冷库制冷系统的自动控制
什么是自动化冷库自动化冷库有哪些特点
引言概述：自动化冷库是一种利用现代化技术和设备，实现冷藏、冷冻、储存和管理的自动化系统。
它采用先进的计算机控制和物流管理技术，通过自动化设备和智能软件，实现对温度、湿度、气体、光照等环境条件的精确控制，实现冷藏物品的高效储存和管理。
本文将介绍自动化冷库的特点和优势。
正文内容：一、高效能1.自动化冷库利用先进的技术和设备实现自动化操作，能够提高储存能力和吞吐量。
采用自动化的巡航系统和无人巡视等设备，可以实现全天候、持续不间断的运作，大大提高了工作效率。
2.自动化冷库配备了先进的智能控制系统，能够实时监测和调整温度、湿度、气体和光照等环境条件，确保冷藏物品的质量和安全。
同时，智能软件还能根据物品的属性和需求，优化储存方案，实现最佳的空间利用率。
3.自动化冷库采用自动化设备进行货物的装卸和搬运，避免了人工操作的繁琐，不仅提高了工作效率，还减少了人为因素对货物的影响，降低了货损率，保证了货物的完整性和品质。
二、安全可靠1.自动化冷库配备了先进的安全控制系统，能够实时监测和报警，对异常情况进行及时处理，保证冷藏物品的安全性。
2.自动化冷库通过智能软件对物品进行分类、编号和跟踪，能够实现对物品的追溯，确保物品的安全、防止丢失和交叉污染等问题。
3.自动化冷库采用了高效的供电、制冷和通风系统，确保环境温度和湿度的稳定控制，最大限度地延长货物的保存周期，减少了货物的损耗。
三、节能环保1.自动化冷库采用了先进的节能技术和设备，如高效制冷设备、节能灯光和智能控制系统等，能够实现对能源的有效利用，降低能耗和运营成本。
2.自动化冷库通过自动化设备和软件的智能管理，实现储存空间的最佳利用，节约了土地资源的占用，减少了冷库建设的投资成本。
3.自动化冷库采用了环保型制冷剂和绿色材料，减少了对环境的污染。
同时，自动化冷库的智能控制系统能够实时监测运行状态，对异常情况进行处理，最大限度地减少了事故和事故对环境的影响。
四、灵活可扩展1.自动化冷库具有模块化设计和灵活布局的特点，可以根据不同需求进行定制和扩展。
空调制冷系统的控制逻辑和常用控制系统
空调制冷系统的控制逻辑和常用控制系统控制系统对于很多设备来讲就相当于一个大脑，指挥着设备系统各个部件的协作运行。
因此，今天我们就来讲一讲空调控制系统的逻辑和几大类常用控制系统。
空调控制系统的逻辑制冷空调系统的控制简单来说，就是通过人机界面将我们希望机组每一个部件如何动作，通过软件语言编写，再通过硬件来实现出来。
1、控制系统和信号的分类自动控制系统按照原理，一般可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
制冷空调系统一般采用闭环控制，也叫反馈控制系统，利用输出量同目标值的偏差对系统进行控制，可以获得比较好的修正和稳定的控制。
定时检测输出量的实际值，将输出量的实际值与目标值进行比较得出偏差，用偏差值产生控制调节作用去消除偏差，使得输出量维持目标值。
控制系统的基本要求有三个方面，稳定性，快速性，准确性；当前的制冷空调系统中使用的控制板以单片机和PLC为主，标准化的小型批量设备一般采用单片机居多，工程项目类设备和非标准化产品以PLC居多。
制冷空调控制系统的信号包括输入侧和输出侧，简单的可以分为数字信号和模拟信号。
比如一般我们常说的各种保护开关接入控制板，给出的输入信号就是数字信号，定速压缩机和定速风扇电机的控制线路接入控制板，输出信号就是数字信号，温度传感器和压力传感器等转成为电压电流电阻信息接入控制板，这个输入信号就是模拟信号，对外部输出的标准信号，比如0～10V，4～20mA等信号用来驱动电子膨胀阀的信号就属于模拟信号，制冷空调系统的控制板就是定时获得输入信号，通过逻辑计算，决定输出量大小，然后通过输出来改变系统每一个零部件的状态。
2、制冷空调系统的常用控制方法1）开关型控制开关控制的方法广泛应用在大量的家用制冷空调设备和中小型的简单制冷设备中。
比如使用单台定速压缩机的单个蒸发器的制冷系统，根据该蒸发器对应的使用侧温度信号来计算负荷，控制压缩机的起停，当温度达到目标值+2以上，并连续维持一定的时间，压缩机开机，当温度降低到目标值-2以下，并连续维持一定的时间，则压缩机停机。
制冷装置的主要自动控制元件和功用
制冷装置的主要自动控制元件和功用（1）热力膨胀阀--起节流降压作用，并能自动调节冷剂流量，使蒸发器出口的冷剂过热度保持适当，既能避免蒸发器因冷剂供应不足而制冷量降低，又能防压缩机吸入湿蒸气。
（2）电磁阀--供液电磁阀装在膨胀阀前，由冷库温度控制器控制，决定向蒸发器供冷剂与否。
此外，压缩机容量调节、油分离器回油、半封闭式压缩机喷液等也有用到电磁阀的。
（3）温度控制器--常用来控制供液电磁阀通电与否，将冷库的库温保持在给定范围。
也有用温度控制器直接控制压缩机起停的，当一台压缩机为多库工作时，各库温度控制器可并联控制压缩机。
温度控制器也可用于其他需要的场合，如融霜保护等。
（4）压力控制器--高压控制器感受压缩机排出压力，当其高于调定值时，即切断压缩机控制电路停车。
低压控制器以压缩机吸入压力为信号，控制压缩机起停，既可使压缩机根据制冷的需要自动间断地工作，又可当吸入压力过低时实现保护性停车，防止空气漏入系统。
（5）油压差控制器--是以压缩机滑油泵的排油压力与吸气压力之差为控制信号的电开关，当上述油压差低于调定值时，经过延时自动切断压缩机电路停车。
（6）蒸发压力调节阀--装在蒸发器出口管路上，亦称背压阀，能在阀前的蒸发压力变动时自动调节阀的开度，使蒸发压力大致限定于调定值。
库温要求不同的库用一台压缩机时，不设背压阀则各库蒸发压力都相同，高温库的蒸发压力（温度）就可能太低，使库温很不均匀，近蒸发器的食物易冻坏；还会使高温库蒸发器结霜加重，库内湿度降低，增加食品干耗；而且高温库在制冷时低温库不易达到足够低的蒸发温度，库温难下降。
故高温库蒸发器应在出口管设背压阀以保持适当高的蒸发压力和温度；同时低温库蒸发器出口应设止回阀，否则高温库热负荷较大时压缩机吸入压力较高，冷剂蒸气会倒流进入低温库蒸发器冷凝放热。
（7）冷却水量调节阀--装在冷凝器出水管上，能根据冷凝压力变化自动改变开度，调节冷却水流量，使冷凝压力保持在调定的范围内。
制冷装置自动化
制冷装置自动化一、简介制冷装置自动化是指利用先进的自动控制技术和设备，实现制冷系统的自动化运行和控制。
通过自动化控制，可以提高制冷装置的运行效率、降低能耗、提高产品质量，并减少人为操作的错误和风险。
二、自动化控制系统1. 控制系统架构制冷装置的自动化控制系统普通包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组成部份。
传感器用于采集制冷系统的各种参数，如温度、压力、流量等，将其转换为电信号；执行器用于控制制冷系统的各种执行元件，如阀门、压缩机等；控制器则根据传感器采集的信号进行逻辑运算和控制指令的生成，并将控制指令发送给执行器；人机界面用于显示制冷系统的运行状态和参数，并提供操作界面供操作人员进行设定和调整。
2. 控制策略制冷装置的自动化控制策略主要包括温度控制、压力控制和流量控制等。
温度控制是指根据制冷系统所处的环境温度和设定的目标温度，通过调节制冷系统的输出功率来控制温度的稳定在目标范围内；压力控制是指根据制冷系统所处的压力变化，通过调节制冷系统的工作状态来控制压力的稳定在目标范围内；流量控制是指根据制冷系统所需的冷却剂流量，通过调节制冷系统的阀门开度来控制流量的稳定在目标范围内。
三、自动化控制的优势1. 提高运行效率制冷装置自动化可以根据实时的工况和需求，自动调节制冷系统的运行参数，使其在最佳工作状态下运行，从而提高制冷效率，降低能耗。
2. 提高产品质量制冷装置自动化可以实时监测和控制制冷系统的运行参数，确保制冷过程的稳定性和一致性，从而提高产品的质量和可靠性。
3. 减少人为操作错误和风险制冷装置自动化可以减少人为操作的干预，避免人为操作错误导致的制冷系统故障和事故，提高工作安全性。
4. 实现远程监控和管理制冷装置自动化可以通过网络连接，实现对制冷系统的远程监控和管理，减少人员巡检和维护的工作量，提高管理效率。
四、实施步骤1. 系统设计根据制冷装置的工作原理和需求，设计自动化控制系统的硬件和软件结构，确定传感器、执行器、控制器和人机界面等设备的选型和布置方案。
冷藏库制冷原理
冷藏库制冷原理
冷藏库制冷原理主要包括以下步骤：
1. 液体制冷剂在蒸发器上吸收足够的热量，汽化成蒸汽。
2. 汽化后的蒸汽被压缩机动力吸入，经过压缩成为高温高压的蒸汽。
3. 高温高压的蒸汽进入冷凝器，向水或空气放热，冷凝成为高压液体。
4. 经过节流阀这道门槛，液体制冷剂节流成为低温低压的液体。
5. 低温低压的液体制冷剂再次进入蒸发器，进行吸热汽化，如此循环往复，以达到制冷的目的。
以上原理可以简化为一个制冷循环，包括蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本环节。
冷藏库通常使用气化温度很低的液体（如氨或氟里昂）作为冷却剂，在低压和机械控制的条件下蒸发，吸收贮藏库内的热量，从而达到冷却降温的目的。
请注意，液氨的毒性和腐蚀性较强，对设备研制水平和后期维护要求较高，一旦发生事故，也容易造成重大事故。
因此，使用和维护时需特别注意安全问题。
冷库设计的自动控制内容及设计
冷库设计的自动控制内容及设计1.温度控制：冷库的温度是其最基本的控制要求。
设计中需要选择合适的温度控制器，以确保冷库内部的温度可以稳定在所需的范围内。
温度控制器可以根据冷库内部的温度变化自动调节制冷系统的工作状态，从而控制冷库的温度。
2.湿度控制：冷库内部的湿度也是需要控制和调节的参数之一、湿度控制可以通过增加或减少冷库内部的湿度，以达到最佳的储存条件。
可以使用湿度传感器监测冷库内部的湿度，并通过控制湿度调节器的工作状态来控制冷库的湿度。
3.气流控制：冷库内部的气流分布对于保持储存物品的质量和保存时间起着重要作用。
设计中需要合理布置冷库的通风设备，通过通风装置控制冷库内空气的流动方向和速度，以达到均匀的温度和湿度分布。
4.照明控制：冷库内部需要合适的照明设备，以提供足够的光线进行操作和储存物品的观察。
照明控制需要选择合适的照明设备，并通过自动控制系统来控制照明的开启和关闭，以节省能源和延长照明设备的寿命。
5.报警系统：冷库的自动控制系统应该配备合适的报警系统，以便在发生异常情况时及时发出警报。
报警系统可以监测温度、湿度和其他参数，并在超过设定值时触发报警，提醒操作员进行处理。
6.数据采集与记录：冷库的自动控制系统应该能够采集并记录冷库内部的温度、湿度和其他重要参数的变化情况。
这些数据可以用于分析和判断冷库运行的稳定性和质量，以及提供后续改进和优化的依据。
在设计冷库的自动控制系统时，需要考虑到冷库的规模、储存物品的特性、工作环境和预算等方面的因素。
通过合理选择和配置自动控制设备，并制定相应的控制策略，可以实现冷库的高效运行和储存物品的质量保障。
冷库 原理
冷库原理冷库是一种用于储存和保鲜冷藏品的设施。
它通过一系列的原理和技术来维持低温环境，延长冷藏品的保质期，并确保其质量和安全性。
1. 制冷循环原理：冷库通常采用制冷循环系统，其中核心组件是制冷剂。
制冷剂通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程来吸收和释放热量，从而实现温度的降低。
制冷剂在蒸发器中吸热并蒸发成气体，从而使蒸发器内的温度下降。
然后，制冷剂经由压缩机进行压缩，升高其温度和压力，并流向冷凝器，通过冷凝器中的冷却介质散热并变成液态。
最后，制冷剂通过膨胀阀降低压力并再次回到蒸发器中，循环往复。
2. 绝热层原理：冷库的建筑结构通常包括墙体、屋顶和地板。
这些结构都需要具备良好的绝热性能，以防止外界热量的进入和冷库内部冷量的损失。
常用的绝热材料包括聚氨酯、聚苯板和玻璃棉等，它们具有良好的隔热性能和耐腐蚀性能，能够有效地减少能量的流失。
3. 温控系统原理：为了保持冷库内的恒定低温环境，冷库通常配备有温度控制系统。
温控系统通过自动调节制冷循环系统的运行，控制制冷剂的供应量和循环速度，以使冷库内部的温度维持在设定的范围内。
温控系统还可以监测和记录冷库内的温度变化，一旦温度异常超出设定范围，系统会自动发出警报并采取相应的措施。
4. 通风系统原理：冷库内部的空气流通也是保持冷库质量和安全性的重要因素。
通风系统通过空气循环和新鲜空气的进入，保持冷库内的湿度、氧气含量和二氧化碳浓度在可接受的范围内。
同时，通风系统还可以帮助排除冷库内的湿气和异味，提供清洁和卫生的环境。
冷库的原理和技术确保了冷藏品在储存和保鲜过程中的安全性和质量，并对各类冷冻食品、药品、化学制品等起到重要的作用。
通过制冷循环、绝热层、温控系统和通风系统等综合原理的应用，冷库能够有效地提供符合需求的低温环境。
毕业论文冷库控制系统的研究与设计
摘要
摘要
本课题源于学院冷库实训室建设，本项目主要为空调工程技术专业的学生提 供制冷系统和自动化控制的实训及课程设计，同时为其他专业提供了设计控制 电路的对象，实现对冷库的过程控制，也为周边院校和企业提供服务，实现资 源共享及减少实训开支。由于冷库的控制系统要求较高，能量传递系统复杂和 冷库本身的特点决定了冷库实训室必须保证系统的操作无误和运行可靠，根据 实训和企业真实冷库的要求，本课题的主要任务是研究设计一套集控制和监控 功能为一体的控制系统。
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图ｌ ２化霜循环模式
该阶段的主要作用是平衡蒸发器、冷凝器、储液器中的压力，为机组的循 环切换做准备。
关闭蒸发器风扇，吸气电磁阀。并手』玎旁通电磁阀和蒸发器接水盘加热器． 过程的平衡时间在控制器巾平衡时『自Ｊ选项中设置。待平衡过程结束后，系统自 动进入化霜模式２。
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（5）压缩机电机保护 ①失压保护（零电压保护） 在空调、制冷系统的控制电路中，凡有自锁
环节的，就有失压保护作用。 ②短路保护 短路保护由熔断器，自动开关或两者同时担
任。 ③过载保护（热保护） 热继电器起过载保护作用。自动空气断路器
（又称自动开关），它既有开关作用，又有短 路，严重过载，失压或欠压自动保护功能。
5.1.1 活塞式制冷压缩机的自动控制 1.安全保护 （1）高低压力保护 即指压缩机工作时排气压力与吸气压力
的保护。 可用压力控制器进行高低压保护。高压
控制器的调定值对于R12系统取1.4MPa，对 于氨气或R22系统通常取1.6MPa。一般情况 下，低压控制器的调定值调在比制冷系统蒸 发温度低5℃所对应的饱和压力。
每级能量调节过程为：任何一个库房温度达
到设定值的上限时，温度控制器使Ⅰ号机启动运 行。30min后，若吸气压力升到0.20MPa，Ⅱ号 机的压力控制器LPⅡ使Ⅱ号机运行。Ⅱ号机运行 后若吸气压力降到0.09MPa，LPⅡ使它停车；若 吸气压力继续上升到0.22MPa，Ⅲ号机的压力控 制 器 LPⅢ 使 Ⅲ 号 机 运 行 后 ， 若 吸 气 压 力 降 到 0.11MPa，LPⅢ使Ⅲ号机停车；若吸气压力继续 升到0.30MPa，则Ⅳ号机压力控制器LPⅣ使Ⅳ号 机运行。LPⅣ令Ⅳ号机退出运行的吸气压力值为 0.15MPa。所有库房温度都降到设定值的下限后， Ⅰ号机停止运行，整个制冷系统停止工作。
表5-1 压缩机开停的压力设定值
压缩机
Ⅱ号机 Ⅲ号机 Ⅳ号机
压力控制器
LPⅡ
LPⅢ
LPⅣ
上限接通压力 0.20
0.22
0.30
/MPa（表） （-9℃） （-7℃） （-2℃）
下限断开压力 0.09
0.11
0.15
/MPa（表） （-20℃） （-18℃） （-14℃）
差动值
0.11
0.11
0.15
第5章 冷库制冷系统的自动控制 5.1 制冷压缩机的自动控制 5.2 机房的自动控制 5.3 库房的自动控制 5.4 冷库制冷系统自动控制实例
5.1 制冷压缩机的自动控制 制冷机的运行状态与整个制冷
系统是否安全、合理、经济的运行 关系密切，是本门课程的重要内 容，根据制冷工艺的要求，制冷机 的自动控制内容有：压缩机的安全 保护，能量自动调节，自动开停车 程序。
②油温保护 为保证制冷压缩机各磨擦面正常润 滑，除了对油压有要求外，油温也是一 个很重要的因素。若油温过高，粘度下 降，润滑性能受到影响。即使油压差正 常也会造成摩擦部件的损坏。油温保护 值设定在70℃以下。
采用氟利昂工质的制冷压缩机启动前， 先开电加热器，使溶于润滑油中的氟利昂受 热后蒸发掉，然后再启动制冷压缩机。
/MPa（表） （11℃） （11℃） （12℃）
（3）气缸卸载 ①用压力控制器和电磁阀 控制气缸卸载 凡是制冷压缩机本身带有 自动卸载机构时，均可采用压 力控制器和电磁阀式的能量调 节系统。
调节方法为：用压力控制器LP控制压缩机电动机； 用压力控制器P3/4控制第Ⅲ组气缸卸载机构油路管上的 电磁滑阀1DF；用压力控制器P4/4控制第Ⅳ组气缸卸载 机构油路管上的电磁滑阀2DF。当压缩机满负荷工作时， 四组气缸全部投入运行，输出能量为1。蒸发温度降到 0℃时，压力控制器P4/4使电磁滑阀2DF失电，滑阀落 下，阻断从油泵送往第Ⅳ组卸载液压缸去的配油孔，停 止压力油的供应，该油缸中的油回流到曲轴箱，第Ⅳ组 的两个气缸卸载，压缩机输出能量为3/4。当蒸发温度 降到-1℃时，压力控制器P3/4断开，使电磁滑阀1DF失 电，第Ⅲ组气缸卸载，压缩机输出能量为1/2。当蒸发 温度降到-3℃时，压力控制器LP断开，切断电源，整 台压缩机停止工作。停机后，若吸气压力回升到 0.33MPa（2 ℃ ）时，压缩机重新启动，基本工作缸投 入运行。此后，若吸气压力继续升高，第Ⅲ、Ⅳ组气缸 依照表5-2中给出的数据依次上载。
2.能量调节 压缩机能量调节是指改变压 缩机制冷能力，使之与变化的热 负荷相适应的一种调节。其目的 是使制冷系统处于一个经济合理 的运行状态，并启动控制，是能量调节与 负荷平衡的一种最简单形式，一般用于只 配置一台无卸载装置压缩机的小型制冷装 置中。 当用热力膨胀阀供液时，常用吸气压 力控制器即低压控制器控制压缩机的启 停。 间歇能量运行调节方式简单易行，但 只适用于负荷变化不太剧烈的装置（如小 型冷库）中。
（4）压缩机气缸头冷却水套断水保护 大型氨系统活塞式制冷压缩机,为了降低气缸 上部的温度, 冷却水就可以通过水套对压缩机的 机头起冷却降温作用。 一般采用晶体管水流继电器作断水保护。在 水套出水管安装一对电接点，有水流过时，电接 点被水接通，继电器使压缩机可以启动或者维持 正常运行；没有水流过时，接点不通，压缩机无 法启动或执行故障性停车。冷却水套断水一般延 时15～30s，这样确认冷却水已中断了，再对压 缩机执行停车。
（2）油压差保护 又称油压控制。油压差是指制冷系 统正常工作时压缩机润滑油在油泵出油 口的压力与曲轴箱压力之差。 油压差 = 油压表读数 - 吸气压力表读 数。 可用油压差控制器进行保护。
（3）温度保护 可用温度控制器进行温度保护。 ①排气温度保护 制冷压缩机排气温度过高，会使润 滑油粘度下降，产生碳化，影响制冷压 缩机的使用寿命，因此，要对排气温度 进行保护。制冷压缩机排气温度应比润 滑油的闪点低15～20℃，一般要求制冷 压缩机的排气温度不得超过140℃。
（2）压缩机运行台数控制 在多台压缩机联合供冷的系统中，一般根据 热负荷的变化来决定投入运行的压缩机台数实现 能量调节，以降低用电量，减少生产成本。 按照组成机群的压缩机台数和每台压缩机的 容量，将能量划分为若干个等级。第1能级（最 低能级）为基本能级，受库房温度控制启、停。 以后各能级所对应的压缩机的启、停分别用吸气 压力（或蒸发温度）控制。将吸气压力或蒸发温 度分成若干个设定值与各能级一一对应。按照运 行中吸气压力（或蒸发温度）的变化，自动地 启、停压缩机，使机群的能量自动增、减到指定 的能级上。