冷库控制器设计与实现
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冷库自动化管理系统的设计与实现随着人们生活水平的提高和科技的进步,食品的保鲜和质量问题越来越引起人们的关注,尤其是在食品加工和冷藏方面已经越来越受到重视。
为了解决食品质量的问题,现在许多企业使用了冷库自动化管理系统来提高工作效率和管理精度。
本文将介绍冷库自动化管理系统的设计与实现。
一、设计目的冷库自动化管理系统的设计目的是为了提高冷库的储存效率和管理精度。
通过系统的设定,可以有效地监测和控制冷库的温度、湿度等参数,确保食品质量和安全性。
二、系统结构冷库自动化管理系统主要由人机界面、控制器、各种传感器和执行器组成。
1.人机界面:包括显示器、键盘、鼠标等,用来实现冷库温度、湿度及其他参数的设定和操作。
2.控制器:主要采用PLC控制器,用来实现各个传感器和执行器的控制和管理。
同时,控制器还会应用数据采集系统,将所有的数据进行采集和存储。
3.传感器:主要包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等,用来实时监测冷库内部的各种参数。
4.执行器:主要包括制冷机组、风机、排水系统等,根据传感器的数据,如设定温度等,实时控制执行器的运作。
三、系统功能1.自动控温:在系统下达指令后,控制器自动调节制冷机的运行时间和风机的转速,保证冷库的温度控制在设定值范围内。
2.自动控湿:系统采用湿度传感器,当冷库的湿度超出设定参数范围时,系统会自动启动排湿系统。
3.自动抽排水:系统会监测和控制冷库的水位,当水位超过预设值时,自动启动排水系统。
4.实时数据监测:系统能够实时监测和记录冷库内温度、湿度、压力等参数,并能进行数据分析和存储。
5.故障报警:在系统出现故障或警报时,自动发出警报提示。
四、系统优点1.提高了冷库的储存效率和管理精度,保证了食品质量和安全性。
2.系统实现自动化控制,减少人工干预和误操作。
3.数据采集和存储,可以进行数据分析,为后期的管理提供依据。
4.系统具有故障自动检测及报警功能,及时发现故障并及时维修。
五、小结通过本文的介绍,可以看出冷库自动化管理系统在现代食品加工企业中的应用非常普遍,它提高了生产效率和管理精度,有效地保证了食品质量和安全性,对提升企业的整体竞争力和市场占有率具有重要作用。
冷链物流管理系统的设计与实现随着物流业的不断发展,冷链物流已经成为了一项十分重要的行业,而在冷链物流领域中,物流管理系统则是一个至关重要的模块。
为了确保物流企业在运营中能够进行及时高效的管理,冷链物流管理系统应运而生。
本文就是为大家介绍冷链物流管理系统的设计与实现。
一、冷链物流的特点和问题1.1冷链物流的概念:冷链物流是指以低温环境为基础,采用专门的设备和技术手段,将生鲜农产品、水果和蔬菜等易变质品从生产地、加工地、批发市场、销售场所等地运至消费者手中的物流过程。
1.2冷链物流的特点:在整个冷链物流过程中,所运输的商品一般都是温度敏感性非常高的,因为温度的变化很容易就会影响到其品质和口感。
这就要求在整个物流过程中,必须保持相应的温度和湿度条件,才能确保货物能够到达目的地,并保持其原有的品质和口感。
另外,冷链物流的运输流程和环节非常多,从生产、加工、储存、配送到销售等各个环节都要进行严格监管,一旦在其中的任何一个环节出现差错,都会给货物带来相应的损失。
1.3冷链物流面临的问题:1) 货物损失率高由于整个冷链物流的过程需要配合一系列的专业设备和技术手段,如冷库、冷藏车、保温包装等,所以在运营中对设备的维修和保养还有巨大的压力和难度。
而一旦这些设备出现了故障和损坏,就会直接带来货物损失率的增加。
2)运输成本高昂由于冷链物流需求的设备和维修费用十分昂贵,并且对于运输车辆一般需要进行改装,在装配和使用上面需要很多的人力资源和时间,而这些都会直接影响到物流成本的增加。
二、冷链物流管理系统的设计方案2.1概念介绍冷链物流管理系统是一套基于计算机技术的管理系统,主要对冷链物流过程中的各项环节进行全面监控、追踪和数据分析,以及协调运作,力求优化运输效率和运转成本。
2.2冷链物流管理系统的设计方案2.2.1系统的功能设计1) 温度追踪系统通过内置的温度传感器,在物流整个运输环节中对货物的温度进行多次采集,确保货物在运输过程中的温度都满足要求。
冷库设计的自动控制内容及设计1.温度控制:冷库的温度是其最基本的控制要求。
设计中需要选择合适的温度控制器,以确保冷库内部的温度可以稳定在所需的范围内。
温度控制器可以根据冷库内部的温度变化自动调节制冷系统的工作状态,从而控制冷库的温度。
2.湿度控制:冷库内部的湿度也是需要控制和调节的参数之一、湿度控制可以通过增加或减少冷库内部的湿度,以达到最佳的储存条件。
可以使用湿度传感器监测冷库内部的湿度,并通过控制湿度调节器的工作状态来控制冷库的湿度。
3.气流控制:冷库内部的气流分布对于保持储存物品的质量和保存时间起着重要作用。
设计中需要合理布置冷库的通风设备,通过通风装置控制冷库内空气的流动方向和速度,以达到均匀的温度和湿度分布。
4.照明控制:冷库内部需要合适的照明设备,以提供足够的光线进行操作和储存物品的观察。
照明控制需要选择合适的照明设备,并通过自动控制系统来控制照明的开启和关闭,以节省能源和延长照明设备的寿命。
5.报警系统:冷库的自动控制系统应该配备合适的报警系统,以便在发生异常情况时及时发出警报。
报警系统可以监测温度、湿度和其他参数,并在超过设定值时触发报警,提醒操作员进行处理。
6.数据采集与记录:冷库的自动控制系统应该能够采集并记录冷库内部的温度、湿度和其他重要参数的变化情况。
这些数据可以用于分析和判断冷库运行的稳定性和质量,以及提供后续改进和优化的依据。
在设计冷库的自动控制系统时,需要考虑到冷库的规模、储存物品的特性、工作环境和预算等方面的因素。
通过合理选择和配置自动控制设备,并制定相应的控制策略,可以实现冷库的高效运行和储存物品的质量保障。
浅述小型冷库变频控制系统的设计与实现摘要:变频调速技术作为一种高效节能的动力技术,广泛应用于各个行业领域,而在冷库制冷系统中的应用较少。
随着我国经济水平的快速发展,小型冷库的数量逐年增多,为了适应市场需要,在小型冷库中应用变频调速技术势在必行。
本文分析了小型冷库变频控制系统设计和实现过程中应注意的问题。
关键词:小型冷库;变频控制系统;设计随着我国经济水平的快速发展,人们对食品等方面的需求量逐渐增大,为了满足人们日益增长的物质文化需求,必须不断地提升对食品等方面的管理和控制。
在小型冷库中应用变频调速技术可以降低能源消耗、提升设备运行效率、降低噪音污染等方面有很大优势。
1.小型冷库制冷系统工作原理制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流装置等组成,一般情况下,小型冷库制冷系统主要由压缩机、节流装置和蒸发器组成。
小型冷库制冷系统的工作原理如下:压缩机将制冷剂压缩为高温高压气体,进入冷凝器,并与低温低压的气体进行相交换,高压气体经过节流后,形成低温低压液体。
低温低压液体经过膨胀阀进入蒸发器中,蒸发器吸收制冷剂的热量,使制冷剂不断地蒸发,进而吸收周围空气中的热量,降低周围空气温度。
当空气温度低于露点温度时,就会出现冷凝现象。
冷凝后的低温低压液体经过蒸发器冷却后蒸发成高压气体,进入下一个循环。
在小型冷库制冷系统中,一般情况下不需要再对压缩机进行额外的控制和维护。
小型冷库制冷系统的工作原理图如图1所示:由压缩机、冷凝器、节流装置等组成,压缩机是小型冷库制冷系统中的关键部件之一,主要作用是压缩制冷剂气体为高温高压气体。
在小型冷库制冷系统中应用变频调速技术可以降低压缩机的耗电量、减少能源消耗、降低噪音污染、减少运行维护费用等方面有很大优势。
图12.控制方案的选择目前,市场上的变频调速控制系统主要分为两种类型:一种是传统的模拟量控制模式,即以PID控制为主,主要由PID控制器、测量元件、A/D转换器以及相关的信号输入模块等组成;另一种是以变频器为主,主要由变频器相关的控制部分组成。
冷库监测与调控系统的设计与实现冷库监测与调控系统是一种用于监测和控制冷库环境的系统,可以实时监测冷库内的温度、湿度和其他环境参数,并通过自动控制设备来调整和维持冷库的温度和湿度。
本文将介绍冷库监测与调控系统的设计原理、硬件和软件实现,以及应用案例。
首先,冷库监测与调控系统的设计原理包括传感器采集、数据传输与处理、控制算法和执行器控制等几个方面。
传感器采集是系统的基础,通过安装温度传感器、湿度传感器等多种传感器,可以实时监测冷库内的环境参数。
数据传输与处理则是将传感器采集到的数据传输给控制中心,并对数据进行处理和分析。
控制算法是根据冷库的需求和环境参数,通过控制中心制定合理的控制策略,并通过执行器控制来调整冷库的温度和湿度。
其次,冷库监测与调控系统的硬件实现需要选用合适的传感器、控制器和执行器等设备。
温度传感器可以选择数字温度传感器或模拟温度传感器,通过采集冷库内的温度数据来判断当前的温度是否符合要求。
湿度传感器可以选择电容式湿度传感器或阻抗式湿度传感器,通过采集冷库内的湿度数据来判断当前的湿度是否符合要求。
控制器可以选择基于单片机或者微处理器的控制器,通过编程实现控制算法。
执行器可以选择电动风机、制冷机组等设备,用于根据控制算法来调整冷库的温度和湿度。
然后,冷库监测与调控系统的软件实现需要开发合适的监测与调控软件。
监测软件可以实时接收传感器采集到的数据,并通过图形界面显示冷库的温度和湿度曲线,以及报警信息。
调控软件可以基于控制算法来制定合理的控制策略,并通过控制器和执行器实现自动调节和控制。
此外,软件还需要具备远程监测和控制的功能,方便用户在任何地方对冷库进行监测和调控。
最后,我们将介绍一个应用案例,展示冷库监测与调控系统的设计与实现。
某大型食品仓库的冷库内需要维持恒定的温度和湿度,以保证食品的质量和保存期限。
他们采用了冷库监测与调控系统,通过安装温度传感器、湿度传感器等设备进行监测。
监测软件可以实时显示冷库的温度和湿度曲线,并及时报警。
目录1 绪论 (1)1.1冷库系统研究背景 (1)1.2国内外冷库发展现状 (3)1.3 PLC在冷库中的应用简介 (4)1.4本论文做的主要工作 (6)2 冷库系统概述 (7)2.1冷库的组成 (7)2.1.1主库 (7)2.1.2制冷压缩机房和设备间 (8)2.1.3其他设施 (9)2.2冷库控制系统基本结构 (9)2.2.1系统框架 (10)2.2.2温度控制流程 (11)2.3冷库系统配件的选取 (12)2.3.1压缩机组的选取 (12)2.3.2变频器的选取 (13)2.3.3 A/D、D/A转换器的选取 (14)2.3.4传感器的选取 (15)2.4冷库的监控系统 (15)2.4.1 RS-485总线 (16)2.4.2 CPU315-2DP主从站 (17)2.4.3人机界面 (18)3 模糊PID控制器及其PLC设计 (19)3.1 PID控制器概述 (19)3.1.1 PID控制器的原理 (19)3.1.2 PID控制器的数字算法 (21)3.1.3 PID控制器的参数整定 (22)3.2模糊控制器概述 (22)3.2.1模糊化 (23)3.2.2模糊推理 (25)3.2.3反模糊化 (26)3.4模糊PID控制器的PLC实现 (26)4 冷库控制电路设计 (30)4.1电路控制要求 (30)4.2西门子S7—200系列PLC简介 (36)4.3 PLC程序 (31)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录…………………………………………………………………………………1、绪论1.1冷库系统研究背景冷库,是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库,又称冷藏库,是加工、贮存农畜产品的场所。
它能摆脱气候的影响,延长农畜产品的贮存保鲜期限,以调节市场供应。
冷库主要用作对食品、乳制品、肉类、水产、禽类、果蔬、冷饮、花卉、绿植、茶叶、药品、化工原料、电子仪表仪器等的恒温贮藏。
从冷库的现状与发展趋势来看,果品恒温气调库发展迅速,低温库比例有所增加,适合农户建造使用的微型冷库异军突起。
小型冷库PLC自动控制系统设计及试验作者:周密来源:《环球市场》2019年第31期摘要:随着人民生活水平的提高,对小型冷库的需求越来越大,与此同时对冷库温度的波动要求越来越小,采用压缩机的吸入压力作为检测参数,具有反应迅速,经济性能比高的特点。
PLC在小型冷库控制系统中的应用,并针对小型冷库控制系统存在的问题,选用压力参数作为检测信号,采用S7-200CN替代原来继电器逻辑电路组成的控制器对小型冷库系统进行控制,使冷库的运行状态达到最佳。
关键词:小型冷库;PLC自动控制;设计随着人民生活水平的提高,人们对小型冷库的需求越来越大,而且要求也越来越高。
小型冷库的控制系统正朝着智能化方向发展,但是目前小型冷库的控制大多仍采用继电器逻辑电路组成的控制器,这种控制器具有接线复杂、功耗高、工作寿命短、可靠性、通用性及灵活性低的缺点。
而可编程控制器PLC恰恰具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、使用方便以及功耗低等特点。
一、冷库PLC自动控制系统工艺流程该冷库有4FS-7B半封闭型压缩冷凝机组,4FS-7B半封闭型高速多缸制冷压缩机设有移动套式能量调节机构,使用R22制冷剂,标准制冷量为7kW;冷藏温度在-15~-25℃之间。
制冷剂R22首先经压缩机的吸气过滤器分离掉杂质后,进入制冷压缩机汽缸增压形成高温高压气体,进入油分离器进行油气分离,增压气体R22送入冷凝器中,由冷凝器进行放热,使其形成高压液体,并经节流后,形成低压液体,进入蒸发器交换热量,使冷库内的温度下降。
蒸发后的制冷剂R22再进入压缩机循环,同时油分分离出来的润滑油经过滤器返回压缩机内,保证各机械部件的润滑。
二、冷库PLC自动控制工艺控制流程(一)制冷是为了实现冷库的冷藏功能。
冲霜是为了增加制冷效率,因为制冷一段时间后,空气中水蒸气会在制冷管路上形成霜,严重时可能结冰。
因此,应适时的将霜融掉,增加热交换效率。
当系统处于制冷状态时,可以选择自动或手动运行。
冷库控制器设计与实现
发表时间:2017-11-20T11:48:15.700Z 来源:《电力设备》2017年第20期作者:王长江韩爽
[导读] 摘要:近年来,随着农业结构调整和居民消费水平的提高,生鲜农产品的产量和流通量逐年增加,全社会对生鲜农产品的安全和品质提出了更高的要求。
(华商国际工程有限公司北京 100069)
摘要:近年来,随着农业结构调整和居民消费水平的提高,生鲜农产品的产量和流通量逐年增加,全社会对生鲜农产品的安全和品质提出了更高的要求。
加快发展农产品冷链物流,对于促进农民持续增收和保障消费安全具有十分重要的意义。
但也存在一些问题:落后的物流基础设施,不完善的物流供应链体系,薄弱的物流信息网络和物流技术落后。
为了解决存在的问题,国家对冷链物流高度重视,加大投资。
于是,冷库与气调库(冷库)如雨后春笋般地在全国各地建立起来,然而冷库的信息化管理方面却严重滞后,直接影响到冷链物流的发展。
关键词:冷库;控制系统;设计
1 冷库管理中存在的问题
据调查统计,目前冷库的使用过程中,存在以下问题:
(1)温湿度的采集方式不合理。
目前,冷库内温湿度的采集是通过在冷库内放置温、湿度计,然后每次要打开冷库,工作人员进入库内抄写温湿度表。
不合理体现在三个方面:第一,不能及时掌握冷库内的温湿度,可能会造成果蔬的新鲜度和质量受损;第二,冷库对气密性要求很高,每次打开冷库门,必然会造成库内气体成分的波动,破坏气调状态,造成果蔬的新鲜度和质量受损,且额外消耗大量的电能源;第三,人工操作过程过于繁琐。
(2)温湿度的控制方式不科学。
目前,温湿度的设置与控制是通过工作人员在冷库控制面板上的按钮来调节,调节的依据也是工作人员根据经验值人为设置。
不科学体现在不适合无人值守的情况,导致了及时性差。
针对上述问题,依托延安市科技攻关项目,设计并实现了冷库的温湿度采集与控制功能的信息化管理系统。
运行结果表明,不仅方便了用户操作,及时掌握冷库内的温湿度情况,同时也提高了果蔬保鲜质量,延长了果蔬期,降低了能源损耗。
2 系统的设计
2.1 继电器控制电路
此小型冷库主要用于课程教学、实验研究等,不需长时间运行,故未设冲霜系统,必要时可进行人工扫霜。
FU1为RT18-32X熔断器、QF1为BKN-3P-D16A小型断路器、KM1为GMC-18交流接触器、FR1为GTH-22热继电器,QF2为DZ47-63/C20小型断路器,KM1为CJX2-1210交流接触器。
SB1为压缩机运行开关、SB2为压缩机停止开关、SB3为冷凝器风机运行开关、SB4为冷凝器风机停止开关。
控制流程:合上电源开关,先按下冷凝器风机运行开关SB3,交流接触器KM2得电,冷凝器风机运转,冷凝器风机电源指示灯亮起,再按下压缩机运行开关SB1,交流接触器KM1得电,压缩机启动运转,压缩机电源指示灯亮起。
停机时,先按下压缩机停止开关SB2,压缩机运行停止,再按下冷凝器风机停止开关SB4。
对控制电路进行分析可知,压缩机控制电路设有热继电器,进行过载、缺相及三相电流不平衡的保护,而冷凝器风机控制电路未设热继电器;压缩机、冷凝器风机的启停需要手动控制,操作不便,未能实现自动控制。
基于上述情况,在现有冷库、制冷设备的基础上,进行PLC控制系统设计,对控制电路进行优化设计。
2.2 远程监控系统设计
乐为物联云平台可将各类传感器、测量设备或工业仪器仪表接入该平台,并可以通过开发应用来监管和控制,用户通过手机APP、网页等可以以浏览器的形式访问数据库,并实现基于该平台数据的应用。
此设计借助乐为物联云平台,结合 Arduino uno R3、Arduino Ethernet W5100网络扩展板、DS18B20传感器等实现冷库远程监控功能。
DS18B20传感器工作温度范围在-55~+125℃,温度分辨率可达到0.0625℃,满足冷库温度精度要求。
在乐联网管理平台中添加我的设备、传感器与控制器,连接Arduino uno R3、Arduino Ethernet W5100网络扩展板、DS18B20传感器、路由器,再通过 USB 数据线将 Arduino uno R3与电脑连接,将编写好的程序经验证后传输到 Arduino uno R3后,即可通过网页和手机APP实时了解温度信息,当实时测量温度不在设定的正常温度范围内,手机APP及电脑监控界面就会出现警告,说明实时测量温度偏高或偏低。
如库内温度正常温度范围设定在1~5℃,冷库未运行时,测量温度与库外温度相同,超出库内设定的正常温度范围,手机APP监控界面就会出现红色警告,如有需要,还可设计短信报警、微信监控等功能。
2.3 温湿度采集与控制系统
针对系统存在的问题,将参数设置、温湿度采集与控制以及报警系统集中用计算机管理,并可连接手机与iPad等智能通信设备,使得一方面通过计算机实现如下功能:通过计算机采集气调库的实时温湿度并显示;结合实时温湿度,再根据每种果蔬的设置的温湿度阈值,自动调节每个库的温度与湿度;发现报警。
另一方面,通过手机或iPad实现实时温湿度的观察以及发现报警现象。
系统主要由数据采集控制的下位机和显示并调节控制的上位机两部分组成。
系统是由N台(本系统中N=5)现场监控的下位机串联在RS485总线并连接到一台监控上位机构成。
用户可以通过计算机上位机设定每一个气调库的温湿度的上下限值,对N个气调库温湿度进行监测,并按所设定上下限值实现自动调节,同时将采集到的温湿度的实时值传送给上位机。
系统采用B/S四层体系架构,基于数据库的模块化编程思想。
其中数据库中存储了各种果蔬的温湿度标值及阈值、气调库的历史与实时温湿度值、以及预警与报警的相关资料值等。
系统设计了四大类:数据访问类DataAccess、业务类Bussiness、菜单类Menu、页面消息类ShowMessagae等。
程序主要包含了数据采集与显示、巡检、标校、调控、报警以及数据的统计汇总与分析对比等多个子程序。
2.4 系统管理的实现
冷库为全年运行,正常环境温度下通过两套机组运行时不同的温差设置可以解决机械故障问题。
在室外气温>43℃或相对湿度>80%的情况下,将两套机组设置相同温差,交替运行。
室外机组每月进行一次除尘清洗,制冷设备、冷库门及自控控制每季度进行一次保养检修。
将室外机组放置在通风、洁净条件良好的环境下,以增加风量,远离各类灰尘,提高制冷率。
采用大容量的壳管式蒸发器,以适用于温度较高的环境。
使用光翅片式冷凝器,增加散热量,提高制冷效果。
此外,每间存储库两套机组交替使用,有效的降低压缩机散热温
度。
综上所述,冷库,进行PLC控制及远程监控系统设计,总结如下:(1)优化了控制系统,使系统运行更可靠、操作更便捷;(2)提高了冷库控制系统的可操控性,使冷库控制温差波动更小,对食品品质更有保障;(3)完善了系统的功能,实现手机远程监控,有利于使用者对安全的监管,实时了解冷库信息,保障冷库系统安全运行;(4)可靠的控制系统及手机的远程监控,为冷库正常运行提供了保障,有利于改善劳动强度,实现冷库无人值守安全运行。
参考文献:
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[3] 吴立群.一种新型温度传感器及其在冷库控制中的应用[J].中国仪器仪表,2006,07:66-69.。