畢業(yè)論文：冷凍庫的設計

1、江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院綜合畢業(yè)實踐說明書（論文）標題：plc在肉類冷凍庫設計中的應用系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 學 號： 000000 姓 名： 000000 指導教師： 000000 二零零九年三月五日摘 要 冷凍庫結(jié)構(gòu)復雜，技術(shù)性強，冷凍庫的使用、維修、管理，必須嚴格按照科學辦事，認真執(zhí)行國家頒布的有關(guān)標準和法規(guī)，做到安全、衛(wèi)生、低消耗。隨著plc技術(shù)的成熟與發(fā)展，plc技術(shù)在冷凍庫的制冷、變頻、控溫、調(diào)整中都起著關(guān)鍵性作用。文中介紹了使用plc編程控制制冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，達到了控制冷凍庫的運轉(zhuǎn)、恒定溫度控制、停止、容霜等動作。關(guān)鍵詞：冷凍庫設計, 可編程控制器(plc),恒定溫度控

2、制,容霜目 錄摘要2目錄3引言41 制冷系統(tǒng)介紹42 冷凍庫的方案設計53 plc的電氣控制要求64 plc的電氣電路原理65 plc的程序框圖136 冷凍庫恒溫plc電氣控制梯形圖說明147 冷凍庫的維護、保養(yǎng)17結(jié)束語18致謝18參考文獻18plc在肉類冷凍庫設計中的應用引言在中小型的餐飲用冷凍庫的設計中，plc技術(shù)開創(chuàng)了制冷機器通過預先設定的程序，達到我們想實現(xiàn)的動作的一種自動工作方式。過去我們都是用延時繼電器或者人工手動控制等方法控制冷凍庫內(nèi)機器的開啟停止，即浪費人力，也無法達到想要的恒溫效果，從而會使工作復雜、工作不可靠、容易造成冷凍產(chǎn)品的品質(zhì)問題。自從plc技術(shù)應用在冷凍庫制冷的設

3、計上，減少了許多設計中的不穩(wěn)定因素，也使得操作更加簡單，維修、檢查和保養(yǎng)更迅速快捷。為保證良好的餐飲品質(zhì)做出了杰出的貢獻。1制冷系統(tǒng)介紹壓縮機將冷凍劑壓縮成高壓飽和氣體（氨nh3或氟里昂ccl2 f2），這種氣態(tài)冷凍劑再經(jīng)過冷凝器冷凝。 通過節(jié)流裝置節(jié)流之后，通入到蒸發(fā)器中，將所需要冷卻的媒介冷卻換熱。例如將蒸發(fā)器連接到樓里的各個房間，蒸發(fā)器內(nèi)的蛇行管將同空氣進行換熱，再通過鼓風將冷氣吹向房間的空氣當中。而蒸發(fā)器蛇行管內(nèi)的冷凍劑換熱后變成低壓蒸汽回到壓縮機，再被壓縮機壓縮，這樣循環(huán)利用就完成了制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)原理圖如下圖1所示。 圖1 制冷系統(tǒng)原理圖 2冷凍庫的方案設計2.1設計參數(shù)設計條件

4、：設計對象一層結(jié)構(gòu)的冷凍肉制品冷藏庫，冷凍庫體容積約為80立方米（5m*8m*2m），-182冷藏庫。外部環(huán)境參數(shù)：干球溫度td=33.5 ，相對濕度rh=85；室內(nèi)設計需求參數(shù)： -182冷凍肉制品冷藏庫 干球溫度td=-182 ，相對濕度rh=8590。所有肉類品必須離地15cm，以保證產(chǎn)品防潮、防止產(chǎn)品發(fā)生腐敗、霉變。2.2冷凍庫體施工說明該房間在建設時已經(jīng)做好改造準備。只需要按照冷凍庫設計規(guī)范gb 50072-2001 版本 做參考施工。2.3內(nèi)隔墻墻體施工方法（1）墻體的施工首先是聚氨脂夾芯彩鋼板的架設，聚氨脂夾芯彩鋼板采用先進的偏心鉤和溝槽鋼板，偏心式的連接方式實現(xiàn)冷凍庫板與冷凍庫

5、板之間的正確連接，優(yōu)異的密閉性和結(jié)合性能最大程度的減少冷氣泄露，彩鋼板架設后用拉碼固定。（2）在架設聚氨脂夾芯彩鋼板時應盡量使用原塊，t型板、墻板、角板組合的冷凍庫在任意空間都可以設置，達到科學設計，簡單實用，節(jié)約施工成本之效果,聚氨脂夾芯彩鋼板的強度、隔熱等性能優(yōu)于聚苯乙烯夾芯板，彩鋼板之間拼接時應充分貼平，需要切割時，其表面必須均勻涂布防水材料。（3）安裝完成用散裝聚胺酯發(fā)泡濟封住漏縫。（4）在冷凍庫內(nèi)使用高約20cm的塑料塑模棧板。使產(chǎn)品離地15cm，保證產(chǎn)品品質(zhì)。2.4制冷系統(tǒng)的設計（1）本設計選用一臺10hp的制冷機組，冷量充足。計算時，所需的制冷量已列已入設計之范圍內(nèi)。(2)系統(tǒng)選

6、用法國 美優(yōu)樂牌 風冷全封閉式壓縮機組，能穩(wěn)定運行于設計的溫度環(huán)境下。 (3)系統(tǒng)采用北峰高效冷風機，該風機具有大風量，低噪音，低耗電，射程遠的特點。(4)系統(tǒng)制冷機組集中放置在一層平臺，冷媒在庫內(nèi)直接蒸發(fā)。(5)制冷系統(tǒng)機組采用風冷卻式，省卻了冷卻水系統(tǒng)，冷卻效果好，9機組性能穩(wěn)定。2.5機組的安裝 (1)主機安裝前要預先搗制基礎，檢查基礎標高，坐標位置，形狀和各部分的主要尺寸及預留孔洞是否符合要求。(2)機組安裝必須平穩(wěn)且在水平面上，若有偏差時必須墊鐵找平，(3)系統(tǒng)采用銅管連接，冷媒主回路用直管，連接和拐彎采用紫銅管連接，不得使用脹管，連接方式采用氧焊。(4)冷媒管的保溫采用pef保溫套

7、管，管道支吊架的形式和間距參考設備安裝手冊。3 plc的電氣控制要求(1)用sj2檢測電源缺相，有信號輸出，系統(tǒng)便退出運行并報警。(2) 4臺機組分別設置自動、手動2種工作模式，獨立運行，互不干擾。(3)手動工作模式下：用按鈕進行機組的啟動/停止控制，進行參數(shù)整定，分別進行互不干擾。(4)自動工作模式下：由溫控器自動控制機組的制冷和容霜。(5)制冷和容霜在任何情況下不能同時進行。除由溫控器實現(xiàn)互鎖外，還加入啟動接觸器的電氣互鎖和機械聯(lián)鎖裝置，以保證其安全運行。(6)室內(nèi)冷風機啟動到壓縮機啟動，加入延時0180s可調(diào)。(7)壓縮機停止到室內(nèi)冷風機停止，加入延時0180s可調(diào)。(8)二通閥首先啟動

8、，延時(030s可調(diào))啟動壓縮機。手動時同時啟動。(9)二通閥首先停止，延時(030s可調(diào))停止壓縮機。(10)有下列信號，報警蜂鳴器鳴響：壓縮機電機過載信號、高、低壓控制器信號、機組制冷啟動信號、機組容霜啟動信號、電源缺相信號。(11)當機組的壓縮機電機過載、高、低壓控制器發(fā)出信號，壓縮機及其風機即停止，室內(nèi)冷風機延時停機。(12)系統(tǒng)設定的開機順序為：室內(nèi)冷風機開制冷主機開；為保持庫內(nèi)溫度均勻，室內(nèi)冷風機可以通過整定延時長于下一制冷信號的到來，這樣風機就處于不停的狀態(tài)，但是除霜時室內(nèi)冷風機停。 4 plc的電氣電路原理4.1 冷凍庫恒溫-主電路（1）冷凝器風機和室內(nèi)冷風機都是由4臺小型風機

9、組成，生產(chǎn)廠商已在整機上將電路連接好，無法加入過載保護。(2)照明變壓器系成品，另箱安裝，二次必須重復接地。(3)單位：功率kw 未標注導線型號bvv 導線截面mm2(4)冷凍庫恒溫主電路圖如圖2所示。 圖2冷凍庫恒溫主電路圖4.2冷凍庫恒溫控制回路(1) 控制電路中的溫控器電源開sa*，在自動時接通。(2) 4#機組的控制回路接至l3，且無ka0。(3) 電源信號顏色：l1黃、l2綠、l3紅。(4) km1和km4設機械聯(lián)鎖，以策安全。(5)冷凍庫恒溫控制回路如圖3所示。 圖3冷凍庫恒溫控制回路4.3 冷凍庫恒溫-主機接線：選用lg主機 k7m-drt60u 1臺 輸入36點/輸出24-點

10、系統(tǒng)的主機接線如下圖4所示： 圖4冷凍庫恒溫-主機接線4.4 plc的輸入信號(1) 1x(01、02、03)三相電源信號。(3點)(2) 4x(sp1、sp2)高、低壓控制器信號。(累計11點)(3) 4x(kh)壓縮機電機過載信號。(累計15點)(4) 4x(wj9、wj10)溫控器制冷信號。(累計19點)(5) 4x(wj7、wj8)溫控器熔霜信號。(累計23點)(6) 4x(sb1、sb2)壓縮機及風冷機手動啟/停信號。(累計31點)(7) 4x(sb11、sb21)室風冷風機手動啟/停信號。(累計39點)(8) 4x(sb12、sb22)熔霜加熱手動啟/停信號。(累計47點)(9)

11、4*run/stop自動/手動選擇。(累計51點)說明： 報警蜂鳴器消音信號(改用程序延時消音) 。 0以下庫內(nèi)報警按鈕信號(不經(jīng)系統(tǒng)，直接報警)。 冷凍庫溫傳感器直接接入溫控器的(5-6)端子、熔霜傳感器直接接入溫控器的(3-4) 端子4.5 plc的輸出信號(1) 4x(km1)壓縮機及風冷機啟動接觸器。(4)(2) 4x(km3)室風冷風機啟動接觸器。(累計8點)(3) 4x(km4)熔霜加熱啟動接觸器。(累計12點)(4) 4x(ya)二通閥啟動繼電器。(累計16點)(5) 4x(hg0)機組自動指示。(累計20點)(6) 4x(hy0)機組手動指示。(累計24點)(7) x(ha)壓

12、縮機電機過載報警蜂鳴器。(累計25點)(8) 4x(hg1)壓縮機及風冷機運行直接用接觸器觸點接通指示燈顯示。(9) 4x(hg2)室內(nèi)冷風機運行直接用接觸器觸點接通指示燈顯示。(10) 4x(hy2)熔霜加熱運行直接用接觸器觸點接通指示燈顯示。(11) 1x(hy、hg、hr)三相電源直接接通指示燈顯示。(12) 6警鈴(直接接受庫內(nèi)報警按鈕信號報警)。 4.6 冷凍庫恒溫-輸入擴展電路如圖5所示。用移位指令，以f0090的20ms掃描刷新p40p43晶體管輸出，給p001cp0023送去取樣電源，這樣就得到了4x8=32點的輸入信號擴展。它們的地址是： 4.6.1 壓縮機及風冷機手動啟動信

13、號 (1) 1sb1p40*p1c (2) 2sb1p41* p1c (3) 3sb1p42* p1c (4) 4sb1p43* p1c 4.6.2壓縮機及風冷機手動停止信號 (1) 1sb2p40*p1d (2) 2sb2p41*p1d (3) 3sb2p42*p1d (4) 4sb2p43*p1d 4.6.3 室風冷風機手動啟動信號 (1) 1sb11p40*p1e (2) 2sb11p41*p1e (3) 3sb11p42*p1e (4) 4sb11p43*p1e 4.6.4 室風冷風機手動停止信號 (1) 1sb12p40*p1f (2) 2sb12p41*p1f (3) 3sb12p

14、42*p1f (4) 4sb12p43*p1f 4.6.5 熔霜加熱手動啟動信號 (1) 1sb21p40*p20 (2) 2sb21p41*p20 (3) 3sb21p42*p20 (4) 4sb21p43*p20 4.6.6 熔霜加熱手動停止信號 (1) 1sb22p40*p21 (2) 2sb22p41*p21 (3) 3sb22p42*p21 (4) 4sb22p43*p21 4.6.7 壓縮機運行信號反饋 (1) 1km1p40*p22 (2) 2km1p41*p22 (3) 3km1p42*p22 (4) 4km1p43*p22 4.6.8 化霜反饋信號 (1) 1km4p40*p

15、23 (2) 2km4p41*p23 (3) 3km4p42*p23 (4) 4km4p43*p23 圖5冷凍庫恒溫-輸入擴展電路圖4.7冷凍庫恒溫-輸出擴展電路圖6所示。 4.7.1顯示點的地址 （1) 工作狀態(tài)顯示 1hg0p40*p44 2hg0p40*p45 3hg0p40*p46 4hg0p40*p47 (2) 壓縮機過載顯示 1hy1p41*p44 2hy1p41*p45 3hy1p41*p46 4hy1p41*p47 (3) (常亮)系統(tǒng)壓力過高(閃亮)系統(tǒng)壓力過低顯示 1hy0p42*p44 2hy0p42*p45 3hy0p42*p46 4hy0p42*p47 電源單相顯示

16、1hg3p43*p44 報 警 顯 示 hap43*p47 圖6冷凍庫恒溫-輸出擴展電路圖5 plc的程序框圖冷凍庫恒溫- plc的程序框圖如下圖，圖8所示。 圖7冷凍庫恒溫- plc的程序框圖 6冷凍庫恒溫plc電氣控制梯形圖說明梯形圖只繪出了1機組自動運行時的梯形圖，各部分的工作情況如下：6.1 011程序步20ms輸入電路的刷新掃描控制6.2 1238程序步機組自動運行溫控器發(fā)出制冷信號p0009通，即用toff指令的瞬時閉合延時斷開點啟動室內(nèi)冷風機，用ton t01指令的延時閉合常開點啟動二通閥，再通過ton t03延時啟動壓縮機,機組開始制冷；溫控器撤消制冷信號，ton指令的延時閉合

17、常開點即瞬時斷開，二通閥和壓縮機同時停止，由于toff指令的瞬時閉合延時斷開點的存在，室內(nèi)冷風機仍繼續(xù)運行至toff指令的時間到。此時間可長可短，視工作需要而定。此時間長于下一次制冷信號的到來，即意味著室內(nèi)冷風機在長期工作。 6.3 3983程序步機組手動/自動輸出 手動時(即p0001常閉端點恢復閉合)，讓壓縮機啟動的同時(即p048的常開閉合)也啟動二通閥，以方便調(diào)整。用列信號與停止信號的常閉端點并聯(lián)，這樣才能實現(xiàn)該設備的停止控制，此時的列信號是作為同步信號使用的。 6.4 84103程序步機組信號顯示 從輸出矩陣電路圖得知：顯示是p40p43和p44p47的輸出組合。但是，p44p47的

18、輸出需要依靠p40p43作為同步信號，才能真正將需要顯示的信號顯示出來。如梯形圖的p0001，只要1#機組的工作狀態(tài)選擇開關(guān)放在自動位置，該p0001點是通的，如果沒有p0040信號的同步，則p0044長期有輸出；當掃描至p0007、p0013、t0011和m0000時沒有p41p43的同步，就分不清是1#機組自動、或是1#機組過載、或是系統(tǒng)壓力過高、過低、或是電源單相了，這顯然是不允許的。 t04和t05是組成系統(tǒng)壓力過低時，指示燈以3s的間隔進行閃亮的振蕩電路。 6.5 104109程序步機組報警 6.6 其它2#、3#、4#機組的梯形圖 (1)輸入電路刷新控制和缺相檢測是公用的，不必改變

19、。 (2)自動控制基本梯形圖和3機組手動/自動輸出有各自的梯形圖。復制后只需更改編號即可。 (3)機組信號顯示梯形圖。復制后的同步信號不變，只需更改輸入信號和輸出編號即可。 (4)機組報警梯形圖是公用的，只需從中并入各機組的報警信號即可。 (5)冷凍庫恒溫-plc電氣控制梯形圖如下，圖8所示。 圖8冷凍庫恒溫-plc電氣控制梯形圖 7 冷凍庫維護、保養(yǎng)7.1冷凍庫的庫體維護、養(yǎng)護。(1)冷庫新安裝完畢或長期停用后, 再次使用, 降溫的速度要合理: 每天控制在8-10為宜, 在0時應保持一段時間。 (2)冷凍庫板保護: 注意使用中應注意硬物對冷凍庫體的碰撞和刮劃。因為可以造成冷凍庫板的凹陷和銹蝕

20、，嚴重的會造成冷凍庫體局部保溫性能降低。(3)密封保護，由于裝配式冷庫是由若干塊保溫板拼而成，因此板之間存在一定的縫隙，施工中這些縫隙會用密封膠密封，防止空氣和水分進入。所以在使用中對一些密封失效的部位及時修補。(4)地面保護，一般小型裝配式冷庫的地使用保溫板，使用冷庫時應防止地面存有大量的冰和水，如果有冰，清理時切不可使用硬物敲打，損壞地面。7.2制冷機組風機設備制冷系統(tǒng)保養(yǎng)(1)運轉(zhuǎn)機組要經(jīng)常觀察壓縮機的油面及回油情況及油的清潔度，發(fā)現(xiàn)油臟或油面下降要及時解決，以免造成潤滑不良。 (2)冷機組要經(jīng)常清掃風冷器使其保持良好的換熱狀態(tài)。 (3)風冷機的蒸發(fā)器要經(jīng)常檢查除霜情況，除霜是否及時有效，會影響制冷效果，導