制冷行業里的工業自動化控制

馬大為 張利娜

(1.河南千年冷凍設備有限公司，河南 焦作 454000；2.河南遠程電氣有限公司，河南 焦作 454150）

工業控制自動化技術是上世紀現代制造領域中最重要的技術之一，它在生產效率與一致性問題上是一個突破。 改革開放以來，中國制冷、空調市場在世界市場風光無限，已經成為全球制冷、空調業的焦點。 僅僅經過十幾年的發展，中國行業就成為世界第二大冷凍空調設備的消費市場和最大的生產國。 本文結合現有的技術水平，解析制冷行業里的工業自動化控制。

1 PLC

PLC 在中文里叫可編程控制器 （Programmable logic Controller）， 它是以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。PLC 專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。 PLC 采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

2 工業觸摸屏

工業觸摸屏， 是通過觸摸式工業顯示器把人和機器連為一體的智能化界面。 它是替代傳統控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。 它可以用來設置參數，顯示數據，監控設備狀態，以曲線動畫等形式描繪自動化控制過程。 更方便、快捷、表現力更強，并可簡化為PLC 的控制程序，功能強大的觸摸屏創造了友好的人機界面。 觸摸屏作為一種特殊的計算機外設，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。 它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。

3 工業自動化系統

3.1 作用

用PLC、 工業觸摸屏和制冷設備組成的小型系統組成了一個小型的自動化控制住系統，當然自動化系統本身并不能直接創造直觀效益，但它對企業生產能力是一個很大的提高，（1）更安全；（2）更高效；（3）品質好；（4）節省材料，節省能源。

3.2 結構拓撲

該系統主要以工業觸摸屏控制為主，通過RS485（半雙工）通訊方式使工業觸摸屏和PLC 進行通訊，PLC 有相應的I/O口，可以采集和控制相應的開關量和模擬量，下圖為系統拓撲圖。

3.3 壓縮機工作原理

在PLC 里寫入程序來， 通過采集的溫度和壓力來邏輯分析，是否需要讓壓縮機啟動或者停止工作。 以達到智能及時控制。

開啟壓縮機的時候通過延時繼電器來實現星型啟動，三角型運行，如圖二壓縮機根據冷庫實際制冷量而定，當壓縮機功率太大的時候就采用星型啟動，因為電動機直接啟動時啟動電流是電動機正常工作電流的4—7 倍， 會造成供電電網的很大壓降，會影響同一電網上的其它設備的正常工作，還有過大的啟動電流對電機本身也不利。 所以只有3KW 以下的電動機才能直接啟動，大功率的電動機一般都要使用降壓啟動。 說白了這是降壓啟動的一種三角型連接每相繞組得到的電壓為380伏星型連接每相繞組得到的電壓為220 伏這樣可以降低啟動電流，可以延長電機的壽命，同時可以減少該線路上的電壓突降。

觸摸屏通過和PLC 通訊采集相關現場參數， 可以讓現場人員不必去現場就可以在控制柜看到現場的實際情況，并且觸摸屏可插存儲卡，可以存儲必要的數據在內部數據庫，以方便相關人員調用，做數據分析或事件查詢。 在必要條件下也可以在觸摸屏上手動啟動壓縮機。

4 結束語

工業控制自動化控制技術是一種運用控制理論、 儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業生產過程實時在線檢測、調度、控制、優化、管理和決策，達到快速、高效、節能、安全生產的綜合性技術，有三部分組成，包括軟件、硬件和系統。 在中國工業自動化控制發展的道路上，前期一般是引進國外成套設備的同時進行消化吸收， 然后再進行適合國內的二次開發和應用。中國工業控制自動化控制技術在產業和應用上都有了很大的發展，它正在向智能化、集成化和網絡化方向發展。

[1] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.《全封閉渦旋式制冷壓縮機》.GB/T 18429-2001

[2] 中華人民共和國工業和信息化部.《分散型控制系統工程設計規范》.HG/T 20573-2012