基于PLC的冷库控制系统设计.doc

目录
1 绪论 1
1
3
PLC在冷库中的应用简介 4
6
2 冷库系统概述 7
7
7
8
9
9
10
11
12
12
13
A/D、D/A转换器的选取 14
15
15
RS-485总线 16
CPU315-2DP主从站 17
18
3 模糊PID控制器及其PLC设计 19
PID控制器概述 19
PID控制器的原理 19
PID控制器的数字算法 21
PID控制器的参数整定 22
22
23
25
26
26
4 冷库控制电路设计 30
30
—200系列PLC简介 30
PLC程序 31
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录…………………………………………………………………………………
1、绪论

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。
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。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。
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