【導(dǎo)讀】制冷站主要設(shè)備是制冷機(jī)。工業(yè)用制冷機(jī)要求制冷量大，溫度范圍一般為20℃—13℃，主要在夏季運(yùn)行。根據(jù)目前國內(nèi)外制冷技術(shù)的發(fā)展結(jié)合用戶提供工藝?yán)湄?fù)荷以及焦化廠現(xiàn)在。溴化鋰吸收式制冷技術(shù)已發(fā)展多年，技術(shù)成熟。這種設(shè)計(jì)不僅節(jié)能降耗，同時(shí)符。合國家鼓勵(lì)余熱利用回收、節(jié)約地下水資源的政策。今后在其他廠礦，對(duì)采用地下水直接冷。提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。本設(shè)計(jì)為鋼鐵企業(yè)在低溫冷卻水方面提供了設(shè)計(jì)模式和可借鑒經(jīng)驗(yàn)。首先是該機(jī)蒸發(fā)器液囊中冷荊水液位難以控。冷機(jī)冷水出水溫度波動(dòng)，影響制冷效果。統(tǒng)，由冷劑水液位手動(dòng)調(diào)節(jié)，改成自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)制冷站自動(dòng)控制，解決上述問題。

　　

【正文】 制器問世至今已有近 70 年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的 其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用 PID 控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或 不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 PID 控制技 術(shù)。 PID 控制，實(shí)際中也有 PI和 PD 控制。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。 PID 控制器的參數(shù)整定 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被 控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主 要依賴工 程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。 PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需 要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這 時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到 PID 控制器的參數(shù)。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第三章 制冷站 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求 中央空調(diào)系統(tǒng)的啟動(dòng) /停止均設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)兩種方式。自動(dòng)方式用于聯(lián)鎖集中控制，手動(dòng)用于調(diào)試或檢修。各臺(tái)設(shè)備按工藝要求啟動(dòng)的順序?yàn)椋豪鋮s塔、冷卻水泵、冷凍水泵、制冷壓縮機(jī)，采用每臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)后經(jīng) 15S 左右延時(shí)，再啟動(dòng)下一臺(tái)設(shè)備；停止的順序?yàn)閱?dòng)的逆序：制冷壓縮機(jī)、 冷凍水泵、 冷卻水泵 、冷卻塔。有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。 此 外，中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有壓力保護(hù)和水流保護(hù)裝置。中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行過程中，當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力過低或壓縮機(jī)排氣壓力過高時(shí)，壓力保護(hù)繼電器動(dòng)作，并停止中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行；當(dāng)冷卻水或冷凍水不流動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的水流保護(hù)繼電器動(dòng)作，壓縮機(jī)不能啟動(dòng)。 一 主電路設(shè)計(jì) 主電路有 4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別是冷卻水塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵電機(jī)、冷凍水泵電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)；電源由總開關(guān) QS 引入，熔斷器 FU1 為整個(gè)電氣線路的短路保護(hù)。熱繼電器 FR FR FR FR4 分別為 TM、 PM、 PM、 CM 的過載保護(hù)。接觸器 KM KM KM KM4 分別控制 TM、 PM、 PM、 CM 與電源接通。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 主電路圖 二 根據(jù)控制對(duì)象的要求和主電路的布局，分析電氣元件動(dòng)作要求 1： 手動(dòng)方式： （ 1）按下冷卻塔啟動(dòng)按鈕， KM1 首先吸合，冷卻塔啟動(dòng)； （ 2）延時(shí)一段時(shí)間后，按下冷卻水泵啟動(dòng)按鈕， KM2 吸合，冷卻水泵啟動(dòng)； （ 3）再延時(shí)一段時(shí)間，且冷卻水流開關(guān)閉合后，按下冷凍水泵啟動(dòng)按鈕， KM3吸合，冷凍水泵啟動(dòng)； （ 4）再延時(shí)一段時(shí)間，且冷凍水流開關(guān)閉合后 ,按下壓縮機(jī)啟動(dòng)按鈕， KM4 吸合，壓縮機(jī)啟動(dòng)； （ 5）按下壓縮機(jī)停機(jī)按鈕后， KM4 斷開，壓縮機(jī)停機(jī)； （ 6） KM4 斷開后，按下冷凍水泵停機(jī)按鈕， KM3 才斷開，冷凍水泵停機(jī)； （ 7） KM3 斷開后，按下冷卻水泵停機(jī)按鈕， KM2 才斷開，冷卻水泵停機(jī)； （ 8） KM2 斷開后，按下冷卻塔停機(jī)按鈕， KM1 才斷開，冷卻塔停機(jī)； （ 9）當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力過低或壓縮機(jī)排氣壓 力過高時(shí)，低壓、高壓保護(hù)繼電器動(dòng)作，空調(diào)機(jī)組自動(dòng)按正確順序停機(jī)； （ 10）電路工作時(shí)，應(yīng)具有一定的保護(hù)功能。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 2： 自動(dòng)方式： （ 1）按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕， KM1 首先吸合，冷卻塔啟動(dòng)； （ 2）延時(shí)一段時(shí)間后， KM2 自動(dòng)吸合，冷卻水泵啟動(dòng)； （ 3）再延時(shí)一段時(shí)間，且冷卻水流開關(guān)閉合后， KM3 自動(dòng)吸合，冷凍水泵啟動(dòng)； （ 4）再延時(shí)一段時(shí)間，且冷卻水流開關(guān)閉合后， KM4 自動(dòng)吸合，壓縮機(jī)啟動(dòng)； （ 5）按下自動(dòng)停機(jī)按鈕， KM4 首先斷開，壓縮機(jī)停機(jī)； （ 6）延時(shí)一段時(shí)間后， KM3 自動(dòng)斷開，冷凍水泵停機(jī)； （ 7）再延時(shí)一段時(shí)間 后， KM2 自動(dòng)斷開，冷卻水泵停機(jī)； （ 8）再延時(shí)一段時(shí)間后， KM1 自動(dòng)斷開，冷卻塔停機(jī)； （ 9）當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力過低或壓縮機(jī)排氣壓力過高時(shí)，低壓、高壓保護(hù)繼電器動(dòng)作，空調(diào)機(jī)組自動(dòng)按正確順序停機(jī)； （ 10）電路工作時(shí)，應(yīng)具有一定的保護(hù)功能。 三： 選擇基本控制環(huán)節(jié)，進(jìn)行繼電器控制電路設(shè)計(jì) 手動(dòng)方式： （ 1）自保持電路 KM KM KM KM4 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于啟動(dòng)按鈕 SB SBSB SB4 的常開觸點(diǎn)。 （ 2）延時(shí)電路 首先是自保持電路動(dòng)作，帶動(dòng)延時(shí)電路的 KT KT KT3 動(dòng)作， KTKT KT3 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于 下一電路中。 （ 3）聯(lián)鎖電路 KM KM KM3 、 KA KA2 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于下一啟動(dòng)電路中 。 KM KM KM2 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于停止按鈕 SB SB SB5 的常閉觸點(diǎn)。 （ 4）保護(hù)電路 FU2 串聯(lián)于控制回路中，起短路保護(hù)作用； FR FR FR FR4 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于各自支路中，分別對(duì)每一部分電機(jī)起過載保護(hù)作用。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 手動(dòng)啟停方式電氣原理圖 自動(dòng)方式： （ 1）自保持電路 KM KM KM KM4 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于 SB KT KT KT3的常開觸點(diǎn) 。 中間繼電器 KA KA KA KA8 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于 SB KTKT KT6 的常開觸點(diǎn)。 （ 2）延時(shí)電路 首先是自保持電路動(dòng)作，帶動(dòng)延時(shí)電路的 KT KT KT3 、 KT KTKT6 動(dòng)作， KT KT KT3 、 KT KT KT6 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于 下一電路中。 （ 3）聯(lián)鎖電路 KM KM KM KA KA2 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于下一啟動(dòng)電路中 。 KA KA KA KA8 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于相應(yīng)啟動(dòng)電路中。 （ 4）保護(hù)電路 FU2 串聯(lián)于控制回路中，起短路保護(hù)作用； FR FR FR FR4 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于各自支路中，分別對(duì)每一部分 電機(jī)起過載保護(hù)作用。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 自動(dòng)啟停方式電氣原理圖 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第二節(jié) 確定輸入 /輸出設(shè)備 , 分配 I/O 點(diǎn)數(shù)， 畫出I/O 連接圖 一 確定輸入 /輸出設(shè)備 （ 1）手動(dòng)方式 輸入設(shè)備： 4 個(gè)啟動(dòng)按鈕、 4 個(gè)停機(jī)按鈕 2 個(gè)水流開關(guān)、 2 個(gè)壓力繼電器觸點(diǎn) （共 12 個(gè)輸入點(diǎn)） 輸出設(shè)備： 4 個(gè)交流接觸器（共 4 個(gè)輸出點(diǎn)） （ 2）自動(dòng)方式 輸入設(shè)備： 1 個(gè)啟動(dòng)按鈕、 1 個(gè)停機(jī)按鈕 2 個(gè)水流開關(guān)、 2 個(gè)壓力繼電器觸點(diǎn) （共 6 個(gè)輸入點(diǎn)） 輸出設(shè)備： 4 個(gè)交流接觸器線圈 （共 4 個(gè)輸出點(diǎn) ） 二 I/O 地址編號(hào) 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 輔助繼電器 名稱 功能 編號(hào) 名稱 功能 編號(hào) 名稱 功能 編號(hào) SB1 冷卻塔手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 KM1 冷卻塔風(fēng)機(jī)接觸器 KT1 冷卻水泵手動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T0 SB2 冷卻水泵手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 KM2 冷卻水泵電機(jī)接觸器 KT2 冷凍水泵手動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T1 SB3 冷凍水泵手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 KM3 冷凍水泵電機(jī)接觸器 KT3 壓縮機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T2 SB4 壓縮機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 KM4 壓縮機(jī)電機(jī)接觸器 KT4 冷凍水泵自動(dòng)停機(jī)延時(shí) T3 SB5 冷卻塔手動(dòng)停機(jī) KT5 冷卻水泵自動(dòng)停 T4 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 按鈕 機(jī)延時(shí) SB6 冷卻水泵手動(dòng)停機(jī)按鈕 KT6 冷卻塔自動(dòng)停機(jī)延時(shí) T5 SB7 冷凍水泵手動(dòng)停機(jī)按鈕 KA5 壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)信號(hào) SB8 壓縮機(jī)手動(dòng)停機(jī)按鈕 KA6 冷凍水泵自動(dòng)停機(jī)信號(hào) KA1 冷卻水流開關(guān) KA7 冷卻水泵自動(dòng)停機(jī)信號(hào) KA2 冷凍水流開關(guān) KA8 冷卻塔自動(dòng)停機(jī)信號(hào) KA3 低壓保護(hù)繼電器 KA4 高壓保護(hù)繼電器 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 輔助繼電器 名稱 功能 編號(hào) 名稱 功能 編號(hào) 名稱 功能 編號(hào) SB9 自動(dòng)啟動(dòng)按鈕 KM1 冷卻塔風(fēng)機(jī)接觸器 KT1 冷卻水泵自動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T10 SB10 自動(dòng)停機(jī)按鈕 KM2 冷 卻水泵電機(jī)接觸器 KT2 冷凍水泵自動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T11 KA1 冷卻水流開關(guān) KM3 冷凍水泵電機(jī)接觸器 KT3 壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)延時(shí) T12 KA2 冷凍水流開關(guān) KM4 壓縮機(jī)電機(jī)接觸器 KT4 冷凍水泵自動(dòng)停機(jī)延時(shí) T13 KA3 低壓保護(hù)繼電器 KT5 冷卻水泵自動(dòng)停機(jī)延時(shí) T14 KA4 高壓保護(hù)繼電器 KT6 冷卻塔自動(dòng)停機(jī)延時(shí) T15 KA5 壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)信號(hào) 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 KA6 冷凍水泵自動(dòng)停機(jī)信號(hào) KA7 冷卻水泵自動(dòng)停機(jī)信號(hào) KA8 冷卻塔自動(dòng)停機(jī)信號(hào) 三 I/O 接線圖 圖 手動(dòng)啟動(dòng) /手動(dòng)停機(jī) 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 自動(dòng)啟動(dòng) /自動(dòng)停機(jī) 第三節(jié) PLC 梯形圖設(shè)計(jì) 梯形圖語言是用梯形圖的圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的一種程序設(shè)計(jì)語言。梯形圖與繼電 接觸器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，是由繼電器電路圖演變而 來的，是為熟悉繼電器電路圖的工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，兩種圖所表達(dá)的邏輯含義是一樣的。 其中的編程元件沿用了 “繼電器 ”名稱。 一 手動(dòng)啟動(dòng) /手動(dòng)停機(jī)程序 手動(dòng)啟動(dòng)過程 （ 1）按下啟動(dòng)按鈕 SB1，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，冷卻塔啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器 T0 線圈接通，開始計(jì)時(shí)。 （ 2）按下啟動(dòng)按鈕 SB2，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí) 常開觸點(diǎn)閉合， T0 延時(shí)時(shí)間到， T0 常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，冷卻水泵啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器 T1 線圈接通，開始計(jì)時(shí)。 （ 3）按下啟動(dòng)按鈕 SB3，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí) 常開觸點(diǎn)閉合， T1 延時(shí)時(shí)間到， T1 常開觸點(diǎn)閉合，且水流開關(guān) KA1打開（即 X13 常開觸點(diǎn)閉合），輸出繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，冷凍水泵啟動(dòng)；同時(shí)定時(shí)器 T2 線圈接通，開始計(jì)時(shí)。 （ 4）按下啟動(dòng)按鈕 SB4，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí) 常開觸點(diǎn)閉合， T2 延時(shí)時(shí)間到， T2 常開觸點(diǎn)閉合，且水流開關(guān) KA2打開（即 常開觸點(diǎn)閉合），輸出繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，壓縮機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)過程結(jié)束。 手動(dòng)停機(jī)