【PLC编程实例】小型冷库恒温控制的PLC设计

一、冷库的方案设计

1.设计条件和设计参数


设计条件:设计对象一层结构的药材冷藏库,+5℃冷藏库库体容积约为760立方米, -20℃冷藏库库体容积约为27立方米。


设计参数:


环境参数:干球温度TD=33.5℃ ,相对湿度RH=85℅;


室内参数:

+5℃药材药品冷藏库   干球温度TD=+5℃ ,相对湿度RH=85—90℅;


-20℃药材药品冷藏库  干球温度TD=-20℃ ,相对湿度RH=85—90℅;

2. 设计依据

■ 业主提供的相关资料和要求

■《冷库设计规范》GB 50072—2001版

3. 系统设计和内容

制冷系统


■ 根据设计条件和设计参数以及实际条件,本方案设计选用直接蒸发式制冷系统,其优点是供冷直接,制冷效果好。+5℃冷藏库冷源采用三台美优乐风冷压缩机组,每台功率为13HP,总电机功率为39HP。-20℃冷藏库冷源采用一台美优乐风冷压缩机组,功率为8HP。

■ 室内采用冷风机强制通风,加强库内空气流动,降温速度快,室内温度分布均匀。

■ 冷库安装有余压阀,可将库内风压维持在一定范围内。

4. 库体施工说明


该冷库为使用中的土建式冷库,库体、地坪保温情况良好,无须改动。只须用聚氨脂彩钢板隔出一部分空间作为+5℃冷藏库和-20℃冷藏库使用。原有部分风管、风口应拆除。

5. 内隔墙墙体施工方法


墙体的施工首先是聚氨脂泡沫彩钢板的架设,彩钢板架设后用拉码固定。


在架设彩钢板时应尽量使用原块,彩钢板之间拼接时应充分贴平,需要切割时,其表面必须均匀涂布防水材料。安装完成用散装聚胺酯发泡剂封漏缝。

6. 制冷系统

■ 本设计选用三台13HP的制冷机组对+5℃冷藏库供冷。计算时,所需的制冷量已列入设计之范围内。-20℃冷藏库采用一台8HP的制冷机组,冷量充足。

■ 系统选用美优乐风冷全封闭式压缩机组,能稳定运行于设计的温度环境下。

■ 系统采用北峰高效冷风机,该风机具有大风量,低噪音,低耗电,射程远的特点。

■ 系统制冷机组集中放置在一层平台,冷媒在库内直接蒸发。

■ 制冷系统机组采用风冷却式,省却了冷却水系统,冷却效果好,机组性能稳定。

7. 机组的安装 

■ 主机安装前要预先捣制基础,检查基础标高,坐标位置,形状和各部分的主要尺寸及预留孔洞是否符合要求。

■ 机组安装必须平稳且在水平面上,若有偏差时必须垫铁找平。

■ 系统采用铜管连接,冷媒主回路用直管,连接和拐弯采用紫铜管连接,不得使用胀管,连接方式采用氧焊。

■ 冷媒管的保温采用PEF保温套管,管道支吊架的形式和间距参考设备安装手册。

二、冷库的安装平面

三、制冷系统原理图

四、继电器-接触器电路

五、PLC的输入信号

■ 1x(01、02、03)——三相电源信号(3点);

■ 4x(SP1、SP2)——高、低压控制器信号(累计11点);

■ 4x(KH)——压缩机电机过载信号(累计15点);

■ 4x(WJ9、WJ10)——温控器制冷信号(累计19点);

■ 4x(WJ7、WJ8)——温控器熔霜信号(累计23点);

■ 4x(SB1、SB2)——压缩机及风冷机手动启/停信号(累计31点);

■ 4x(SB11、SB21)——室风冷风机手动启/停信号(累计39点);

■ 4x(SB12、SB22)——熔霜加热手动启/停信号(累计47点);

■ 4*RUN/STOP——自动/手动选择(累计51点);

■ 报警蜂鸣器消音信号(改用程序延时消音) ;

■ 0℃以下库内报警按钮信号(不经系统,直接报警);

■ 库温传感器直接接入温控器的(5-6)端子、熔霜传感器直接接入温控器的(3-4) 端子。

六、PLC的输出信号

■ 4x(KM1)——压缩机及风冷机启动接触器(4);

■ 4x(KM3)——室风冷风机启动接触器(累计8点);

■ 4x(KM4)——熔霜加热启动接触器(累计12点);

■ 4x(YA)——二通阀启动继电器(累计16点);

■ 4x(HG0)——机组自动指示(累计20点)

■ 4x(HY0)——机组手动指示(累计24点);

■ x(HA)——压缩机电机过载报警蜂鸣器(累计25点);

■ 4x(HG1)——压缩机及风冷机运行直接用接触器触点接通指示灯显示;

■ 4x(HG2)——室内冷风机运行直接用接触器触点接通指示灯显示;

■ 4x(HY2)——熔霜加热运行直接用接触器触点接通指示灯显示;

■ 1x(HY、HG、HR)——三相电源直接接通指示灯显示;

■ 警铃——(直接接受库内报警按钮信号报警)。

七、PLC的控制要求

■ 1x(01、02、03)——三相电源信号只要有一个不存在,系统便退出运行并报警。

■ 4台机组分别设置‘自动、停止、手动’三种工作模式,独立运行,互不干扰。

■ 手动工作模式下:用按钮进行机组的启动/停止控制,分别进行互不干扰。

■ 自动工作模式下:由温控器自动控制机组的制冷和熔霜。

■ 制冷和熔霜在任何情况下不能同时进行。除由温控器实现互锁外,还加入启动接触器的电气互锁和机械联锁,以保证其安全运行。

■ 室内冷风机启动到压缩机启动,加入延时0~180S可调。

■ 压缩机停止到室内冷风机停止,加入延时0~180S可调。

■ 二通阀首先启动,延时(0~30S可调)启动压缩机。

■ 二通阀首先停止,延时(0~30S可调)停止压缩机。

■ 有下列信号,报警蜂鸣器鸣响:压缩机电机过载信号、高、低压控制器信号、机组制冷启动信号、机组熔霜启动信号、电源缺相信号。

■ 当机组的压缩机电机过载、高、低压控制器发出信号,压缩机及其风机即停止,室内冷风机延时停机。

■ 当发出电源缺相信号时,全部机组退出运行,允许室内冷风机延时停机。

■ 系统设定的开机顺序为:室内冷风机开——制冷主机开;为保持库内温度均匀,室内冷风机不停,但是除霜时室内冷风机停。

■ 报警蜂鸣器鸣响延时(0~30S可调)后,自动消音。

八、PLC设备清单

主机K7M-DRT60U   1台    36-I/24-O

I/O模块G7E-DR20A   1台    12-I/8-O

I/O模块 G7E-DC08A  1台     08-I/0-O

三共68-I/40-O

备用电池25Ah DC24V

九、PLC的系统接线

1. 主电路

■ 冷凝器风机和室内冷风机都是由4台小型风机组成,生产厂商已在整机上将电路连接好,无法加入过载保护。

■ 照明变压器系成品,另箱安装,二次必须重复接地。

■ 单位:功率—KW    未标注导线型号—BVV    导线截面—mm2

■ *=1~4

2. 控制电路

■ 控制电路中的温控器电源开SA*,在自动时接通。

■ 4#机组的控制回路接至L3,且无KA0。

■ 电源信号颜色:L1—黄、L2—绿、L3—红。

■ KM1和KM4设机械联锁,以策安全。

■ *=1~4

3. 主机接线

4. 输入接线

5. 输出接线

十、PLC的程序框图

十一、PLC的优化设计

1.输入扩展电路的梯形图

用移位指令,以F0090的20ms扫描刷新P40~P43晶体管输出,给P001C~P0023送去取样电源,这样就得到了4×8=32点的输入信号扩展。梯形图如下:

它们的地址是:


A.压缩机及风冷机手动启动信号
1). 1SB1—P40*P1C
2). 2SB1—P41* P1C
3). 3SB1—P42* P1C
4). 4SB1—P43* P1C


B.压缩机及风冷机手动停止信号
1). 1SB2—P40*P1D
2). 2SB2—P41*P1D
3). 3SB2—P42*P1D
4). 4SB2—P43*P1D


C.室风冷风机手动启动信号
1). 1SB11—P40*P1E
2). 2SB11—P41*P1E
3). 3SB11—P42*P1E
4). 4SB11—P43*P1E


D.室风冷风机手动停止信号
1). 1SB12—P40*P1F
2). 2SB12—P41*P1F
3). 3SB12—P42*P1F
4). 4SB12—P43*P1F


E.熔霜加热手动启动信号
1). 1SB21—P40*P20
2). 2SB21—P41*P20
3). 3SB21—P42*P20
4). 4SB21—P43*P20


F.熔霜加热手动停止信号
1). 1SB22—P40*P21
2). 2SB22—P41*P21
3). 3SB22—P42*P21
4). 4SB22—P43*P21


G.压缩机运行信号反馈
1). 1KM1—P40*P22
2). 2KM1—P41*P22
3). 3KM1—P42*P22
4). 4KM1—P43*P22


H.化霜反馈信号
1). 1KM4—P40*P23
2). 2KM4—P41*P23
3). 3KM4—P42*P23

4). 4KM4—P43*P23

2.输出扩展电路的梯形图

显示点的地址是:

1). 工作状态显示
A. 1HG0—P40*P44
B. 2HG0—P40*P45
C. 3HG0—P40*P46
D. 4HG0—P40*P47


2). 压缩机过载显示
A.1HY1—P41*P44
B.2HY1—P41*P45
C.3HY1—P41*P46
D.4HY1—P41*P47


3). (常亮)系统压力过高(闪亮)系统压力过低显示
A.1HY0—P42*P44
B.2HY0—P42*P45
C.3HY0—P42*P46
D.4HY0—P42*P47


4). 电源单相显示 1HG3—P43*P44

5). 报 警 显 示 HA—P43*P47

梯形图如下:

图中只编写了1#机组的梯形图。

来源/网络

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