PLC 在船舶制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、 文章編號(hào) 1008-830X (2003 01-0074-03研究簡(jiǎn)報(bào)PLC 在船舶制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用金凱鵬，劉國(guó)平(浙江海洋學(xué)院工程學(xué)院, 浙江舟山316004摘要：介紹船舶制冷系統(tǒng)的工作原理，提出了用可編程序控制器替代繼電接觸器控制電路，設(shè)計(jì)壓縮機(jī)的輕載起動(dòng)，即避免船舶電網(wǎng)因負(fù)載過(guò)大而引起電網(wǎng)波動(dòng)，又進(jìn)行了能量的調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：壓縮機(jī); 優(yōu)化; 控制; PLC; 節(jié)能中圖分類號(hào) U644. 87文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 BThe Application of PLC to Refrigeration Systemof Vessel's Optimal DesignJ

2、IN Kai -peng, LIU Guo -ping(Engineering College of Zhejiang Ocean University, Zhoushan316004, China Abstract Introduce the working principle of the refrigerating system of vessel, put forward the theory of using the Relay Contractor controlling circuitry instead of Programmable Logic Controller, des

3、ign the low load starting of compressor, avoid the variation of electric fence of vessel due to high load and at the same time con-dition the energy and enhanc the economy of the energy operation.Key words compressor; optimal; controller; Programmable Logic Controller; energy save傳統(tǒng)的遠(yuǎn)洋漁船制冷系統(tǒng)多數(shù)采用繼電接觸

4、器控制，存在著機(jī)械觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，維修困難，功耗高，設(shè)備可靠性差，通用性和靈活性差，操作不方便等許多缺點(diǎn)1。本文用可編程序控制器（PLC ）替代在遠(yuǎn)洋漁船制冷系統(tǒng)中傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的操作和控制，提高了系統(tǒng)的可靠性，并能使壓縮機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行輕載起動(dòng)，即對(duì)船舶電網(wǎng)不造成任何沖擊，又進(jìn)行能量的調(diào)節(jié)，提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性2。1船舶制冷系統(tǒng)船舶制冷裝置由溫度控制系統(tǒng)和壓縮機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。冷庫(kù)的溫度控制系統(tǒng)由溫度開(kāi)關(guān)控制供液電磁閥控制流入冷庫(kù)蒸發(fā)器的冷劑量來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)；壓縮機(jī)啟停自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)壓縮機(jī)吸入口低壓開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)液態(tài)冷劑無(wú)法通過(guò)電磁閥進(jìn)入冷庫(kù)

5、并回到壓縮機(jī)的吸入口，使壓縮機(jī)的吸入口的壓力越來(lái)越低，直到壓力降到設(shè)定的停機(jī)壓力，壓縮機(jī)停止工作。實(shí)際上在溫度調(diào)節(jié)的同時(shí)，壓縮機(jī)的吸入口壓力也發(fā)生變化3。船舶制冷系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1。收稿日期：2000-12-10基金項(xiàng)目：舟山市科技局資助項(xiàng)目（01107）作者簡(jiǎn)介：金凱鵬（1972-），男，浙江岱山人，講師，研究方向：控制工程.2控制系統(tǒng)的硬件組成及軟件設(shè)計(jì) 2. 1系統(tǒng)硬件組成本系統(tǒng)中有11個(gè)輸入點(diǎn)和19個(gè)輸出點(diǎn)。LG -K80S 型的PLC 具有的I /O 通道有60點(diǎn)，輸入為36點(diǎn)，輸出為24點(diǎn)。具備了對(duì)制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的具體點(diǎn)數(shù)要求。在制冷控制系統(tǒng)中有1個(gè)總電源開(kāi)關(guān)，1個(gè)卸缸手動(dòng)/自動(dòng)切

6、換按鈕，1個(gè)制冷融霜手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕，3個(gè)手動(dòng)卸載按鈕，1個(gè)手動(dòng)融霜開(kāi)關(guān)，1個(gè)盤管加熱開(kāi)關(guān)，1個(gè)風(fēng)機(jī)手動(dòng)啟停開(kāi)關(guān)，1個(gè)熱繼電保護(hù)輸入點(diǎn)，1個(gè)高壓保護(hù)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，1個(gè)油壓開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，低壓開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。10個(gè)指示燈和8個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)輸出端。部分外部接線圖見(jiàn)圖22. 2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在船舶制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)總是根據(jù)最大的制冷量來(lái)選用，一般圖1船舶制冷系統(tǒng)示意圖Fig. 1Vessels refrigeration system schematic diagram 功率比較大，大都為多氣缸壓縮機(jī)。當(dāng)壓縮機(jī)無(wú)能量調(diào)節(jié)時(shí)，壓縮機(jī)的起動(dòng)力矩較大（達(dá)到額定負(fù)載的1. 82. 25倍），對(duì)船舶電網(wǎng)的沖擊很大，又易引起電動(dòng)機(jī)

7、過(guò)載而損壞。所以在壓縮機(jī)的起動(dòng)設(shè)計(jì)中，采用壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)處于卸載狀態(tài)的能量調(diào)節(jié)方式，即壓縮機(jī)在起動(dòng)時(shí)，每?jī)筛诪橐粨?，逐擋起?dòng)，間隔時(shí)間由可編程序控制器中的定時(shí)器設(shè)定，設(shè)定的時(shí)間系數(shù)可以通過(guò)調(diào)整程序中的時(shí)間常數(shù)得到改變。如果采用圖2PLC 外部接線圖Fig. 2Outside wiring diagram ofPLC圖3程序流程框圖Fig. 3Program flowchart手動(dòng)形式，則通過(guò)外部的電磁閥的啟停按鈕來(lái)控制氣缸數(shù)。在壓縮機(jī)的出口處設(shè)置了高壓保護(hù)壓力開(kāi)關(guān)，無(wú)論壓縮機(jī)處于自動(dòng)還是手動(dòng)狀態(tài)，一旦出口處壓力過(guò)高，都會(huì)使高壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，強(qiáng)迫壓縮機(jī)停止運(yùn)行。在制冷與融霜的控制轉(zhuǎn)換中有手動(dòng)和自動(dòng)控制模式，手動(dòng)控制模式可以根據(jù)冷庫(kù)冰霜凍結(jié)具體情況的需要，由手動(dòng)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)制冷工作模式及融霜工作模式的轉(zhuǎn)換。在自動(dòng)控制模式中采用PLC 中的定時(shí)器根據(jù)冷庫(kù)中的冰霜凍結(jié)規(guī)律來(lái)設(shè)定時(shí)間，實(shí)現(xiàn)程序順序控制。程序流程框圖見(jiàn)圖33結(jié)束語(yǔ)綜上所述，可編程序控制器（PLC ）作為控制器件具有繼電接觸器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，在船舶制冷控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中可編程序控制器（PLC ）的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)操作的可靠性，保護(hù)了船舶電網(wǎng)的穩(wěn)定性和節(jié)約了起動(dòng)電能。本課題系舟山市科技局課題科研資助“遠(yuǎn)洋漁業(yè)船舶統(tǒng)優(yōu)化控制”中的部分工作，已在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)測(cè)試，有望在漁船上得到推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)