多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　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：?jiǎn)蝹€(gè)大容量的制冷機(jī)到多臺(tái)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。多并聯(lián)制冷壓縮機(jī)組因?yàn)樗咝Ч?jié)能、安全穩(wěn)定、價(jià)錢不高等優(yōu)點(diǎn)，成為目前制冷

2、工程優(yōu)先選用的系統(tǒng)，被越來越多的設(shè)計(jì)單位逐漸認(rèn)可和接受;越來越多的低溫配送中心，食品加工廠，冷凍設(shè)備和大型的冷庫，開始使用并聯(lián)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)來替換原來的單臺(tái)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。并聯(lián)壓縮機(jī)系統(tǒng)是讓多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)連接在一起，然后安裝在同一個(gè)機(jī)架上，共用一些部件，例如冷凝器、吸排氣管和儲(chǔ)液桶等。自帶的高性能中央處理器在其結(jié)構(gòu)中一般是一個(gè)高性能PLC控制器或者是一臺(tái)專用的并聯(lián)機(jī)組控制器，在其控制下，測(cè)量并控制工作參數(shù)，優(yōu)化并協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，給制冷系

3、統(tǒng)的主蒸發(fā)器或冷庫中的冷風(fēng)機(jī)組提供制冷劑。</p><p>　　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(shí)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(dòng)作過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組；西門子PLC；觸摸屏</p><p><b>　　Abstract</b></p&

4、gt;<p>　　With the improvement of people's living standards, logistics, and rapid development of the domestic retail industry, large and medium-sized food cold storage facilities, food preservation issue is res

5、olved in transit, production, marketing and other aspects, and plays an important role; its core compression refrigeration unit, has also been a gradual shift from: a single large-capacity refrigerator to more medium and

6、 small-capacity refrigerator work together to present the development of large-s</p><p>　　Background This design is more energy-efficient compressor control system in parallel, the domestic as well as the cu

7、rrent status of the current process, while using the Siemens PLC to design control process, and finally with a touch screen to monitor the course of action.</p><p>　　Key words: More energy-efficient compress

8、ors in parallel; Siemens PLC; touch screen</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒論- 1 -</p><p&g

9、t;　　1.1課題背景- 1 -</p><p>　　1.2課題現(xiàn)狀- 1 -</p><p>　　1.3課題內(nèi)容- 2 -</p><p>　　第2章 多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)工藝介紹- 3 -</p><p>　　2.1多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹- 3 -</p><p>　　2.2多并聯(lián)節(jié)能

10、壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的工藝流程- 3 -</p><p>　　2.3本章小結(jié)- 4 -</p><p>　　第3章 控制要求及方案設(shè)計(jì)- 5 -</p><p>　　3.1控制要求- 5 -</p><p>　　3.2方案比較- 5 -</p><p>　　3.2.1確定控制方案- 5 -</p>

11、<p>　　3.2.2確定控制方向- 6 -</p><p>　　3.3本章小結(jié)- 6 -</p><p>　　第4章 硬件設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　4.1硬件控制系統(tǒng)- 7 -</p><p>　　4.2I/O地址表- 7 -</p><p>　　4.3硬件選型- 8 -</p

12、><p>　　4.3.1PLC的選型- 8 -</p><p>　　4.3.2壓縮機(jī)設(shè)備的選型- 9 -</p><p>　　4.3.3溫度傳感器的選型- 10 -</p><p>　　4.3.4電磁閥的選型- 11 -</p><p>　　4.3.5壓力傳感器的選型- 12 -</p><p

13、>　　4.3.6蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的選型- 13 -</p><p>　　4.3.7蒸發(fā)冷水泵的選型- 13 -</p><p>　　4.3.8壓力開關(guān)的選型- 14 -</p><p>　　4.3.9按鈕的選型- 15 -</p><p>　　4.3.10指示燈的選型- 16 -</p><p>　　4.3.

14、11熔斷器的選型- 16 -</p><p>　　4.3.12交流接觸器的選型- 18 -</p><p>　　4.3.13熱繼電器的選型- 19 -</p><p>　　4.4控制系統(tǒng)主回路- 20 -</p><p>　　4.5外部接線圖- 21 -</p><p>　　4.6本章小結(jié)- 22 -<

15、;/p><p>　　第5章 軟件設(shè)計(jì)- 23 -</p><p>　　5.1軟件設(shè)計(jì)思想- 23 -</p><p>　　5.2編程理論基礎(chǔ)- 23 -</p><p>　　5.2.1高壓與數(shù)字輸出的關(guān)系- 23 -</p><p>　　5.2.2低壓與數(shù)字輸出的關(guān)系- 24 -</p><p

16、>　　5.2.3溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系- 25 -</p><p>　　5.3程序流程圖- 25 -</p><p>　　5.4本章小結(jié)- 27 -</p><p>　　第6章 觸摸屏的設(shè)計(jì)- 28 -</p><p>　　6.1觸摸屏的選擇- 28 -</p><p>　　6.2觸摸屏畫面的制作- 2

17、8 -</p><p>　　6.3觸摸屏的調(diào)試- 35 -</p><p>　　6.4本章小結(jié)- 37 -</p><p>　　第7章 程序的調(diào)試與仿真- 38 -</p><p>　　7.1軟件的確定- 38 -</p><p>　　7.2程序的調(diào)試- 38 -</p><p>　　

18、7.3軟件的仿真- 39 -</p><p>　　7.4本章小結(jié)- 42 -</p><p>　　第8章 總結(jié)- 43 -</p><p><b>　　致謝- 44 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 45 -</p><p><b>　　附錄- 46 -</b

19、></p><p>　　1.主電路- 46 -</p><p>　　2.控制電路- 47 -</p><p>　　3.外部接線圖- 48 -</p><p>　　4.PLC主程序- 50 -</p><p>　　5.1#壓縮機(jī)程序- 55 -</p><p>　　6.2#壓縮機(jī)程

20、序- 56 -</p><p>　　7.3#壓縮機(jī)程序- 57 -</p><p>　　8.溫度壓力處理程序- 58 -</p><p>　　9.故障報(bào)警處理程序- 62 -</p><p>　　10.壓縮機(jī)啟動(dòng)順序程序- 68 -</p><p>　　11.壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間程序- 72 -</p>

21、;<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　近幾年來，隨著國際制冷壓縮機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，全球壓縮機(jī)組市場(chǎng)集中度逐漸提高，領(lǐng)先的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)通過行業(yè)整合不斷提高競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸出現(xiàn)了以德國比澤爾和美國英格索蘭等為代表的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，占據(jù)優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)地位。</p&g

22、t;<p>　　與此同時(shí)，近幾年我國制冷壓縮機(jī)組行業(yè)也受下游需求帶動(dòng)而快速發(fā)展。十一五期間，我國工業(yè)制冷各大領(lǐng)域內(nèi)的制冷壓縮機(jī)組成套設(shè)備國產(chǎn)化率不斷提高，冷鏈物流以及家電等領(lǐng)域?qū)χ评鋲嚎s機(jī)組的需求量也不斷攀升，為中國制冷壓縮機(jī)組的發(fā)展提供了巨大的商機(jī)。2008-2010年裝配有冷媒壓縮機(jī)組的制冷系統(tǒng)市場(chǎng)需求，每年平均在500億元左右，根據(jù)成本分析估算，冷媒壓縮機(jī)組的市場(chǎng)需求在100億元左右;裝配有冷媒離心式壓縮機(jī)組的制冷系

23、統(tǒng)市場(chǎng)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(chǎng)容量約在60億元左右。</p><p>　　在同一系統(tǒng)中采用多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)來代替單臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行，在冷負(fù)荷發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，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(dòng)關(guān)閉壓縮機(jī)，最終起到節(jié)能的效果。特別是是在制冷需求量比較大的地方，而且制冷不穩(wěn)定的情況下，并聯(lián)壓縮機(jī)組的

24、節(jié)能效果會(huì)明顯的表現(xiàn)出來。</p><p><b>　　1.2課題現(xiàn)狀</b></p><p>　　伴隨我國十二五發(fā)展規(guī)劃的提出，國內(nèi)市場(chǎng)將給制冷壓縮機(jī)組行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也為制冷壓縮機(jī)組行業(yè)加快提升產(chǎn)品品質(zhì)、趕超世界水準(zhǔn)提供了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。十二五期間我國冷鏈物流領(lǐng)域的總量需求比十五、十一五期間的需求總量進(jìn)一步增加，加之工業(yè)制冷需求的快速增長以及家電

25、市場(chǎng)的穩(wěn)定需求作為保障。預(yù)計(jì)十二五期間，我國制冷壓縮機(jī)組市場(chǎng)規(guī)模將保持高于10%的速度快速增長。</p><p>　　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)。而生產(chǎn)螺旋式制冷壓縮機(jī)的大部分企業(yè)的主要核心零部件雙螺旋轉(zhuǎn)子(占總成本25%以上)基本依賴進(jìn)口。正是由于國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)不具備核心技術(shù)，只能提供整機(jī)產(chǎn)品，從而很大程度上抑制了國內(nèi)制冷壓縮機(jī)行業(yè)的發(fā)展。</p><p

26、>　　隨著中國逐漸成為全球制造業(yè)中心，全球壓縮機(jī)制造重心也逐漸向中國大陸轉(zhuǎn)移，國際主要的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)紛紛進(jìn)入中國市場(chǎng)。上世紀(jì)八十年代開始，比澤爾、英格索蘭和萊富康先后進(jìn)入中國市場(chǎng)，英格索蘭于1997年第一個(gè)在中國大陸設(shè)立生產(chǎn)基地;隨后，阿特拉斯等公司也紛紛在國內(nèi)投資建廠。目前，全球主要的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在中國均有生產(chǎn)基地。國際主要的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)均十分重視在中國的發(fā)展，中國已經(jīng)成為比澤爾全球重要市場(chǎng)之一。國際主要壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入

27、中國加劇了我國制冷壓縮機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。</p><p><b>　　1.3課題內(nèi)容</b></p><p>　?。?）第一章為緒論。對(duì)課題進(jìn)行簡(jiǎn)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。</p><p>　?。?）第二章為多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組工藝的介紹。詳細(xì)介紹了多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的工藝流程。</p>&l

28、t;p>　?。?）第三章為控制要求與方案比較。先是介紹了本次設(shè)計(jì)的控制要求，然后對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較。</p><p>　　（4）第四章為硬件設(shè)計(jì)。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。</p><p>　　（5）第五章為軟件設(shè)計(jì)。主要包括軟件設(shè)計(jì)思想，編程理論基礎(chǔ)，各程序塊的流程圖，梯形圖及相應(yīng)的解釋。

29、</p><p>　?。?）第六章為觸摸屏設(shè)計(jì)。包括觸摸屏的選型、觸摸屏制作過程和模擬測(cè)試。</p><p>　?。?）第七章為程序調(diào)試與仿真。包括軟件的確定、程序的調(diào)試。</p><p>　　（8）對(duì)本次設(shè)計(jì)的總結(jié)。</p><p>　　第2章 多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)工藝介紹</p><p>　　多并聯(lián)壓縮機(jī)組控

30、制系統(tǒng)控制過程是通過控制三臺(tái)壓縮機(jī)，使三臺(tái)壓縮機(jī)按照設(shè)置好的程序來工作，當(dāng)達(dá)到指定壓力，壓縮機(jī)就開始工作，可能一臺(tái)工作，也可能一起工作，從而通過控制壓力來分配壓縮機(jī)工作，最終達(dá)到節(jié)能的效果。</p><p>　　2.1多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹</p><p>　　多并聯(lián)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)由主回路機(jī)組控制系統(tǒng)、冷凝器控制系統(tǒng)、供液系統(tǒng)三大部分組成。其結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示：</

31、p><p>　　圖2-1 多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　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。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(hào)控制，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力，風(fēng)機(jī)和水泵才會(huì)運(yùn)行。供液系統(tǒng)主要反饋庫房溫度信號(hào)，溫度信號(hào)也會(huì)反應(yīng)在PLC控制系統(tǒng)中。 </p><p>　　2.2多并

32、聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的工藝流程</p><p>　　將多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分：主回路控制系統(tǒng)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和水泵、關(guān)閉風(fēng)機(jī)和水泵，開啟和關(guān)閉冷凝器三個(gè)部分。如圖2-2為工藝流程圖，后面詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)控制的內(nèi)容。</p><p>　　圖2-2 多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)工藝流程圖</p><p>　　整個(gè)控制系統(tǒng)是以機(jī)組為核心的，機(jī)組發(fā)生動(dòng)作其它才會(huì)

33、跟著發(fā)生動(dòng)作。當(dāng)運(yùn)行機(jī)組前，首先判斷壓力，確定運(yùn)行幾臺(tái)壓縮機(jī)，這里有個(gè)設(shè)定值，當(dāng)壓力大于等于1.0bar時(shí)第一臺(tái)壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于1.2bar時(shí)第二臺(tái)壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于1.4bar時(shí)第三臺(tái)壓縮機(jī)開始工作。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)壓縮機(jī)已經(jīng)運(yùn)行，壓力升高開啟第二臺(tái)壓縮機(jī)時(shí)，第一臺(tái)壓縮機(jī)是不關(guān)閉的。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行后，這時(shí)冷凝系統(tǒng)和供液系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)設(shè)定條件運(yùn)行。當(dāng)壓力大于等于14bar時(shí)水泵啟動(dòng)，當(dāng)壓力大于等于13bar時(shí)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。此時(shí)系

34、統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，然后繼續(xù)判斷機(jī)組壓力。當(dāng)壓力小于等于11bar時(shí)風(fēng)機(jī)停止，當(dāng)壓力小于等于12bar時(shí)水泵停止工作。機(jī)組關(guān)閉也是有預(yù)定值設(shè)置的，當(dāng)壓力小于等于0.9bar時(shí)第三臺(tái)壓縮機(jī)停止工作，當(dāng)壓力小于等于0.7bar時(shí)第二臺(tái)壓縮機(jī)停止工作，當(dāng)壓力小于等于0.5bar時(shí)第一臺(tái)壓縮機(jī)停止工作。當(dāng)機(jī)組全部關(guān)閉也就意味著整個(gè)控制系統(tǒng)停止了。</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b>&

35、lt;/p><p>　　本章主要介紹了控制系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的主要工作流程，讓我們更深入的了解了這個(gè)多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)。通過了解這個(gè)控制系統(tǒng)的工作流程，我們知道這個(gè)控制機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，為后面我們硬件選型做了很好的鋪墊。</p><p>　　第3章 控制要求及方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1控制要求</b></p>

36、<p>　　(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(shí)打開電磁閥，當(dāng)溫度小于等于0℃時(shí)關(guān)閉電磁閥</p><p>　　(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(dòng)停止。當(dāng)壓力大于等于1.0bar時(shí)第一臺(tái)壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于1.2bar時(shí)第二臺(tái)壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)壓力大于等于1.4

37、bar時(shí)第三臺(tái)壓縮機(jī)開始工作。當(dāng)壓力小于等于0.9bar時(shí)第三臺(tái)壓縮機(jī)停止工作，當(dāng)壓力小于等于0.7bar時(shí)第二臺(tái)壓縮機(jī)停止工作，當(dāng)壓力小于等于0.5bar時(shí)第一臺(tái)壓縮機(jī)停止工作。</p><p>　　(3)采集系統(tǒng)的高壓排氣壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力來控制蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)冷水泵的啟動(dòng)停止。當(dāng)壓力大于等于14bar時(shí)水泵啟動(dòng)，當(dāng)壓力小于等于12bar時(shí)水泵停止工作。當(dāng)壓力大于等于13bar時(shí)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)壓力小于等于11

38、bar時(shí)風(fēng)機(jī)停止。</p><p><b>　　3.2方案比較</b></p><p>　　3.2.1確定控制方案</p><p>　　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)。</p><p>　　1.繼電接觸器控制系統(tǒng)</p><p>　

39、　繼電接觸器控制也稱電氣控制，主要是由接觸器、繼電器、行程開關(guān)和按鈕等電氣元件組成的控制系統(tǒng)，是通過線圈的吸合來控制線路的通斷的。優(yōu)點(diǎn)：① 價(jià)格比較便宜；② 電路圖直觀易懂；③ 抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：①控制功能固定，需要改變邏輯控制關(guān)系時(shí)，必須要修改線路，重新分配控制線路；②體積龐大，接線比較復(fù)雜，故障診斷困難，觸點(diǎn)容易被電弧燒壞；③而且只能控制一些簡(jiǎn)單的開關(guān)量設(shè)備，而不能控制模擬量設(shè)備。</p><p><

40、b>　　2.PLC控制系統(tǒng)</b></p><p>　　PLC控制系統(tǒng)就是由PLC與用戶的輸入輸出設(shè)備連接而成的。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(shí)，只需改變程序，通用性好，接線簡(jiǎn)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(shí)、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

41、等現(xiàn)象；④定時(shí)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。缺點(diǎn)：①體系結(jié)構(gòu)封閉各個(gè)PLC廠家的硬件體系互不兼容，指令系統(tǒng)與編程語言各不相同；②成本較高。</p><p><b>　　3.單片機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機(jī)也稱單片微型計(jì)算機(jī)，其CPU、一定容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和程序存儲(chǔ)器ROM、輸入/輸出接口、定時(shí)器

42、和計(jì)數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等部件在一塊半導(dǎo)體芯片上集成。其優(yōu)點(diǎn)是：①成本低，外圍電路元器件價(jià)格也比較低；②外部存儲(chǔ)容量擴(kuò)展容易，設(shè)計(jì)靈活；③軟件設(shè)計(jì)可以直接調(diào)用現(xiàn)有的子程序，編程方便。缺點(diǎn)：①硬件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，電路設(shè)計(jì)工作量大，系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間長；②系統(tǒng)的抗干擾能力較差；③需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的電源，可靠性差；④維修比較困難。</p><p>　　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

43、電接觸器系統(tǒng)不適合采用。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。所以，綜合比較用PLC控制系統(tǒng)比繼電接觸器控制系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)要合理。</p><p>　　3.2.2確定控制方向</p><p>　　多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，如果將其中每個(gè)系統(tǒng)都介紹完整是不現(xiàn)實(shí)的，因此只側(cè)重于

44、系統(tǒng)的操作過程，也就是所有的編程以及介紹只是簡(jiǎn)單的從操作下手的，操作過程所沒有涉及到的器件、電機(jī)或者系統(tǒng)將不做具體介紹。</p><p><b>　　3.3本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了控制要求和方案比較，方案比較包括控制方案的確定以及控制方向?？刂埔笾饕菍?duì)繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)以及單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較，然后通過比較確定用PLC控制系統(tǒng)。

45、控制方向主要是對(duì)多并聯(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(gè)系統(tǒng)。</p><p><b>　　第4章 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1硬件控制系統(tǒng)</b></p><p>　　圖4-1 硬件控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　由圖4-1可知一共有四

46、個(gè)輸入信號(hào)，分別是水泵開關(guān)信號(hào)、壓力開關(guān)信號(hào)、冷風(fēng)機(jī)開關(guān)信號(hào)、按鈕控制信號(hào)。同時(shí)也有四個(gè)輸出信號(hào)，分別是壓力控制信號(hào)、油位控制信號(hào)、模塊控制信號(hào)、過載控制信號(hào)。但是四種信號(hào)三臺(tái)壓縮機(jī)都有，所以每臺(tái)壓縮機(jī)又對(duì)應(yīng)著四種信號(hào)。PLC通過接收輸入信號(hào)，然后再輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)。</p><p><b>　　4.2I/O地址表</b></p><p>　　一共有19個(gè)輸入點(diǎn)，每個(gè)壓

47、縮機(jī)都有壓力控制信號(hào),油位控制信號(hào)，模塊控制信號(hào)和過載信號(hào)，另外還有兩個(gè)過載信號(hào)，分別是蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)過載信號(hào)和蒸發(fā)冷水泵過載信號(hào)。每臺(tái)壓縮機(jī)還有一個(gè)啟動(dòng)按鈕。另外機(jī)器分手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)兩種。一共有7個(gè)輸出端，三個(gè)壓縮機(jī)輸出端，一個(gè)冷風(fēng)機(jī)，一個(gè)冷水泵，一個(gè)供液電磁閥和故障信號(hào)燈。</p><p><b>　?。?）輸入點(diǎn)</b></p><p><b>　?。?/p>

48、2）輸出點(diǎn)</b></p><p><b>　　4.3硬件選型</b></p><p>　　4.3.1PLC的選型</p><p><b>　　1.西門子PLC</b></p><p>　　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

49、，1847年由維爾納?馮?西門子建立。西門子SIAMTIC模塊化控制器有著很大的優(yōu)勢(shì)，它可以即買即用，長期兼容性和可用性，可以在惡劣環(huán)境下工作，模塊還可以擴(kuò)展和升級(jí)。西門子的產(chǎn)品十分的抗震動(dòng)，通過集中式和分布式I/O控制。所以西門子在最近的一些年內(nèi)能夠很有力的打進(jìn)中國的市場(chǎng)并能在中國的市場(chǎng)牢牢的扎根。這和西門子產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有著十分大的關(guān)系. 其中就有S7-200、S7-300、S7-400。</p><p>

50、　　S7-200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(dòng)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(dòng)化任務(wù)。它是低成本的微型系統(tǒng)。西門子S7-300它設(shè)計(jì)緊湊，安裝在DIN導(dǎo)軌上，在CPU中集成了許多功能，通過在微型存儲(chǔ)器上保持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)免維護(hù)， PROFIBUS上的等時(shí)模式，屬于故障安全類型。西門子S7-400具有多種機(jī)架類型的機(jī)架系統(tǒng)，優(yōu)異的高速處理能力和通訊性

51、能，可以在運(yùn)行中更改組態(tài)。S7-400 的 三個(gè) H CPU，支持硬件同步, 功能強(qiáng)大的解決方案，不會(huì)發(fā)生任何信息損失，且可對(duì)工程任務(wù)提供高級(jí)支持，無需額外的編程費(fèi)用, 可以為安全應(yīng)用輕松擴(kuò)展 H 系統(tǒng)。</p><p>　　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 computer)，而且有多個(gè)微處理器在同一臺(tái)PLC

52、中，進(jìn)行多通道處理，同時(shí)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(dòng)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。</p><p><b>　　2.三菱PLC</b></p><p>　　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)

53、品。三菱PLC在中國市場(chǎng)常見的有以下型號(hào)：FR-FX1N 、FR-FX1S、 FR-FX2N：</p><p>　　FX1S系列:三菱PLC是一種集成型小型單元式PLC。且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。</p><p>　　FX1N系列:是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。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。是一款廣泛應(yīng)用于

54、一般的順序控制三菱PLC。</p><p>　　FX2N系列:是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。</p><p>　　通過以上比較，因?yàn)樵O(shè)計(jì)里面有個(gè)模擬量的輸出，所以西門子更符合我們的要求，選擇西門子的PLC，型號(hào)為6ES7 214-1BD23-0XB8，如圖4-2所示：</p&

55、gt;<p>　　圖4-2 6ES7 214-1BD23-0XB8型PLC</p><p>　　4.3.2壓縮機(jī)設(shè)備的選型</p><p>　　比澤爾壓縮機(jī)是比澤爾集團(tuán)生產(chǎn)的，該集團(tuán)是壓縮機(jī)一流生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)壓縮機(jī)近60年。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(gè)國家設(shè)有工廠和代表處。比澤爾集團(tuán)從1994年進(jìn)入中國以來，至今在北京已建有三家工廠，在上海和廣州設(shè)有分公司

56、。因其出色的產(chǎn)品和服務(wù)，三家工廠的業(yè)務(wù)得到了迅猛發(fā)展，其中活塞式壓縮機(jī)的銷售額近3年內(nèi)增長了5倍，車用空調(diào)壓縮機(jī)在中國市場(chǎng)占有率達(dá)85%。 比澤爾在深圳地區(qū)享有卓越的知名品牌形象。其中比澤爾壓縮機(jī)又分為比澤爾半封閉螺桿壓縮機(jī)、比澤爾半封式緊湊型螺桿式壓縮機(jī)、比澤爾活塞式壓縮機(jī)（比澤爾半封閉活塞壓縮機(jī)）。這里我們選用的就是比澤爾壓縮機(jī)，型號(hào)是4PES-15。如圖4-3，具體參數(shù)如下：</p><p>　　型號(hào)：4P

57、ES-15</p><p>　　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</p><p>　　功率：15HP（kw）</p><p>　　重量：240（kg）</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)類型：半封閉式</b></p><p>　　類型：冷藏用制冷設(shè)備</p>

58、<p>　　排量類型：定排量壓縮機(jī)</p><p>　　圖4-3 4PES-15型壓縮機(jī)</p><p>　　4.3.3溫度傳感器的選型</p><p>　　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(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測(cè)

59、量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此信號(hào)轉(zhuǎn)換器作為獨(dú)立產(chǎn)品時(shí)也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。</p><p>　　我們選用PT100溫度傳感器，如圖4-4，基本參數(shù)如下：</p><p>　　測(cè)量范圍：-200～200℃</p><p><b>　　探頭直徑：Φ5mm</b&

60、gt;</p><p><b>　　引線接法：三線式</b></p><p>　　圖4-4 PT100型溫度傳感器</p><p>　　4.3.4電磁閥的選型</p><p>　　電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。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

61、和其它的一些參數(shù)。電磁閥可以在不同的線路中實(shí)現(xiàn)控制的作用，而且還可以保證控制的精度和靈活性。電磁閥也有不止一種，而且電磁閥的適用范圍也很廣，作用也很多，最長見到的是單向閥、速度調(diào)節(jié)閥、方向控制閥等。</p><p>　　電磁閥里有腔，而且是密閉的，腔里面有通孔，每一個(gè)孔和不同的油管連接，腔中間是活塞，兩面各有一塊電磁鐵，閥體會(huì)被吸引到磁鐵線圈通電的一邊，開啟或關(guān)閉不同的排油孔也是由閥體的移動(dòng)來控制的，而進(jìn)油孔是常

62、開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，油缸的活塞是通過油的壓力來控制的，然后由活塞帶著活塞桿，活塞桿控制機(jī)械裝置。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是通過控制電磁鐵的電流通斷來實(shí)現(xiàn)的。這里選用VF4-40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(hào)，40表示口徑（mm） 寬度。如圖4-5，相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：</p><p><b>　　材質(zhì)：聚四氟乙烯</b></p><

63、;p>　　使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體</p><p>　　介質(zhì)溫度≤150℃/環(huán)境溫度-20～60°C</p><p>　　使用電壓：AC：220 V50Hz/60Hz  DC：24V</p><p><b>　　功率：2.5KW</b></p><p>　　操作方式

64、：常閉，通電打開、斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率</p><p>　　圖4-5 VF4-40型電磁閥</p><p>　　4.3.5壓力傳感器的選型</p><p>　　壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。壓力傳感器被應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是工業(yè)上應(yīng)用非常多的壓力傳感器，但是工業(yè)上一般要求壓力傳感器能

65、夠防腐蝕，壓力傳感器接頭和腔體采用進(jìn)口不銹鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不銹鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監(jiān)測(cè)任何與316L相兼容的介質(zhì)。因?yàn)槲覀兪褂玫氖?0.5bar-11bar和0bar-30bar這兩個(gè)壓力區(qū)間，所以我們選用小精靈PA-215Y/81553.11型號(hào)和PAA-215Y/81553.11的壓力傳感器。如圖4-6，主要參數(shù)如下：</p><p>　　工作電壓：DC24V</p>

66、<p>　　模擬量:4-20mA</p><p>　　壓力量程：-0.5-11bar和0-30bar</p><p>　　圖4-6 PA-215Y/81553.11型壓力變送器</p><p>　　4.3.6蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的選型</p><p>　　蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)(又稱環(huán)保空調(diào)，節(jié)能環(huán)?？照{(diào),冷風(fēng)機(jī)，冷氣機(jī),水冷空調(diào)，水簾冷風(fēng)機(jī)，濕簾冷風(fēng)

67、機(jī)，空調(diào)冷風(fēng)機(jī)，負(fù)壓冷風(fēng)機(jī)，負(fù)壓風(fēng)機(jī)，負(fù)壓式通風(fēng)機(jī)，高效節(jié)能空調(diào)，蒸發(fā)型冷風(fēng)機(jī)，水簾風(fēng)機(jī)，通風(fēng)降溫)是一種集降溫、換氣、防塵、除味于一身的蒸發(fā)式降溫?fù)Q氣機(jī)組。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)，

68、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。這里選用SF-W03型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)，如圖4-7，具體參數(shù)如下：</p><p>　　最大風(fēng)量：3500m³/h</p><p>　　電壓：220V/50Hz功率：220W</p><p>　　耗水量：3-4L/H儲(chǔ)水量：35L</p><p><b>　　風(fēng)機(jī)類型：離心式<

69、;/b></p><p>　　工作電流：1.45A</p><p>　　外形尺寸：410*620*1160mm</p><p>　　出風(fēng)口尺寸：460*260mm</p><p><b>　　重量：25Kg</b></p><p>　　圖4-7 SF-W03型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)</p>

70、<p>　　4.3.7蒸發(fā)冷水泵的選型</p><p>　　DFW（DFWR）型東方臥式離心泵是在IS型單級(jí)離心式清水泵及ISG型管道式離心泵的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)制造而成；此系列泵在原IS泵的基礎(chǔ)上對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大膽的改進(jìn)設(shè)計(jì)，同時(shí)吸取了ISG型泵的優(yōu)點(diǎn)，性能參數(shù)采用了ISO2858標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行JB/T53062-93標(biāo)準(zhǔn)，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平；在這里選用第二種管道泵，即DFW

71、（DFWR）型東方臥式離心泵。如圖4-8，具體參數(shù)如下： </p><p>　　工作條件流量范圍：2～1450m3/h；</p><p>　　揚(yáng)程范圍：5～135m；</p><p>　　系統(tǒng)最高工作壓力：≤1.6MPa；</p><p>　　介質(zhì)溫度：-15℃<T<105℃；</p>

72、<p>　　環(huán)境溫度：T≤40℃；</p><p>　　電機(jī)防護(hù)等級(jí)：IP54或IP44；</p><p>　　電機(jī)絕緣等級(jí)：B級(jí)或F級(jí)； </p><p>　　圖4-8 DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵</p><p>　　4.3.8壓力開關(guān)的選型</p><p>　　壓力開關(guān)采用高精度、高穩(wěn)定性能的壓力

73、傳感器和變送電路，再經(jīng)專用 CPU模塊化信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)壓力信號(hào)的檢測(cè)、顯示、報(bào)警和控制信號(hào)輸出。壓力開關(guān)可以廣泛用于石油、化工、冶金、電力、供水等領(lǐng)域中對(duì)各種氣體、液體的表壓、絕壓的測(cè)量控制，是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)理想的智能化測(cè)控儀表。</p><p>　　壓力開關(guān)有機(jī)械式和電子式兩大類。機(jī)械式壓力開關(guān)是當(dāng)壓力增加時(shí)，壓力傳感元器件產(chǎn)生形變，向上移動(dòng)，通過彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)，最后啟動(dòng)最上面的微動(dòng)開關(guān)，得到電信號(hào)輸出。電

74、子式壓力開關(guān)是通過一些壓力傳感器將采集到的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，再通過放大處理這些電信號(hào)使之成為標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào)輸出或使之成為固態(tài)繼電器輸出。我們要選的冷水泵壓力開關(guān)是一種到一定壓力就動(dòng)作的開關(guān)，所以機(jī)械式壓力開關(guān)比較符合要求。我們選用丹佛斯KP15型壓力開關(guān)如圖4-9，基本參數(shù)如下：</p><p>　　環(huán)境溫度：-40～65（+80℃條件下，最多兩小時(shí)）</p><p>　　最高

75、試驗(yàn)壓力 LP=20bar,HP=35bar,KP6=46.5bar</p><p>　　觸點(diǎn)負(fù)荷：AC1;AC3:16A400V;AC15:10A400V</p><p>　　圖4-9 KP15型壓力開關(guān)</p><p>　　4.3.9按鈕的選型</p><p>　　按鈕開關(guān)是指利用按鈕推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)按通或斷開并實(shí)現(xiàn)電路換接

76、的開關(guān)。按鈕開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器。在電氣自動(dòng)控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器、電磁起動(dòng)器等。</p><p>　　按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為普通撳鈕式、蘑菇頭式、自鎖式、自復(fù)位式、旋柄式、帶指示燈式、帶燈符號(hào)式及鑰匙式等，有單鈕、雙鈕、三鈕及不同組合形式，一般是采用積木式結(jié)構(gòu)，由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，有一對(duì)常閉觸頭和常開觸頭，有的產(chǎn)品

77、可通過多個(gè)元件的串聯(lián)增加觸頭對(duì)數(shù)。還有一種自持式按鈕，按下后即可自動(dòng)保持閉合位置，斷電后才能打開。</p><p>　　按鈕開關(guān)可以完成啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、變速以及互鎖等基本控制。通常每一個(gè)按鈕開關(guān)有兩對(duì)觸點(diǎn)。每對(duì)觸點(diǎn)由一個(gè)常開觸點(diǎn)和一個(gè)常閉觸點(diǎn)組成。當(dāng)按下按鈕，兩對(duì)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。</p><p>　　為了標(biāo)明各個(gè)按鈕的作用，避免誤操作，通常將按鈕帽做成不同的顏

78、色，以示區(qū)別，其顏色有紅、綠、黑、黃、藍(lán)、白等。如，紅色表示停止按鈕，綠色表示起動(dòng)按鈕等。按鈕開關(guān)的主要參數(shù)、型式、安裝孔尺寸、觸頭數(shù)量及觸頭的電流容量，在產(chǎn)品說明書中都有詳細(xì)說明。</p><p>　　LA25系列按鈕是常用的按鈕，適用于頻率為50HZ或者60HZ，交流電壓為380V和直流電壓在220V以下的電路中。型號(hào)選用LA25K-10型，顏色有白、綠、黃、藍(lán)、橙、黑、紅七種顏色。如圖4-10，基本參數(shù)如下

79、：</p><p>　　其中：L—為主令電器</p><p><b>　　A—為按鈕</b></p><p><b>　　25—為設(shè)計(jì)序號(hào)</b></p><p>　　1—表示常開觸點(diǎn)有1個(gè)</p><p>　　0—表示沒有常閉觸點(diǎn)</p><p>&

80、lt;b>　　K—表示為開啟式</b></p><p>　　圖4-10 LA25型按鈕</p><p>　　4.3.10指示燈的選型</p><p>　　在一個(gè)工藝流程進(jìn)行中，有些電機(jī)啟動(dòng)了但是你并不知道它啟動(dòng)了，為了避免這種情況的發(fā)生就需要設(shè)置指示燈，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)指示燈亮，當(dāng)電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)指示燈也滅，這樣就可以很清晰的知道哪些電機(jī)在運(yùn)行，哪些電機(jī)

81、沒有運(yùn)行。</p><p>　　在這里我們選用AD11系列指示燈，型號(hào)為AD11/22/21-7GZ。其采用LED光源，具有壽命長、體積小、溫升低、耐振動(dòng)以及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可用于電器、電訊燈設(shè)備線路中，作為指示信號(hào)和事故信號(hào)等。發(fā)光顏色有白、紅、綠、黃、藍(lán)，這里我們選用的都是此系列的指示燈。如圖4-11，基本參數(shù)如下：</p><p>　　其中，AD11—為指示燈型號(hào)</p>

82、<p>　　22—基本規(guī)格代號(hào)，表示指示燈頸部尺寸</p><p>　　21—“2”表示為電阻式子，“1”表示為圓平形</p><p>　　7GZ—企業(yè)自定產(chǎn)品代號(hào)</p><p>　　圖4-11 AD11系列指示燈</p><p>　　4.3.11熔斷器的選型</p><p>　　熔斷器（fuse）是指

83、當(dāng)電流超過規(guī)定值時(shí)，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。</p><p>　　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(shí)，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返囊?/p>

84、種電器。熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，廣泛用于電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備和家用電器中作為保護(hù)器件。</p><p>　　熔斷器主要由熔體、外殼和支座3部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。</p><p>　　（1）外部接線圖中的熔斷器，可以估算熔體電流。</p><p>　　PLC的輸出電流一般不會(huì)超過5A，查閱相關(guān)資料，可選擇RT0-50/5型熔斷器，其額定電壓為

85、380V。</p><p>　　其中，R—代表熔斷器</p><p>　　T—代表有填料封閉管式</p><p><b>　　0—為設(shè)計(jì)序號(hào)</b></p><p>　　50—代表熔斷器電流為50A</p><p>　　5—代表熔體電流為5A</p><p>　?。?）其

86、他熔斷器可根據(jù)公式來計(jì)算熔體電流，都取0.8。</p><p>　?、?4PES-15壓縮機(jī)熔斷器的選型</p><p>　　電機(jī)額定功率為PN=15kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V。</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　（4.1）</b></p>

87、<p><b>　　（4.2）</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/60型熔斷器。</p><p>　?、?SF-W03型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)熔斷器的選型</p><p>　　電機(jī)額定功率為PN=2.2kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V。</p><p><b>　　則有：&l

88、t;/b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　（4.4）</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/10型熔斷器。</p><p>　　③ DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵熔斷器的選型</p><p>

89、;　　電機(jī)額定功率為PN=3.7kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　?。?.5）</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/15型熔斷

90、器。如圖4-12：</p><p>　　圖4-12 RT0-100型熔斷器</p><p>　　4.3.12交流接觸器的選型</p><p>　　在電工學(xué)上，因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達(dá)800安培）電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對(duì)象，也可用作控制工廠設(shè)備﹑電熱器﹑工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，接觸器不僅可以接通

91、電路也可以切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一。</p><p>　　接觸器的工作原理是：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因?yàn)榇艌?chǎng)的作用，鐵心被靜鐵心產(chǎn)生的電磁吸力吸引，這時(shí)交流接觸器發(fā)生動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)會(huì)斷開，常開觸點(diǎn)發(fā)生閉合，兩者是相互動(dòng)作的。當(dāng)線圈不通電的時(shí)候，電磁吸力也會(huì)消失，銜鐵因?yàn)獒尫艔椈啥尫牛層|電恢復(fù)原狀，常開

92、觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。</p><p>　　常用的交流接觸器有CJ10系列、CJ12系、CJ12B系列以及CJ20系列等，CJ10系列為統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品。</p><p>　　（1）4PES-15壓縮機(jī)交流接觸器的選型</p><p>　　電機(jī)額定功率為PN=15kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V，取K=1.2。</p><p>　　則接觸器主

93、觸頭電流為：</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　所以選擇CJ10-40型交流接觸器。</p><p>　　其中，CJ—為交流接觸器代號(hào)&

94、lt;/p><p>　　10—為交流接觸器設(shè)計(jì)序號(hào)</p><p>　　40—說明額定電流大小為40A</p><p>　?。?）SF-W03型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)交流接觸器的選型</p><p>　　電機(jī)額定功率為PN=2.2kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V，取K=1.2。</p><p>　　則接觸器主觸頭電流為：</p

95、><p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　所以選擇CJ10-10型交流接觸器就可以滿足要求了，額定電流為10A。</p><p>　?。?）DFW（DF

96、WR）型東方臥式冷水泵交流接觸器的選型</p><p>　　電機(jī)額定功率為PN=3.7kw，電機(jī)額定電壓為UN=380V，取K=1.2。</p><p>　　則接觸器主觸頭電流為：</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：</p><p

97、><b>　?。?.12）</b></p><p>　　所以選擇CJ10-10型交流接觸器就可以滿足要求了，額定電流為10A。如圖4-13：</p><p>　　圖4-13 CJ10-40型交流接觸器</p><p>　　4.3.13熱繼電器的選型</p><p>　　熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量

98、，使雙金屬片在不同的膨脹系數(shù)下發(fā)生形變，當(dāng)形變發(fā)生達(dá)到指定的距離的時(shí)候，就讓連桿開始工作，讓控制電路斷開，使接觸器丟失電源，讓主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)元件，因?yàn)轶w積比較小，結(jié)構(gòu)相對(duì)也很簡(jiǎn)單、成本也不高等優(yōu)點(diǎn)所以咋在生產(chǎn)中應(yīng)用中很受青睞。</p><p>　　主要用來對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而

99、將斷開電動(dòng)機(jī)控制電路，讓電動(dòng)機(jī)斷電來實(shí)現(xiàn)停車，最后起到過載保護(hù)的作用。這里選用JR系列的熱繼電器。</p><p>　　由式（4.1）可知，4PES-15壓縮機(jī)的額定電流為：IN=28.5A；由式（4.3）可知，SF-W03型蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的額定電流為：IN=4.2A；由式（4.5）可知，DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵的額定電流為：IN=7.03A。所以都可以選用JR16-20/3型的熱繼電器，熱元件的額定電流分

100、別可選7.2A、1.1A、5.0A。如圖4-14，基本參數(shù)如下：</p><p>　　其中，JR16—60/3為熱繼電器的類型</p><p><b>　　16—為設(shè)計(jì)序號(hào)</b></p><p><b>　　60—為額定電流</b></p><p><b>　　3—為級(jí)數(shù)</b&g

101、t;</p><p>　　圖4-14 JR16—60/3型熱繼電器</p><p>　　4.4控制系統(tǒng)主回路</p><p>　　在主電路中，如圖4-15所示，1#壓縮機(jī)由接觸器KM1控制，2#壓縮機(jī)由接觸器KM2控制，3#壓縮機(jī)由接觸器KM3控制，冷凝風(fēng)機(jī)1由KM4控制，冷凝風(fēng)機(jī)2由接觸器KM5控制。每個(gè)電動(dòng)機(jī)都設(shè)有熱繼電器FR做過載保護(hù)用。</p>

102、<p>　　圖4-15 主電路圖</p><p><b>　　4.5外部接線圖</b></p><p>　　這里使用的是西門子S7-200系列的PLC，左邊是輸入點(diǎn)，右邊是是輸出點(diǎn)。由圖4-16可知，一共有19個(gè)輸入點(diǎn)，每個(gè)壓縮機(jī)都有壓力控制信號(hào),油位控制信號(hào)，模塊控制信號(hào)和過載信號(hào)，另外還有兩個(gè)過載信號(hào)，分別是蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)過載信號(hào)和蒸發(fā)冷水泵過載信號(hào)。每臺(tái)

103、壓縮機(jī)還有一個(gè)啟動(dòng)按鈕。另外機(jī)器分手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)兩種。一共有7個(gè)輸出端，三個(gè)壓縮機(jī)輸出端，一個(gè)冷風(fēng)機(jī)，冷水泵，一個(gè)供液電磁閥和故障信號(hào)燈。圖4-17是溫度模塊和壓力擴(kuò)展模塊。 </p><p>　　圖4-16 PLC外部接線圖 圖4-17 擴(kuò)展模塊外部接線圖</p><p><b>　　4.6本章小結(jié)</b></p>&

104、lt;p>　　本章主要對(duì)部分硬件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹。4.1介紹的是硬件控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做了詳細(xì)的介紹。4.2是I/O地址表，介紹的是PLC的輸入輸出點(diǎn)。4.3和4.4是控制系統(tǒng)主回路，和外部接線圖，從外部接線圖就可以看到輸入輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的元器件。4.5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

105、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。</p><p><b>　　第5章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1軟件設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的多并聯(lián)節(jié)能壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)，其動(dòng)作是條件式運(yùn)行的，也就是當(dāng)達(dá)到指定條件時(shí)，機(jī)組才會(huì)運(yùn)行。其中也有手動(dòng)控制操作和自動(dòng)控制操作，

106、構(gòu)成兩種不同的啟動(dòng)模式。整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)部分，供液系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和壓縮機(jī)組系統(tǒng)三個(gè)部分。但由于供液系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)中有溫度傳感器和壓力傳感器，所傳送的地址有所不同，所以，在編程時(shí)會(huì)有些區(qū)別。由于這是一個(gè)整體工作系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都是互相相關(guān)聯(lián)的，所以編程時(shí)需要考慮各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。</p><p><b>　　5.2編程理論基礎(chǔ)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)由于即有

107、開關(guān)量輸入又有模擬量輸入，要完成軟件的編程，需要用到應(yīng)用類的緩沖存儲(chǔ)器寫入指令和比較指令，這就需要把其對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出計(jì)算出來。我們要將壓力傳感器的壓力與數(shù)字輸出的關(guān)系找出來，還要將溫度傳感器的溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系找出來。下面就從這個(gè)切入點(diǎn)來分析計(jì)算我們所需要的編程數(shù)值。如圖5-1是高壓與數(shù)字輸出的關(guān)系，圖5-2是低壓與數(shù)字輸出的關(guān)系，圖5-3是溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系：</p><p>　　圖5-1 高壓與數(shù)字輸出的

108、關(guān)系 圖5-2 低壓與數(shù)字輸出的關(guān)系 圖5-3溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系</p><p>　　5.2.1高壓與數(shù)字輸出的關(guān)系</p><p>　　圖5-1為高壓與數(shù)字輸出的關(guān)系，我們?cè)O(shè)數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-1可知，直線經(jīng)過點(diǎn)（6400，0）和點(diǎn)（32000，30）兩個(gè)點(diǎn)，設(shè)直線方程為，將,和，代入直線方程則有，,求解得,,所以直線方程為。</p><p&g

109、t;　　高壓一共有4個(gè)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(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出點(diǎn)。用關(guān)系式來計(jì)算。</p><p>　　（1）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p><b>　　（2）當(dāng)時(shí)，，得</b></p><p>　　（3）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取

110、</p><p>　　所以，由上述計(jì)算我們可以得到，當(dāng)高壓壓力為11bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)高壓壓力為12bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)高壓壓力為13bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)高壓壓力為14bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是。表格5-1為高壓與數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)表。</p><p>　　表5-1 高壓與數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)表</p><p>　　5.2.2低壓與

111、數(shù)字輸出的關(guān)系</p><p>　　圖5-2為低壓與數(shù)字輸出的關(guān)系，我們?cè)O(shè)數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-2可知，直線經(jīng)過點(diǎn)（6400，-0.5）和點(diǎn)（32000，11）兩個(gè)點(diǎn)，設(shè)直線方程為，將，和，，直線方程有，，求得，，所以直線方程為。</p><p>　　低壓一共有六個(gè)點(diǎn)，分別是0.5bar,0.7bar,0.9bar,1.0bar,1.2bar,1.4bar,下面分別計(jì)算出這些壓力所

112、對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出點(diǎn)，用關(guān)系式計(jì)算</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)，，得，取</p&

113、gt;<p>　　由上述計(jì)算我們可以得到，當(dāng)?shù)蛪簤毫?.5bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)?shù)蛪簤毫?.7bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)?shù)蛪簤毫?.9bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)?shù)蛪簤毫?.0bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)?shù)蛪簤毫?.2bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；當(dāng)?shù)蛪簤毫?.4bar時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊輸出數(shù)字是；表格5-2為低壓與數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)表。</p><p>　　表5

114、-2 低壓與數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)表</p><p>　　5.2.3溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系</p><p>　　圖5-3為溫度與數(shù)字輸出的關(guān)系，我們?cè)O(shè)數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-3可知，直線經(jīng)過點(diǎn)（2000，200）和點(diǎn)（-2000，-200）兩個(gè)點(diǎn)，設(shè)直線方程為，將，和，，直線方程有，，求得，，所以直線方程是。</p><p>　　溫度一共有兩個(gè)點(diǎn)，分別是0℃和5℃，下面分

115、別計(jì)算這兩個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出點(diǎn)用關(guān)系式來計(jì)算</p><p><b>　?。?）當(dāng)℃時(shí)，，得</b></p><p><b>　?。?）當(dāng)℃時(shí)，，得</b></p><p>　　所以由上述計(jì)算我們可以得到，當(dāng)溫度為0℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊數(shù)字輸出為；當(dāng)溫度為5℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的模塊數(shù)字輸出為。表格5-3為溫度與數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)表。<