【正文】 STEP7 Microwin 編程軟件，軟件直接就在編程界面，可以直接編程了，如圖 71 所示 圖 71 打開編程軟件界面 PLC 類型，確定 CPU 型號，這里我們選用的 CPU 是 224 CN，如圖 72 所示 圖 72 CPU 類型 ，如圖 73 所示 圖 73 編程界面 ，可直接在程序的上方進(jìn)行標(biāo)注，如圖 74 所示 圖 74 程序標(biāo)注 注意：因?yàn)槌绦蚨屋^多，所以這里就不具體解釋了，在附錄中會有程序的具體注釋。 各組件的設(shè)置如下： 選擇右側(cè)“窗口屬性”，再選擇“窗口名稱”，然后對其進(jìn)行更改，如圖 65 所示： 圖 65 窗口設(shè)置 ，有四個按鈕，分別對應(yīng)報(bào)警信息、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、參數(shù)設(shè)定和返回按鈕，右下角顯示低壓壓力和高壓壓力。當(dāng)壓力大于等于 14bar 時水泵啟動，當(dāng)壓力小于等于 12bar 時水泵停止工作。由于這是一個整體工作系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都是互相相關(guān)聯(lián)的，所以編程時需要考慮各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系。 則接觸器主觸頭電流為： AANKU CPCI 37 00 ???? （ ） 接觸器額定電流取 倍欲量，則有： AII CN ???? （ ） 所以選擇 CJ1010 型交流接觸器就可以滿足要求了，額定電流為 10A。 其中， R— 代表熔斷器 T— 代表有填料封閉管 式 0— 為設(shè)計(jì)序號 50— 代表熔斷器電流為 50A 5— 代表熔體電流為 5A （ 2）其他熔斷器可根據(jù)公式 NN If )~(? 來計(jì)算熔體電流， ?cos 都取 。如，紅色表示停止按鈕，綠色表示起動按鈕等。 壓力開關(guān)有機(jī)械式和電子式兩大類。 它可以在一些系統(tǒng)中調(diào)節(jié)一些介質(zhì)的流量、速度、方向和其它的一些參數(shù)。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控 制 和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。 圖 43 PLC 外部接線圖 的選型 PLC 西門子股份公司（ SIEMENS AG FWB： SIE, NYSE： SI）是世界最大的機(jī)電類公司之一， 1847 年由維爾納 ?馮 ?西門子建立?？刂品较蛑饕菍Χ嗖⒙?lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究后，確定只研究操作過程，不深入研究各個系統(tǒng)。 確定控制方案 下面比 較繼電接觸器來控制系統(tǒng)， PLC 控制控制系統(tǒng)以及單片機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇一種控制系統(tǒng) 。當(dāng)運(yùn)行機(jī)組前，首先判斷壓力，確定運(yùn)行幾臺壓縮機(jī)，這里有個設(shè)定值，當(dāng)壓力大于等于 時第一臺壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于 時第二臺壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于 時第三臺壓縮機(jī)開始工作。主要包括控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖，硬件的選型，I/O 地址分配表及 PLC 接線圖。 目前，我國制冷壓縮機(jī)企業(yè)眾多，絕大多數(shù)從事中低端制冷壓縮機(jī)的生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)主要是介紹多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的背景，國內(nèi)當(dāng)前現(xiàn)狀以及當(dāng)前工藝流程，同時采用西門子 PLC 來設(shè)計(jì)控制流程，最后用觸摸屏來監(jiān)控動作過程。 Siemens PLC。隨后，阿特拉斯等公司也紛紛在國內(nèi)投資建廠。 （ 7）第七章為程 序調(diào)試與仿真。當(dāng)壓力小于等于11bar 時風(fēng)機(jī)停止，當(dāng)壓力小于等于 12bar 時水泵停止工作。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：①采用計(jì)算機(jī)控制，控制功能通過軟元件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)需要改變控制時，只需改變程序，通用性好，接線簡單，可使用于各種控制系統(tǒng)；②控制功能多，可以實(shí)現(xiàn)定時、計(jì)數(shù)、邏輯運(yùn)算以及算術(shù)運(yùn)算等功能，通過編程可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜操作的控制功能；③可靠性高，沒有機(jī)械觸點(diǎn)，因此避免了電弧損害，接觸不良等現(xiàn)象；④定時范圍寬且準(zhǔn)確；⑤體積較小，耗電量小，編程和接線可以同步進(jìn)行，擴(kuò)展靈活，維修方便。 一共有 19 個輸入點(diǎn)，每個壓縮機(jī)都有壓力控制信號 ,油位控制信號，模塊控制信號和過載信號，另外還有兩個過載信號，分別是蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)過載信號和蒸發(fā)冷水泵過載信號。 S7200 它適用于一系列機(jī)械設(shè)備的制造或用作獨(dú)立的解決方案，微型自動化系統(tǒng)的組成部分， STEP 7 Micro/WIN 工程組態(tài)軟件應(yīng)用于它，應(yīng)用于性能要求較低的自動化任務(wù)。 比澤爾集團(tuán)總部設(shè)在德國斯圖加特，在全世界七十多個國家設(shè)有工廠和代表處。 這里 選用 VF440型電磁閥其中 “V” 表 示 電磁閥， “F” 表示防腐蝕， 4 表 示 設(shè)計(jì)序號， 40表 示 口徑（ mm） 寬度。AC3:16A400V。 在這里我們選用 AD11 系列指示燈，型號為 AD11/22/217GZ。 ③ DFW（ DFWR）型東方臥式 冷水泵 熔斷器的選型 電機(jī)額定功率為 PN=，電機(jī)額定電壓為 UN=380V 則有： AC O SU PINNN 37 003 ????? ? （ ） AAII NfN ???? （ ） 根據(jù)計(jì)算結(jié)果查表可以選擇 RT0100/15 型熔斷器。 由式（ ）可知， 4PES15壓縮機(jī) 的額定電流為： IN=；由式（ ）可知，SFW03 型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī) 的額定電流為： IN=；由式（ ）可知， DFW（ DFWR）型東方臥式 冷水泵 的額定電流為： IN=。 高壓一共有 4 個壓力點(diǎn)，分別是 11bar,12bar,13bar,14bar,下面分別計(jì)算出這些壓力所對應(yīng)的數(shù)字輸出點(diǎn)。 開 始庫 溫 ≥ 5℃打 開 電 磁 閥庫 溫 ≤ 0℃關(guān) 閉 電 磁 閥YYNN開 始機(jī) 組 是 否 運(yùn) 行高 壓≥ 1 4 b a r啟 動 風(fēng) 機(jī)高 壓≤ 1 2 b a r關(guān) 閉 風(fēng) 機(jī)高 壓≥ 1 3 b a r啟 動 水 泵高 壓≤ 1 1 b a r關(guān) 閉 水 泵YYYYYNNNNN 圖 54 供液系統(tǒng)流程圖 圖 55 冷凝系統(tǒng)流程圖 開 始1 壓 縮 機(jī) 是 否 選 用低 壓 壓 力≥ 1 . 0 b a r啟 動 1 壓 縮 機(jī)低 壓 壓 力≤ 0 . 5 b a r停 止 1 壓 縮 機(jī)1 壓 縮 機(jī) 是 否 有 故 障2 壓 縮 機(jī) 是 否 選 用低 壓 壓 力≥ 1 . 2 b a r啟 動 2 壓 縮 機(jī)低 壓 壓 力≤ 0 . 7 b a r停 止 2 壓 縮 機(jī)2 壓 縮 機(jī) 是 否 有 故 障3 壓 縮 機(jī) 是 否 選 用低 壓 壓 力≥ 1 . 4 b a r啟 動 3 壓 縮 機(jī)低 壓 壓 力≤ 0 . 9 b a r停 止 3 壓 縮 機(jī)3 壓 縮 機(jī) 是 否 有 故 障YYYYYYYYYY Y Y 圖 56 壓縮機(jī)組系統(tǒng)流程圖 本章小結(jié) 本章主要是對軟件設(shè)計(jì)部分做了詳細(xì)的介紹。 ，如圖 614 圖 614 報(bào)警信息頁面 工具欄選擇“報(bào)警顯示”模塊，拖拽到指定位置，具體參數(shù)設(shè)置如圖 615所示： 圖 615 報(bào)警參數(shù)設(shè) 置 ，第六頁為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，如圖 616和 617 圖 616 操作頁面 圖 617 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置頁面 觸摸屏的地址分配我們按照硬件的輸入輸出口分配，詳情可見 章節(jié)，這里就不做具體介紹了。 第 8 章 總結(jié) 本設(shè)計(jì)主要介紹的是多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)，并使用 PLC 對其進(jìn)行控制。如圖 620 和 621： 圖 620 報(bào)警信息 圖 621 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài) ，監(jiān)控界面不會發(fā)生變化 。在工業(yè)控制領(lǐng)域中使用觸摸屏，一個工人可以控制一個復(fù)雜的工藝，一個從未使用過計(jì)算機(jī)的人，只要知道操作步驟也可以進(jìn)行交換操作。 表 52 低壓與數(shù)字輸出對應(yīng)表 低壓壓力（ bar） 數(shù)字輸出 溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系 圖 53 為溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系，我們設(shè)數(shù)字輸出 3x ，壓力變量為 3y ，由圖 53 可知，直線經(jīng)過點(diǎn)（ 20xx， 200）和點(diǎn)（ 20xx， 200）兩個點(diǎn)，設(shè)直線方程為 bxky ?? 333 ，將 20xx1 ?x ， 20xx?y 和 20xx2 ??x ， 20xx ??y ，直線方程有 bk ?? 320xx200 ，bk ???? 320xx200 ，求得 ?k ， 0?b ，所以直線方程是 xy ? 。 介紹的是各種硬件的選型其中包括 PLC 的選型，壓縮機(jī)設(shè)備的選型，溫度傳感器的選型，電磁閥的選型，壓力傳感器的選型，蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的選型，蒸發(fā)冷水泵的選型，壓力開關(guān)的選型，按鈕的選型，指示燈的選型，熔斷器的選型，交流接觸器的選型，熱繼電器的選型。 （ 1） 4PES15 壓縮機(jī)交流接觸器的選型 電機(jī)額定功率為 PN=15kw，電機(jī)額定電壓為 UN=380V，取 K=。 利用金屬導(dǎo)體作為熔體串聯(lián)于 電路 中，當(dāng)過載或 短路 電流通過熔體時，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返囊环N 電器 。 按鈕開關(guān)可以完成啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、變速以及互鎖等基本控制。用循環(huán) 水泵 不間斷地 把水箱內(nèi)的水抽出，并通過布水系統(tǒng)均勻地噴淋在蒸發(fā)過濾層上，室外熱空氣進(jìn)入蒸發(fā)降溫介質(zhì)，在蒸發(fā)降溫介質(zhì) CELdek(特殊材料的蜂窩狀過濾層，讓降 溫效果更理想，瑞典的高科技專利產(chǎn)品 )內(nèi)與水充分進(jìn)行熱量交換，加水蒸發(fā)吸熱而降溫的清涼、清潔的空氣由低噪音風(fēng)機(jī)加壓送入室內(nèi)，使室內(nèi)的熱空氣排到室外，從而達(dá)到室內(nèi)降溫的目的。如圖 45，具體參數(shù)如下： 型號： 4PES15 適用范圍：冷庫制冷壓縮機(jī) 半封閉壓縮機(jī) 冷藏設(shè)備 冷凍設(shè)備 功率： 15HP（ kw） 重量： 240（ kg） 結(jié)構(gòu)類型：半封閉式 類型：冷藏用制冷設(shè)備 排量類型：定排量壓縮機(jī) 圖 45 4PES15 型壓縮機(jī) 溫度傳感器的選型 溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號的儀表。 PLC 三菱 PLC 英文名又稱： Mitsubish Power Line Communication，是三菱電機(jī)在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。 圖 42 主電路圖 這里使用的是西門子 S7200 系列的 PLC，左邊是輸入點(diǎn)，右邊是是輸出點(diǎn)。單片機(jī)雖然體積小價(jià)格便宜但是其適合用于小型控制系統(tǒng)，如儀器儀表等，而 PLC 雖然價(jià)格較高，但是卻更適用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。當(dāng)壓力大于等于 時第一臺壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于 時第二臺壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于 時第三臺壓縮機(jī)開始工作。冷凝器控制系統(tǒng)由蒸發(fā)冷水泵，蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)組成，冷凝器控制系統(tǒng)是根據(jù)高壓信號控制，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力，風(fēng)機(jī)和水泵才會運(yùn)行。 （ 2） 第二章為多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組工藝的介紹。 在同一系統(tǒng)中采用多臺壓縮機(jī) 并聯(lián)來代替單臺壓縮機(jī)運(yùn)行，在冷負(fù)荷發(fā)生動態(tài)變化時，并聯(lián)壓縮機(jī)組將通過 PLC 和各種傳感器所組成的控制系統(tǒng)， 通過給機(jī)組設(shè)定恒定值，使機(jī)組在設(shè)定的值內(nèi)工作，通過設(shè)定值來啟動關(guān)閉壓縮機(jī)，最終起到節(jié)能的效果。摘要 隨著人民生活水平的提高，物流和國內(nèi)零售行業(yè)的快速發(fā)展，大、中型食品冷藏設(shè)施，在解決中轉(zhuǎn)、 生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的食品保鮮問題中， 發(fā)揮著重要 的作用；其核心的制冷壓縮機(jī)組，也 已經(jīng)逐漸 從：單 個 大容量 的 制冷機(jī)到多臺中、小容量制冷機(jī) 一起運(yùn)作 到 現(xiàn)在 的大型 多機(jī)組 并聯(lián)的發(fā)展過程。裝配有冷媒離心式壓縮機(jī)組的制冷系統(tǒng)市場容量平均在 190 億元左右，根據(jù)成本分析估算，冷媒離心式壓縮機(jī)的市場容量約在 60 億元左右。對課題進(jìn)行簡要的介紹，主要介紹多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的背景及現(xiàn)狀。其結(jié)構(gòu)如下圖 21所示： 圖 21 多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī) 組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 其中，主回路控制系統(tǒng)中包括壓縮機(jī)，接觸器，熱繼電器，中間繼電器，熔斷器等組成。 第 3 章 控制要求及方案設(shè)計(jì) (1)采集庫房的溫度，根據(jù)溫度來控制供液電磁閥的打開和關(guān)閉，當(dāng)溫度大于等于5℃時打開電磁閥，當(dāng)溫度小于等于 0℃時關(guān)閉電磁閥 (2)采集系統(tǒng)的低壓吸氣壓力，由于供液電磁閥的打開和關(guān)閉，導(dǎo)致系統(tǒng)低壓吸氣壓力的變化，通過與設(shè)定壓力的比較，控制壓縮機(jī)啟動停止。 本次設(shè)計(jì)的多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)，輸 入輸出點(diǎn)都比較多，而且有模擬量在里邊，所以繼電接觸器系統(tǒng)不適合采用。每個電動機(jī)都設(shè)有熱繼電器 FR 做過載保護(hù)用。 西門子 PLC 現(xiàn) 在 不單單配備 16 位、 32 位 性能高的 微處理器， 高性能位片式微處理器， RISC(reduced instruction set puter)，而且 有多個微處理器在同一臺 PLC中 ，進(jìn)行多通道處理，同時 只能模塊中也帶有微處理器 ， 使得 第四代 PLC 產(chǎn)品成 為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運(yùn)動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器 。這里我們選用的就是比澤爾壓縮機(jī)，型號是 4PES15。如圖 48，主要參數(shù)如下： 工作電壓： DC24V 模