酒行业冷冻站控制系统的设计与实现

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1、万方数据啤酒行业冷冻站控制系统的设计与实现Designandapplicationofthesystemofcotrollingrefrigerationequitment杜丽芬DUL．一fen(大连冰山嘉德自动化有限公司．大连116033)摘要：主要介绍了啤酒行业冷冻站全自动及节能控制系统设计，控制系统构成及设备控制配置，系统各环节控制以及如何实现节能运行，具有结构简单，运行可靠的特点。关键词：冷冻站；自动控制I节能I通讯lPLC中田分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-0134(2009)04—0127-020引言在啤酒生产

2、中，冷冻站为其制取工艺中所需的冰水和酒精水。目前啤酒行业整合兼并，使啤酒生产厂的生产规模比以前要大得多。冷冻站所配的设备台数较多，容量较大，给冷冻站的管理增加了难度，靠手动操作，增加了人力成本。因此，冷冻站的控制必须密切配合啤酒工艺生产要求，实现全自动节能运行。本文结合我主持设计过的一些实际项目，对啤酒行业冷冻站控制系统进行一下介绍。1系统设备构成主要设备：数台螺杆制冷压缩机、数台蒸发冷凝器、冰水、酒精水制取装置，数台酒精水供水泵，数台酒精水循环泵，冰水泵等。由螺杆制冷压缩机组和蒸发冷凝器等辅机设构成的制冷系统为冰水、酒精水制取装置提供冷源，

3、冰水装置根据冰水需求制取冰水，由水泵循环向系统提供冰水。2电控系统组成采取集中与分散相结合、统一管理、集中监控方式。每台压缩机和每台冰水制取装置采用独立的控制器进行本机自动控制和自动保护，在控制室设置一套PLC控制系统，采用松下FP2系列，实现对系统中所有设备的控制。现场设置模拟量采集箱，采集现场采集温度、压力、液位、流量信号，PLC与现场数据采集箱进行通讯，采用RS485接口，MoDBUS协议。采用一台工控机作为上位机在中控室，进行集中管理、监控和参数设定等。如图l所示。图1硬件配置3系统参数采集与关键参数设定采用的分散式控制方式，使用一根

4、电缆，将现、场所需的设备相连，结构简单，可维护性好，传输距离可达1200米，实现方便。压缩机、冰水酒精水制取装置及各模拟量采集箱实际上都是控制器，进行自控。但必须对其进行设定和必要的连锁控制，用PLC系统控制各设备，用计算机对其进行控制参数的设定。同时各设备的工作状态和参数都在中控室的工控机上显示出来，以便监控。能达到上述功能的关键是利用计算机通讯技术，实现数据的读与写。除通过设备控制器采集设备控制所需的信号外，还采集系统中的一些信号：1)冰水、酒精水供水回水温度，2)冰水罐、酒精水罐各层温度；3)每台冰水装置出口温度4)冰水罐、酒精水罐供水

5、总管压力l收稿日期：2008—12—20作者简介：杜丽芬(1961一)，女(壮族)，广西扶绥人，高级工程师，研究方向为冷库工程电气自动化。第31卷第4期2009-041127]万方数据5)冰水罐、酒精水罐、酿造水罐液位I6)冰水、酒精水供水总管流量4各环节自动控制4．1压缩机控制采用我公司自主开发的自动型压缩机组，内部使用压缩机专用微电脑控制器对压缩机进行自动控制。压缩机具有吸气压力控制模式、给定能级控制模式，该控制器除了能够满足压缩机自身的自动控制和自动保护外，还具有系统控制的相应接口。有通讯接口，用于接收系统控制指令，有系统控制信号辅助输

6、入点，用于与系统连锁开停和系统安全保护停止信号。当工艺给出制冷请求信号，总控PLC给该系统的压缩机连锁开停点“开”信号，压缩机组自动开机，由机组控制器对压缩机进行自动控制。在制冷的过程中，系统PLC根据所测的温度与系统设定值进行比较，根据温差的大小给压缩机发出控制模式指令，使在压缩机各模式下自动进行能量调节，控制平稳，减少负荷波动引起的起停次数。当系统不需制冷时，总控PLC给出该系统压缩机连锁开停点“关”信号。部分程序流程如图2所示。图2部分程序流程1'1281第31卷第4期2009-044．2蒸发冷凝器控制每台蒸发冷凝器有一台水泵和两台风扇

7、，通过合理的控制蒸发冷凝器的开启台数来控制系统的冷凝压力，使之处于该系统最佳设定值范围内，达到节能的目的。在系统的排气总管设压力传感器一个，用以检测冷凝压力。为了减少压力处于临界时的频繁启停所造成的能量损耗，使系统运行更合理，其中一台蒸发冷凝器的风机采用变频器控制。在组态上可设定压力值及调节时间等参数。自动运行时，压力高时，逐台开启蒸发冷凝器的风机和水泵，反之，压力低时，逐台停止蒸发冷凝器的风机和水泵。自动合理地控制其开启的台数，在程序设计中，合理的设置调节和延时时间，既保证系统响应快又要避免频繁启停，同时还使除带变频器的蒸发冷凝器外的其他设

8、备的运行时间基本均衡。4．3冰水制取装置。采用自动型的冰水制取装置，由控制器控制，能跟随冰水流量自动调节冷量，自动制取所需要温度的冰水，预留与系统连锁开停信号和故障