| 氨制冷劑冷藏（冷凍）冷庫的節(jié)能與自動(dòng)化控制 |
| 2012-7-9 中國冷鏈物流網(wǎng)m.snksafetynets.com |
節(jié)約能源問題是當(dāng)今全球性需迫切解決的問題之一，是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。同時(shí)冷藏（冷凍）冷庫的產(chǎn)品質(zhì)量和制冷成本將決定一個(gè)企業(yè)的生死存亡。通過對(duì)冷庫進(jìn)行高新技術(shù)改造和自動(dòng)化管理，達(dá)到合理使用設(shè)備，提高設(shè)備利用率和使用壽命，提高制冷系統(tǒng)操作運(yùn)行的自動(dòng)化管理措施，提高安全運(yùn)行可靠性，節(jié)約能源、降低冷庫企業(yè)生產(chǎn)成本，提高冷藏（冷凍）冷庫的產(chǎn)品質(zhì)量，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益與現(xiàn)實(shí)意義。
一、冷庫節(jié)能控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
冷庫的節(jié)能往往需要通過先進(jìn)的制冷設(shè)備、合適的系統(tǒng)匹配、靈活的應(yīng)變措施和嚴(yán)格的運(yùn)行管理得以實(shí)現(xiàn)。我公司在優(yōu)化制冷工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，熟悉節(jié)能需要、結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，運(yùn)用其專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)出完整和優(yōu)化的冷庫節(jié)能自動(dòng)控制方案。通過上位機(jī)+PLC控制、變頻控制、電動(dòng)閥調(diào)節(jié)、控制點(diǎn)改造等一系列措施，實(shí)現(xiàn)冷庫的節(jié)能改造以及智能化控制，減少非正常原因造成的儲(chǔ)物質(zhì)量損失，運(yùn)行成本可以減少15%至30%以上，一般大中型冷庫節(jié)能改造，按綜合效益計(jì)算，一到二年內(nèi)就可收回投資成本，具有很高的節(jié)能投資性價(jià)比。系統(tǒng)具有多點(diǎn)溫度參數(shù)的庫房溫度調(diào)節(jié)、變蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)、變流量調(diào)節(jié)、加設(shè)超限控制、自動(dòng)除霜、循環(huán)水溫度閉環(huán)控制以及冷庫工藝操作需求的各種功能。
二、目前一般冷庫設(shè)備工作中存在的問題
1、冷庫設(shè)備自動(dòng)控制水平低，完全依賴于人工操作，而人的主觀能動(dòng)性與技術(shù)水平等，因人因時(shí)等都有很大的差異，難以達(dá)到最佳控制。甚至有時(shí)會(huì)因?yàn)殚_機(jī)不當(dāng)造成設(shè)備事故，或者因開機(jī)不及時(shí)，造成儲(chǔ)存物損壞或減少儲(chǔ)存物儲(chǔ)存周期，帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。值班人員需要全天守候，帶來人工運(yùn)行成本的支出。
2、壓縮機(jī)星--三角起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)設(shè)備以及電網(wǎng)沖擊，影響設(shè)備使用壽命；而且，設(shè)備起動(dòng)完成后只能全速運(yùn)行，通過調(diào)整回氣閥門（蒸發(fā)壓力）開口度來控制制冷能力。造成電耗浪費(fèi)，設(shè)備故障率較高，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性差。
3、 各分支庫根據(jù)儲(chǔ)物不同或出入庫情況變化以及保溫性能差異，難以做到各分支庫根據(jù)自身需求，分別自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷量，對(duì)原不需要制冷的分支庫造成過度制冷的浪費(fèi)現(xiàn)象；蒸發(fā)器除霜以及冷卻水泵運(yùn)行難以達(dá)到最佳效果。
三、進(jìn)行自動(dòng)化控制改造的目的
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）、交流變頻調(diào)速技術(shù)的成熟發(fā)展，各種類型檢測用傳感變送器的大量應(yīng)用，使得自動(dòng)化控制功能越來越強(qiáng)大，系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能管理控制能力也越來越強(qiáng)。為冷庫的自動(dòng)化改造提供了良好的前提條件。
改造的目的是：通過改造，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能控制，提高冷庫儲(chǔ)藏質(zhì)量，降低電耗，提高設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，減少值班人員費(fèi)用。綜合提高冷庫效益，2年內(nèi)確保收回投資成本。
四、設(shè)備改造的主要工作：
1、 冷庫的自控系統(tǒng)采用S7 PLC控制與編程；通過MPI通訊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊；對(duì)于大型冷庫，采用Profibus-dp通訊方式，與各分支冷庫、冷卻間控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)交流；
2、 制冷壓縮機(jī)采用交流變頻調(diào)速裝置拖動(dòng)；通過modbus通訊與PLC實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)交換以及控制；
3、 用上位機(jī)+工業(yè)觸摸顯示器（或觸摸屏）+wincc組態(tài)軟件制作冷庫系統(tǒng)的上位機(jī)管理畫面。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示冷庫所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行曲線提供節(jié)能數(shù)據(jù)分析資料，對(duì)各種異常現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。
4、 對(duì)調(diào)節(jié)站的進(jìn)氣閥改為電動(dòng)機(jī)構(gòu)，增設(shè)各類所需的傳感器，實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制。
5、 實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)冷庫的制冷系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行調(diào)試。
五、設(shè)備改造后具有的功能：
1、對(duì)整個(gè)冷庫系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)管理控制，在上位機(jī)上，用畫面實(shí)時(shí)顯示冷庫各冷卻間溫度、壓縮機(jī)運(yùn)行狀況、設(shè)備各點(diǎn)的工作狀態(tài)，如設(shè)備起停、運(yùn)行、故障、閥控狀態(tài)、各冷間設(shè)定溫度值和實(shí)際控制值等等，用曲線記錄各冷間溫度，壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)載電流。對(duì)溫度、壓力等參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警提示，顯示回氣閥壓力等參數(shù)和操作設(shè)備的運(yùn)行。具有針對(duì)不同制冷間儲(chǔ)藏不同儲(chǔ)物的工藝溫度，設(shè)定儲(chǔ)藏溫度和最佳制冷能力（回氣壓力）等工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫供用戶調(diào)用。
2、系統(tǒng)按照無人值守方案考慮，并考慮每間冷庫溫度單獨(dú)檢測與控制，實(shí)現(xiàn)閥開閉度與當(dāng)時(shí)開機(jī)本庫房實(shí)測溫度的閉環(huán)控制。溫度的檢測與控制采用PLC，溫差控制范圍的精度高；冷庫的實(shí)測溫度與設(shè)定溫度均在觸摸屏上顯示，并設(shè)有上限、下限報(bào)警功能
3、系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)控制的雙位運(yùn)行功能，并設(shè)有多種自動(dòng)保護(hù)裝置，出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)給出報(bào)警信號(hào)（可以遠(yuǎn)程傳送報(bào)警信號(hào)）提醒用戶進(jìn)行處理，出現(xiàn)嚴(yán)重事故時(shí)自動(dòng)停車并報(bào)警。用戶如需要，可以采用發(fā)送短信通知方式告知用戶。系統(tǒng)具有控溫準(zhǔn)確，操作簡單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
4、 壓縮機(jī)具有軟起動(dòng)、軟停車，連續(xù)平滑調(diào)速功能，可延長設(shè)備壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)節(jié)。根據(jù)各冷間實(shí)測溫度進(jìn)行智能模糊起?？刂?，減少起停次數(shù)。
5、 根據(jù)工藝要求設(shè)置有入庫、出庫、儲(chǔ)藏等不同工作模式；針對(duì)不同庫房的實(shí)際情況，進(jìn)行單獨(dú)自動(dòng)控制；通過PLC編程，針對(duì)庫房存儲(chǔ)物儲(chǔ)藏需求、分別設(shè)置不同溫度，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)供液閥或冷風(fēng)機(jī)速度，既滿足不同冷凍房冷凍（冷藏）要求，又避免個(gè)別庫房過度冷凍的浪費(fèi)現(xiàn)象。如此溫庫調(diào)節(jié)可以達(dá)到節(jié)能的要求，也能滿足某些庫房高精度溫度調(diào)節(jié)的需要，溫控可達(dá)到0.250C的精度要求。
6、 利用峰谷電價(jià)，夜間做制冷節(jié)能儲(chǔ)備，降低電價(jià)消耗；
7、 具有回氣壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定功能，實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能運(yùn)行控制模式；調(diào)節(jié)站控制閥根據(jù)對(duì)應(yīng)冷凍（冷藏）間實(shí)際溫度與設(shè)定溫度之間的差值，以及各冷藏間溫度差值的大小自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，無差值時(shí)閥關(guān)閉，差值大時(shí)閥的開口度自動(dòng)增大，差值小時(shí)閥的開口度自動(dòng)減?。?br />
8、 對(duì)冷凝器結(jié)霜狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測，及時(shí)除霜，保證冷凍效率的發(fā)揮；
9、 對(duì)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境溫度，實(shí)際工作溫度，在保證冷卻作用工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。
10、所有的風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控功能，隨便哪臺(tái)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，立刻給出報(bào)警信息；
11、氨液液位檢測，自動(dòng)調(diào)整；
12、集油排放定時(shí)提示。冷庫冷藏門的開啟數(shù)次和時(shí)間記錄和監(jiān)控等。
六、冷庫改造的步驟
1、 項(xiàng)目洽談、甲方提供現(xiàn)場工藝設(shè)備以及平面布置圖等基礎(chǔ)資料，乙方按照甲方提供資料，做出節(jié)能方案與報(bào)價(jià)，雙方達(dá)成共識(shí)后，簽訂合同。
2、 設(shè)備制作，現(xiàn)場改造材料準(zhǔn)備；（現(xiàn)場支架制作由甲方提供）
3、 現(xiàn)場設(shè)備安裝、調(diào)試；
現(xiàn)場安裝包括：新增設(shè)備安裝，手動(dòng)閥改為電動(dòng)閥，庫房溫度傳感器安裝，電線（電線由甲方提供）施放連接，舊設(shè)備風(fēng)機(jī)以及壓縮機(jī)動(dòng)力線改接至新設(shè)備。現(xiàn)場調(diào)試，投入試運(yùn)行，交付甲方使用。
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