、排气压力、吸气压力的当前值；要求远程终端有最高运行控制权限，可发出系统启动和停机命令；要求设置和限制系统运行时间，而系统运行的技术参数则由求显示系统故障并报警；要求保存、查询和打印系统运行的历史数据。23本章小结本章根据用户的控制要求，对三并联螺杆压缩机控制及远程监控系统的技术特征进行了分析，列出了该系统的技术参数。在此基础上进行了控制方案设计和说明，并对该系统的操作、监视与参数设置设计、东南大学硕士学位论文第三章螺杆制冷压缩机组控制系统要技术问题是如何结合压缩机组运行的工艺过程编写模糊控制算法，自动控制压缩机运行过程中的分级加载和卸载，以保证系统可靠安全地运行。31可编程控制器(我国的应用和发展311 在国是很活跃的，近年来每年新投入10万台套以上销售额30多亿人民币，应用的行业也很广。在我国，一般按I不绝对，国外分类有些区别)：微型：32 I型：256 I型：1024 I0点；大型：4096 I0点；巨型：8192 z我国应用的64点256点的约占30，合计占整个在我国应用的乎涵盖了世界所有的品牌，呈现百花齐放的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美型控制系统、机床、设备单体自动化及有我国台湾省的产品。欧美日本国的要有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、终用户。其中，大部分11)人机界面更加友好发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，络+2)网络通讯能力大大加强22485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔A西门子公司在3)开放性和互操作性大大发展于群雄割据8第三章自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识，形成了长时期妥协与竞争的过程，并且这一过程还在继续。开放的进程，可以从以下三个方面反映：1)一标准包含8种标准，虽然有人说，多种标准就是没有标准，但必竟是一个经过困难的争论与妥协的成果。标准推出后，各厂商纷纷将自己的产品适应这些标准，或者开发与之相应的新产品。2)，它规定了指令表(梯形图(顺序功能图(功能块图(结构化文本(种编程语言。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件。虽然基于这些标准的开发系统，使用户在应用过程中，可以较方便地适不同品牌的产品。3)LE 准，这进一步增强了软硬件的互操作性，通过以实现方便的和无缝隙数据交换。目前，多数行机构及其它设备具有了未来控制系统向4)用范围越来越广泛。拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，有人统计，除石化过程等个别领域，而使原来序控制)+程控制)的模式变成5)工业以太网的发展对太网应用非常广泛，与工业网络相比，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域。目前的挑战在于：1)硬件上如何适应工业恶劣环境；2)通讯机制如何提高其可靠性。以太网能否顺利进入工控领域，还存在争论。但以太网在工控系统的应用却日益增多，适应这一过程，各2中低成本的往选用同一公司的德国西门子、日本的三菱和欧姆龙、美国的罗克韦尔和资)、法国的施耐德等，这些品牌的产品质量、可靠性均不错，但相互之间的兼容性不强，不同品牌之间不能混用，或即使能混用，稳定性也无法保证，而且国外品牌价格偏高，性价比差，完全使用这些品牌的工控产品设计生产出的控制系统价格不菲，在国内一部分市场尤其是一些中小型冷库市场，采用这些国外品牌产品设计出的控制系统的销路难免会受到一些影响。为了适应一部分中小企业的需求，国内一些控制系统设计制造企业正在重新考虑控制系统的设计。近年来，国内的工业控制发展很快，已经出现了很多生产上台湾的产品也不断出现在大陆市场，这些企业的定性均接近进口品牌，而且兼容性好，价格比同档次的国外产品便宜很多。因此，9东南大学硕士学位论文可根据实际需要，适当采用一些台湾产或大陆产的国产品牌，或者国产品牌和进口品牌工控产品综合使用，可使控制系统在满足相同控制要求的条件下，系统设计成本却大大降低。由于国产品牌的产品技术源自国外品牌，并针对国外品牌采取了相应的措施，以保证产品的兼容性，所以国内产品在兼容性方面做得较好。这样采用国产品牌设计的控制系统，其可靠性和稳定性得到了保障。33 1开关量统计l、控制系统所需的输入开关量如表3 数量 作 用模块保护开关 3 在压缩机供电后不导通，或运行中断开为故障压缩机高压保护开关 3 压缩机保护模块发出的高压故障信号压缩机低压保护开关 3 压缩机保护模块发出的低压故障信号油位开关 运行中，油位开关信号断开，0S，无1 信号，发故障信号油流量保护开关 压缩机启动后，信3 号，延时30S，发故障信号压缩机过载保护开关 3 压缩机驱动电动机的过载保护水流量保护开关 蒸发冷水流量不足，信号，发故障l 冷凝水泵过载时闭合冷凝风扇过载保护开关 2 冷凝风扇过载时闭合冷库开关量 1 有冷库工作时闭合油压差保护开关 3 压缩机运行时当油压差不足时动作空开跳脱保护开关 3 压缩机空开时跳脱保护缺相保护开关 1 压缩机工作电源的缺相保护压缩机急停按钮 3 用于三台压缩机的急停控制油泵过载保护开关 1 油泵电动机过载时闭合合计 32点2、控制系统所需的输出开关量如表32表3 数量 作 用油泵输出 1 驱动油泵接触器线圈25能莓调节电磁阀 3 驱动3台压缩机的25能晕调：1了电磁阀工作50能量调节电磁阀 3 驱动3台压缩机的50能量调节电磁阀工作75能量调节电磁阀 3 驱动3台压缩机的75能量调：1了电磁阀工作压缩机启动星型接触器 3 3台压缩机星三角启动之星型接触器压缩机启动角接触器 3 3台压缩机星三角启动之三角形接触器 3台压缩机星三角启动之主接触器冷凝水泵输出 l 驱动冷凝水泵工作两级风扇输出 2 驱动冷凝风扇工作压缩机模块电源输出 3 驱动三台压缩机模块的电源油路电磁阀输出 3 驱动油路电磁阀工作报警输出 1 系统有故障时闭合合计 29点 332模拟量处理需求排气压力(高压)：测量、显示压缩机工作的排气压力：吸气压力(低压)：测量、显示压缩机工作的吸气压力，并作为系统启动和卸载压缩机的控制源参数；冷库温度：测量并显示8个冷库的温度。合计需要10点模拟量输入。333通讯需求行辑、在线调试、程序的上下载、设置和运行中的监控等；摸屏)通讯：通过触摸屏对视、参数设置、报警显示、故障记录、历史数据查询和监控压缩机的工作状态等；程监控终端)通讯：通讯距离约程监控压缩机组的工作状态、记录历史数据并提供查询和打印功能、对34 需较复杂的控制功能、较大的程序存储空间和较复杂的通讯需求，选用A40点继电器输出型，带内置模拟量A转换(各4点)交流电源供电的小型、选配一块0型：128)和型：8)模块。此时的输入总点数为36点，多余4点为备用。输出总点数为32点，多余3点备用。能满足系统的要求。3、模拟量扩展主机含内置模拟量输入4点，故选配两块时模拟量总输入点数为12点。多余2点备用。4、通讯选件板选型通信方式，需选用85通信选件板。需扩展配件通信距离较远，采用用85通信选件板，用双绞线加接4520转换器转换后用双绞线与南大学硕士学位论文5、软件该进行操控。34关于软件341软件概述及写编辑、测试和维护程序的工具。它是一个支持42软件主要功能1、设置、设置、方便地新建工程，编写、编辑、编译程序和检查程序语法错误：4、把编译好的程序下载到、可选择程序运行的两种方式：即脱机运行和联机运行，联机运行即通过、在运行状态下，可对程序运行、以及各个输入、输出端口进行监视；7、可在运行过程中修改程序，即在线编辑；8、工程的在线操控和管理等。35程序设计351 I3 数 量 000 003 006 009油流量保护开关 3 010、011、100压缩机过载保护开关 3 104106水流鼍保护开关 1 107冷凝水泵过载保护开关 l 108冷凝风扇过载保护开关 2 109、110冷库开关量 1 111油压差保护开关 3 205207空开跳脱保护开关 3 101 20312第三章 200l 204合 计 32点2、3 数 量 10000压缩机25能量调节电磁阀 3 1000110003压缩机50能量调节电磁阀 3 1000410006压缩机75能量凋：节电磁阀 3 10007、10100、10101压缩机启动星型接触器 3 10301 1030410306压缩机启动主接触器 3 1010210104冷凝水泵输出 1 10107冷凝风扇输出 2 10105、10106压缩机模块电源输出 3 1020010202油路电磁阀输出 3 10300报警输出 l 10307合计 31点3、气压力：经压力传感器将系统吸气压力一06510320入000；排气压力：经压力传感器将系统排气压力O300入201通道，000；冷库l冷库8温度：经入度模块接入000；352 所示，考虑专门制作了续流电路板间接连接外围电感器件。因输入输出点数较多，故输入输出均采用24由外部电源供电。为提高系统运行的可靠性，系统要求有可靠和科学的接地。控制模块和南大学硕士学位论文图31 3启动初始化程序在压缩机系统工作之前，需通过触摸屏设定初始运行时的参数。含以下内容：l、风机10级、12级启动压力和停止压力；2、冷库开关量断开故障延时检测设定；3、油泵启动、停止压力和随压缩机启动而延时启动时间设定；4、压缩机启动1、2、或3台人工设定；5、压缩机启动及停第一台、第二台和第三台压力设置；6、三台压缩机油流量开关断开延时检测时间设置；7、蒸发冷水流量开关断开延时检测时间设置；8、油位保护开关断开延时检测时间设置；9、吸气压力过低和排气压力过高保护值设置。有以下启动条件检测：1、检测有无一、二级故障；2、检测压缩机需运行台数。该数值可人工设定或在压缩机运行后由程序根据压力数值自动判断并发出相应指令；3、检测系统吸气压力，若压力低于设定值，则系统进入待机状态，待压力回升到适当数值再自动启动压缩机。；4、三台压缩机历史运行时间排序结果。有以下模拟量处理：1、压力经压力传感器转换为标准信号，技术数据如下：排气压力：测量范围：换信号：4气压力：测量范围：5-换信号：29320上压力信号均由20转换精度：0,000。2、8个温度由转换精度：06000。3、模拟量信号滤波由54启动台数及启动顺序控制程序设计3541 启动台数设定方式方法有以下两种：人工设定方式：由操作技术人员根据冷库冷量需求及技术人员的制冷系统工作经验，通过触摸屏操作人工设定当前压缩机所需运行台数。自动控制方式：由用模糊控制原理，动态启动和卸载压缩机。模糊控制具有实现简单、成本低、对采样要求不高、无需建模等优点，它与传统控制相比，在处理非线性大时滞系统上具有良好的效果，有以下几个方面：东南大学硕士学位论文1、模糊控制对象：冷库温度是一个比较复杂的被控对象，由螺杆压缩机并联运行的工作性质，根据压缩机提供技术说明和技术参数，将冷库温度折算到并联机组的吸气压力作为模糊控制对象。2、模糊控制器设计：模糊控制器的设计主要是设定各输入与输出变量模糊子集的隶属函数、模糊变量的量化域、模糊控制规则、输入输出变量的比例变换因子等参数。模糊控制器选用双输入单输出控制方式。两个输入为机组吸气压力在线检测值与内存数据库资料比较得到的偏差e，一个输出为压缩机运行台数及压缩机能量电磁阀开关控制，可把它分为7档。其原理如图32所示。图3测值的模糊化：因为在模糊逻辑推断中运用了语言变量，而模糊控制器的输入、输出是确定值，所以要求有模糊化过程，将输入确定值变成模糊变量值，以实现调节和控制作用。本系统涉及的模糊控制器有两个输入信号和一个输出信号，分别为：输入语言变量E：将冷库温度折算到并联机组的吸气压力设定值=TD。输入语言变量E：E=输出语言变量U，为压缩机运行台数及压缩机能量调节电磁阀开关控制。输入变量被划分为负大、负中、负小、零、正小、正中、正大7个模糊状态，分别用符号M、O、M、言的隶属函数选择三角形和梯形；输出变量示符号为M、OS、L，每种具体输出状态对应7个模糊输出状态的隶属度值。4、模糊控制规则生成：考虑到控制系统的非线性、大时滞等情况，根据现场熟练操作者长期工作经验，得出如下控制规则。测吸气压力较高)力有上升趋势)L：压缩机全部启动)；测吸气压力较低)力有下降趋势)L：压