基于plc的冷库控制系统设计

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1、目录1绪论11.1冷库系统研究背景11.2国内外冷库发展现状31.3PLC在冷库中的应用简介41.4本论文做的主要工作62冷库系统概述72.1冷库的组成72.1.1主库72.1.2制冷压缩机房和设备间82.1.3其他设施92.2冷库控制系统基本结构92.2.1系统框架102.2.2温度控制流程112.3冷库系统配件的选取122.3.1压缩机组的选取122.3.2变频器的选取132.3.3A/D、D/A转换器的选取142.3.4传感器的选取152.4冷库的监控系统152.4.1RS-485总线162.4.2CPU315-2DP

2、主从站172.4.3人机界面183模糊PID控制器及其PLC设计193.1PID控制器概述193.1.1PID控制器的原理193.1.2PID控制器的数字算法213.1.3PID控制器的参数整定223.2模糊控制器概述223.2.1模糊化233.2.2模糊推理253.2.3反模糊化263.4模糊PID控制器的PLC实现264冷库控制电路设计304.1电路控制要求304.2西门子S7—200系列PLC简介304.3PLC程序31结论37致谢38参考文献39附录…………………………………………………………………………………1、绪

3、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。冷库设计自动化控制程度逐步提高，政府安全生产和质量监督等管理部门对冷库的监管力度大大加强。因此，本论文就是根据市场需要研究自

4、动化的果蔬恒温冷库。在我国，食品专用冷库严重的不足，食品的冷藏链的不完善，加之食品经营管理的各种因素，每年约有3000万吨水果、蔬菜、乳制品和其他易腐食品有待于从变质中拯救出来，易腐食品每年要损失十多亿元。养殖种植业的大幅度发展与保鲜、存储及流通的发展极不协调，产量越大亏损越多，我国现有人口已达13亿，食品资源非常宝贵，如不尽快改观，不仅是中国的食品工业的水平将大幅度落后于先进国家，而且将会照成资源的大量浪费。当务之急，我们要提高冷库整体的自动化管理水平，加强管理，降低运营成本，促进冷库向安全、规范、节能、环保结构简单、操作

5、方便的方向发展。制冷系统、控制装置、隔热库房、附属性建筑物等是冷库的基本组成部分。冷库的制冷系统主要包括冷库机组，它是冷库的核心，保证冷库库房内的冷源供应。控制装置是冷库的大脑，它指挥制冷系统保证冷量供应。冷库的冷库房如图1-1所示。38图1-1冷库的冷库房外观图制冷系统的自动控制是提高制冷品质的最有效手段之一。采用自动控制可以保证库温稳定，避免不必要的低温，并可使食品在贮藏期间质量稳定，减缓食品表面水分的蒸发。此外，采用自动控制还可以使冷库制冷系统运行中的温度、压力、液位等状态参数保持在要求的范围内，保证系统安全高效运行。

6、据统计，冷库制冷系统采用自动控制比手动控制可节能10%~15%。近年来，随着计算机控制技术的不断发展，计算机越来越广泛地被应用到工业领域中，冷库系统也不例外。目前，越来越多的冷库系统采用计算机进行检测、实施控制与管理，使产品的自动化提高了一个新的水平。典型的微机过程控制系统如图1-2所示。图1-2中，该系统以微型计算机作为控制器，由A/D和D/A转换器、计算机、执行器和被控对象组成。A/D转换器将物理信号转换成计算机能够识别的数字信号，经计算机分析计算出调节量，D/A转换器将计算机输出的数字量转换成模拟量，控制执行器的调节工

7、作。整个系统控制规律的实现是通过软件来完成的，改变控制规律只需要通过改变相应的程序即可。38图1-2微机过程控制系统制冷系统的自动控制，可采用继电器与其它控制仪表组成全自动控制器、工业可编程控制器，即PLC、单板计算机和工业控制计算机等。事实上，PLC也是一种计算机控制系统，只不过具有更强的与工业控制元件相连接的接口，具有更直接地适应控制要求的编程语言。另外，现代PLC的功能指令越来越大，能够实现许多复杂的控制算法，结合模拟量输入、输出扩展模块，在复杂的过程控制、运动控制中应用越来越广泛。其中，将模糊控制技术和PLC现结合，

8、对一些无法建立精确数学模型的、复杂的非线性控制系统具有较好的控制效果。还有，当前许多PLC配备有模糊控制软件程序，使用起来很方便。因此，PLC控制应用到冷库中具有很大的前景。1.2国内外冷库发展现状随着人民营养和生活水平的提高，食品冷藏链近年来有了快速的发展，已经有了良好的基础，然而与国外