制冷行業(yè)里的工業(yè)自動(dòng)化控制

馬大為 張利娜

(1.河南千年冷凍設(shè)備有限公司，河南 焦作 454000；2.河南遠(yuǎn)程電氣有限公司，河南 焦作 454150）

工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是上世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，它在生產(chǎn)效率與一致性問題上是一個(gè)突破。 改革開放以來，中國(guó)制冷、空調(diào)市場(chǎng)在世界市場(chǎng)風(fēng)光無(wú)限，已經(jīng)成為全球制冷、空調(diào)業(yè)的焦點(diǎn)。 僅僅經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國(guó)行業(yè)就成為世界第二大冷凍空調(diào)設(shè)備的消費(fèi)市場(chǎng)和最大的生產(chǎn)國(guó)。 本文結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)水平，解析制冷行業(yè)里的工業(yè)自動(dòng)化控制。

1 PLC

PLC 在中文里叫可編程控制器 （Programmable logic Controller）， 它是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC 專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 PLC 采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

2 工業(yè)觸摸屏

工業(yè)觸摸屏， 是通過觸摸式工業(yè)顯示器把人和機(jī)器連為一體的智能化界面。 它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。 它可以用來設(shè)置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，以曲線動(dòng)畫等形式描繪自動(dòng)化控制過程。 更方便、快捷、表現(xiàn)力更強(qiáng)，并可簡(jiǎn)化為PLC 的控制程序，功能強(qiáng)大的觸摸屏創(chuàng)造了友好的人機(jī)界面。 觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。 它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。

3 工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 作用

用PLC、 工業(yè)觸摸屏和制冷設(shè)備組成的小型系統(tǒng)組成了一個(gè)小型的自動(dòng)化控制住系統(tǒng)，當(dāng)然自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不能直接創(chuàng)造直觀效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)能力是一個(gè)很大的提高，（1）更安全；（2）更高效；（3）品質(zhì)好；（4）節(jié)省材料，節(jié)省能源。

3.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)?/h3>

該系統(tǒng)主要以工業(yè)觸摸屏控制為主，通過RS485（半雙工）通訊方式使工業(yè)觸摸屏和PLC 進(jìn)行通訊，PLC 有相應(yīng)的I/O口，可以采集和控制相應(yīng)的開關(guān)量和模擬量，下圖為系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

3.3 壓縮機(jī)工作原理

在PLC 里寫入程序來， 通過采集的溫度和壓力來邏輯分析，是否需要讓壓縮機(jī)啟動(dòng)或者停止工作。 以達(dá)到智能及時(shí)控制。

開啟壓縮機(jī)的時(shí)候通過延時(shí)繼電器來實(shí)現(xiàn)星型啟動(dòng)，三角型運(yùn)行，如圖二壓縮機(jī)根據(jù)冷庫(kù)實(shí)際制冷量而定，當(dāng)壓縮機(jī)功率太大的時(shí)候就采用星型啟動(dòng)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流是電動(dòng)機(jī)正常工作電流的4—7 倍， 會(huì)造成供電電網(wǎng)的很大壓降，會(huì)影響同一電網(wǎng)上的其它設(shè)備的正常工作，還有過大的啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)本身也不利。 所以只有3KW 以下的電動(dòng)機(jī)才能直接啟動(dòng)，大功率的電動(dòng)機(jī)一般都要使用降壓?jiǎn)?dòng)。 說白了這是降壓?jiǎn)?dòng)的一種三角型連接每相繞組得到的電壓為380伏星型連接每相繞組得到的電壓為220 伏這樣可以降低啟動(dòng)電流，可以延長(zhǎng)電機(jī)的壽命，同時(shí)可以減少該線路上的電壓突降。

觸摸屏通過和PLC 通訊采集相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)， 可以讓現(xiàn)場(chǎng)人員不必去現(xiàn)場(chǎng)就可以在控制柜看到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并且觸摸屏可插存儲(chǔ)卡，可以存儲(chǔ)必要的數(shù)據(jù)在內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，以方便相關(guān)人員調(diào)用，做數(shù)據(jù)分析或事件查詢。 在必要條件下也可以在觸摸屏上手動(dòng)啟動(dòng)壓縮機(jī)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)控制自動(dòng)化控制技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、 儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)在線檢測(cè)、調(diào)度、控制、優(yōu)化、管理和決策，達(dá)到快速、高效、節(jié)能、安全生產(chǎn)的綜合性技術(shù)，有三部分組成，包括軟件、硬件和系統(tǒng)。 在中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展的道路上，前期一般是引進(jìn)國(guó)外成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收， 然后再進(jìn)行適合國(guó)內(nèi)的二次開發(fā)和應(yīng)用。中國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化控制技術(shù)在產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用上都有了很大的發(fā)展，它正在向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.《全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī)》.GB/T 18429-2001

[2] 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》.HG/T 20573-2012