畢業(yè)論文-螺桿冰機(jī)輔機(jī)plc改造

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題　　目： 螺桿冰機(jī)輔機(jī)PLC改造 　　 </p><p>　　作　　者： </p><p>　　系 （部）： 機(jī)電控制工程系 </p>&

2、lt;p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 03機(jī)械設(shè)備及自動(dòng)化（3）班 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　 </p><p>　　職　　稱(chēng)：　 高級(jí)工程師　 </p><p>　　2006年 6 月 7 日</p><p>　　螺桿冰機(jī)輔

3、機(jī)PLC改造</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程控制器(PLC一一Programmable Logic Controller)以其高可靠性和良好的性能價(jià)格比，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)控制設(shè)備中。監(jiān)控組態(tài)軟件以其實(shí)時(shí)多任務(wù)、功能多樣、開(kāi)放接口、使用靈活、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)而具備較高的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　設(shè)

4、計(jì)實(shí)現(xiàn)了電氣控制、PLC程序控制和計(jì)算機(jī)監(jiān)控三個(gè)系統(tǒng)。文中分別對(duì)螺桿壓縮機(jī)原理、控制器選型及控制原理分別進(jìn)行了闡述，著重對(duì)PLC控制系統(tǒng)和監(jiān)控兩個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。</p><p>　　該項(xiàng)目采用的是某公司的PLC，運(yùn)用與之相配的編程軟件，通過(guò)LAD編程語(yǔ)言編制了下位機(jī)的控制程序，從而使壓縮機(jī)組可以按照操作人員設(shè)定要求自動(dòng)完成開(kāi)機(jī)、調(diào)節(jié)控制、故障檢測(cè)保護(hù)、關(guān)機(jī)等工作過(guò)程。</p>&l

5、t;p>　　采用是同一公司的WinCC工控組態(tài)軟件對(duì)多臺(tái)機(jī)組進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)控，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)溫度顯示、歷史記錄查詢(xún)、報(bào)警顯示、實(shí)時(shí)趨勢(shì)模擬及報(bào)表打印等功能畫(huà)面。PLC和設(shè)置在控制室的工控機(jī)組通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組成的控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮了工業(yè)PC和PLC各自的優(yōu)勢(shì)。此外，文中對(duì)系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)設(shè)備一一PT100傳感器的線性化處理方法和連接方式也作了詳盡的探討。</p><p&g

6、t;　　關(guān)鍵詞:螺桿式壓縮機(jī)，可編程序控制器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論4</p><p>　　1.1螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和PLC4</p><p>　　1.1.1螺桿式壓縮機(jī)相對(duì)于活塞式壓縮機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)4</p><p>

7、　　1.1.2 存在缺點(diǎn)4</p><p>　　1.1.3 PLC的介紹5</p><p>　　第二章 氨廠冷凍控制系統(tǒng)6</p><p>　　2.1 原系統(tǒng)的介紹6</p><p>　　2.1.1 活塞式制冷裝置構(gòu)成6</p><p>　　2.2新系統(tǒng)的介紹7</p><p>

8、　　2.2.1新系統(tǒng)的工藝流程7</p><p>　　2.2.2.螺桿冰機(jī)工藝流程的工藝指標(biāo)要求：9</p><p>　　2.3螺桿制冷壓縮機(jī)組10</p><p>　　2.3.1簡(jiǎn)介10</p><p>　　2.3.2產(chǎn)品型號(hào)、名稱(chēng)及用途10</p><p>　　2.3.3機(jī)組的構(gòu)成11</p>

9、;<p>　　2.3.4技術(shù)數(shù)據(jù)11</p><p>　　2.3.5主要結(jié)構(gòu)及工作原理12</p><p>　　2.4 PLC可編程控制器15</p><p>　　2.4.1 PLC的介紹15</p><p>　　2.4.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.5 PLC在冷凍冰機(jī)

10、工藝過(guò)程中的應(yīng)用20</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的調(diào)試使其滿足設(shè)計(jì)要求26</p><p>　　3.1安裝與調(diào)試26</p><p>　　3.2.開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備26</p><p>　　3.3試車(chē)過(guò)程27</p><p>　　3.4存在問(wèn)題及改進(jìn)28</p><p><b&

11、gt;　　附表129</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)32</p><p>　　附圖1.冰機(jī)ＰＬＣ梯形圖...................................................33</p><p>　　附圖2.冰機(jī)控制保護(hù)原理圖..........................................

12、.......34</p><p>　　附圖3.冰機(jī)輔機(jī)控制原理圖.................................................35</p><p>　　附圖4.４＃－６＃冰機(jī)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部及對(duì)外接線圖...............................36</p><p>　　謝 辭...................

13、................................................37</p><p>　　第一章 緒 論</p><p>　　1.1螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和PLC </p><p>　　巨化股份公司合成氨廠自一九七八年采用繼電器控制的,日本日立株式會(huì)社一九七三年生產(chǎn)的BTD-ICC型活

14、塞式冰機(jī)，設(shè)備制冷量95萬(wàn)大卡/小時(shí)，功耗630KW。該廠主要生產(chǎn)碳銨、尿素、甲醇、液氨等產(chǎn)品，以合成氨為主要原料，通過(guò)各種物理、化學(xué)反應(yīng)得到，在各產(chǎn)品工藝流程中，要求提供大量的制冷量，合成氨廠利用氣氨、液氨進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換過(guò)程通過(guò)冷凍冰機(jī)供應(yīng)大量的冷量。老系統(tǒng)控制回路接線復(fù)雜繁瑣，損壞率高，且冰機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部件多，操作麻煩，故障頻繁，且因采用的是國(guó)外設(shè)備，其所用備品配件供應(yīng)困難、維修不便。因此合成氨廠決定以制冷量100萬(wàn)大卡/小時(shí)，功耗45

15、0KW的螺桿冰機(jī)更新原活塞式冰機(jī)。</p><p>　　從設(shè)備考慮，采用螺桿式制冷壓縮機(jī)，工藝上大大改善。其突出的主要特點(diǎn)是打量大，運(yùn)行效率高，運(yùn)動(dòng)部件較少，相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　1.1.1螺桿式壓縮機(jī)相對(duì)于活塞式壓縮機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1）活塞式制冷與螺桿式制冷從設(shè)備構(gòu)成上大致相同,在螺桿式制冷多一個(gè)油循環(huán)系統(tǒng),通過(guò)油冷卻器的降溫,

16、加大了油的利用率,使生產(chǎn)成本降低；</p><p>　?。?）在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下,采用螺桿制冷要比活塞制冷獲得較大的冷量且獲得較大的軸功率；</p><p>　?。?）機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕；</p><p>　　（4）機(jī)器易損件少，運(yùn)行安全可靠，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；</p><p>　?。?）氣體沒(méi)有脈動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)組對(duì)基礎(chǔ)要求

17、不高不需專(zhuān)門(mén)基礎(chǔ)；</p><p>　?。?）運(yùn)行中向轉(zhuǎn)子腔噴油，因此排氣溫度低，氨制冷劑一般不超過(guò)90℃；</p><p>　?。?）對(duì)濕行程不敏感，濕蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒(méi)有液擊危險(xiǎn)；</p><p>　?。?）可在較高壓比下運(yùn)行，單級(jí)壓縮時(shí)，氨蒸發(fā)溫度可達(dá)-40℃；</p><p>　?。?）可借助滑閥改變壓縮有效行程，可進(jìn)行10—

18、100%的無(wú)級(jí)冷量調(diào)節(jié)；</p><p>　　1.1.2 存在缺點(diǎn)</p><p>　　需要復(fù)雜的油處理設(shè)備，要求分離效果很好的油分離器及油冷卻器等設(shè)備；噪聲較大，一般都在85dB（A）以上，常需要一些專(zhuān)門(mén)隔聲措施。</p><p>　　1.1.3 PLC的介紹</p><p>　　為保證壓縮螺桿壓縮機(jī)能夠長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行,必須有一套設(shè)計(jì)合

19、理、運(yùn)行可靠的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。本文介紹的是采用PLC可編程控制器和常規(guī)檢測(cè)儀表構(gòu)成的螺桿壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　從電氣儀表角度出發(fā)，采用了集控的接口，可靈活利用PLC控制、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）或集散系統(tǒng)（DCS）實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的顯示和控制。就本次改造規(guī)模、投資價(jià)格、工藝控制點(diǎn)而言，我們采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣指標(biāo)顯示和跳閘、報(bào)警。</p><p>　　PLC不同

20、于繼電器控制要接許多真正的硬件繼電器，它是一些“軟繼電器”組成，避免了因元件磨損維修，及一系列繁雜的接線工作。其主要特點(diǎn)：</p><p>　　可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　控制程序可變，具有很好的柔性；</p><p>　　編程簡(jiǎn)單，使用方便；</p><p><b>　　功能完善；</b></p

21、><p>　　擴(kuò)充方便，組合靈活；</p><p>　　減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量；</p><p>　　體積小、重量輕、是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品；</p><p>　　PLC技術(shù)代表了當(dāng)前電氣程序控制的世界先進(jìn)水平，PLC與數(shù)控技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人已成為機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。</p><p>　　第二章 氨廠

22、冷凍控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1 原系統(tǒng)的介紹</p><p>　　2.1.1 活塞式制冷裝置構(gòu)成</p><p>　　活塞式制冷裝置是一個(gè)封閉系統(tǒng),它主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、發(fā)器及分離器、氨液分離器及氨貯罐等設(shè)備構(gòu)成,相互間均由管子連接成一個(gè)封閉系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)(見(jiàn)圖2-1)</p><p>　　圖2-1原系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)&

23、lt;/p><p>　　原系統(tǒng)采用活塞式冰機(jī)，繼電器接線控制回路，其工藝流程過(guò)程大致如下示的簡(jiǎn)易流程框圖2-2</p><p>　　隨著冷凍量需求的不斷增大，合成氨廠冷凍量缺口越來(lái)越大，尤其到了夏天高溫季節(jié)，冷凍崗位原有五臺(tái)冰機(jī)不堪重負(fù)。加上原崗位活塞式冰機(jī)長(zhǎng)期使用后，噪聲、振動(dòng)很大，故障頻繁，無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行，且其所用備品配件供應(yīng)困難。考慮到合成氨廠節(jié)能改造總體規(guī)劃和冷凍量需求，結(jié)合冷凍崗位增產(chǎn)

24、節(jié)能、更新改造要求，針對(duì)原有的老工藝活塞式壓縮機(jī)損耗高、打量小，運(yùn)行效率低，電氣設(shè)備過(guò)于繁瑣等問(wèn)題進(jìn)行本次大規(guī)模的技改工作。</p><p>　　圖2- 2工藝流程過(guò)程</p><p><b>　　2.2新系統(tǒng)的介紹</b></p><p>　　2.2.1新系統(tǒng)的工藝流程</p><p>　　采用大連冷凍冰機(jī)股份公司的K

25、A25系列的螺桿冰機(jī)，其裝置為： WYJZ3SA25螺桿式制冷壓縮機(jī)組(包括螺桿壓縮機(jī)、螺桿油泵、油冷卻器、油分離器等)，YKS480-2、V=6KV、P=450KW 水冷式交流電機(jī)，XYZ-6G、P=0.4Mpa、V=6L/min稀油站，F(xiàn)=500 m²波紋管氨冷凝器，V=5 m³氨罐，儀控柜，電控柜及管路、平臺(tái)等組成。</p><p><b>　　1、組成</b>&l

26、t;/p><p>　　整個(gè)流程設(shè)備主要有氣氨總管、氣液分離器、吸氣過(guò)濾器、壓縮機(jī)、油精過(guò)濾器、油泵、油粗過(guò)濾器、油冷卻器、油分離器和氨冷凝器、氨收集器。</p><p><b>　　2、工藝流程</b></p><p>　　該壓縮機(jī)的流程分為兩部分,分別是氣流程和油流程。氣流程是先將工質(zhì)氣體經(jīng)過(guò)處理,然后送入壓縮機(jī)增壓至一定壓力,再進(jìn)行分離和過(guò)濾達(dá)

27、到要求的工況送出。工藝流程示意圖如圖1所示?？梢钥吹降蛪和咚箽馔ㄟ^(guò)進(jìn)氣閘閥首先進(jìn)入第一道過(guò)濾器,除去大部分的雜質(zhì)后通過(guò)氣體加熱器,把氣體加熱到一定溫度,再進(jìn)行一次過(guò)濾后氣體進(jìn)入螺桿壓縮機(jī),在這里氣體被增壓到工藝要求的壓力后進(jìn)入油氣分離粗濾一遍進(jìn)入油泵加壓,加壓后的潤(rùn)滑油再被精濾一次,然后噴入壓縮機(jī)內(nèi),使螺桿壓縮機(jī)的軸承和陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子得到有效的潤(rùn)滑和冷卻。</p><p>　　冷凍冰機(jī)的工作過(guò)程是依據(jù)物理轉(zhuǎn)換：（壓力*

28、體積）/溫度=常數(shù)（即P1V1/ T2）使氣氨轉(zhuǎn)為液氨的物理工藝過(guò)程。所以氣氨的壓力、溫度是工藝控制的重要參數(shù)。</p><p><b>　　油程序如下圖2-3</b></p><p><b>　　圖2-3油程序圖</b></p><p>　　生產(chǎn)中將壓力低于2kg/m3的氣氨通過(guò)系統(tǒng)的氣氨總管進(jìn)入進(jìn)口處的氨分離器，分離出

29、液氨霧滴，濾去液氨霧滴的氣氨流過(guò)系統(tǒng)管進(jìn)入壓縮機(jī)組的吸氣過(guò)濾器，通過(guò)過(guò)濾器中的過(guò)濾網(wǎng)濾去氣氨夾帶的小雜物，其中吸氣過(guò)濾器設(shè)有溫度計(jì)指示吸氣溫度，并由一截止閥連接吸氣壓力表來(lái)指示吸氣壓力。干凈的氣氨進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮升壓（即氣壓由0.3Mpa上升至1.57MPa），壓縮后的氣體至排氣口排出。在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，油泵向壓縮機(jī)內(nèi)噴入大約占體積流量0.5~1%的潤(rùn)滑油，這部分潤(rùn)滑油起著冷卻、密封、潤(rùn)滑的作用，此時(shí)要求油噴入的壓力必須大于壓縮機(jī)內(nèi)

30、氣氨的壓力，保證潤(rùn)滑油順利噴入，這里的油氣壓差檢測(cè)點(diǎn)為重要參數(shù)。這些潤(rùn)滑油隨排氣排入油分離器，進(jìn)行油分離，油分離器中裝有一安全閥，作用是當(dāng)分離器內(nèi)的壓力過(guò)大，則通過(guò)安全閥進(jìn)行放空。此后系統(tǒng)分為氣路過(guò)程和油路過(guò)程。</p><p><b>　　氣程序如圖2-4</b></p><p><b>　　圖2-4氣程序圖</b></p>&l

31、t;p>　　從氣路過(guò)程來(lái)看：經(jīng)過(guò)油分離的氨氣以溫度為60~70℃、1.35~1.40Mpa 的壓力進(jìn)入冷凝器冷凝成液氨，液氨進(jìn)入液氨收集器。從油路過(guò)程來(lái)看：在油分離器中分離出的油經(jīng)過(guò)油冷卻器，冷卻后的油經(jīng)過(guò)逆止閥（只能單方向流通）進(jìn)入到油粗過(guò)濾器，濾去鐵屑等大顆粒雜質(zhì)后到噴油油泵進(jìn)口，由油泵升壓后，再經(jīng)油精過(guò)濾器進(jìn)一步過(guò)濾后回流到噴油總管進(jìn)入壓縮機(jī)。油泵并接了附線閥來(lái)調(diào)節(jié)油泵壓力，油精過(guò)濾器接有壓力表（正常時(shí)壓力值應(yīng)較小≤0.07

32、MPa，壓力值較大時(shí)說(shuō)明過(guò)濾器中濾網(wǎng)被堵，需清理），其基本工藝流程框圖如下圖2-5：</p><p>　　圖2-5基本工藝流程框圖</p><p>　　要注意的是，在螺桿壓縮機(jī)組的油分離器外裝設(shè)了兩個(gè)截止閥A、B，平時(shí)兩個(gè)閥都關(guān)閉，只在兩種情況下打開(kāi)：1.開(kāi)車(chē)時(shí)，打開(kāi)A閥，B閥關(guān)閉，為了系統(tǒng)管與分離器間的氣壓保持一致；2.停車(chē)時(shí)，打開(kāi)B閥，A閥關(guān)閉，為了壓縮機(jī)內(nèi)與分離器間的壓力差保持一致。

33、</p><p>　　2.2.2.螺桿冰機(jī)工藝流程的工藝指標(biāo)要求：</p><p>　　1)進(jìn)口壓力：≤0.30Mpa；</p><p>　　2)出口壓力：≤1.57Mpa（聯(lián)鎖：1.7Mpa報(bào)警，1.8Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　3)吸氣溫度：-10—20℃；</p><p>　　4)排氣溫度：<1

34、00℃（100℃報(bào)警）；</p><p>　　5)噴油壓力與排氣壓差：主機(jī)起動(dòng)前：≥0.4Mpa 正常運(yùn)行：0.16—0.3Mpa（正常運(yùn)行聯(lián)鎖：0.16Mpa報(bào)警，0.14Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　6)噴油溫度：25—60℃（聯(lián)鎖：60℃報(bào)警，65℃主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　7)油精過(guò)濾器壓差：≤0.07Mpa （聯(lián)鎖：0.07Mpa報(bào)

35、警，0.09 Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　8)稀油站供油壓力：≥0.06Mpa（聯(lián)鎖：0.05Mpa報(bào)警，0.04 Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　9)稀油站油箱油位：≥2/3液位計(jì)；</p><p>　　10)稀油站油溫：≤50℃；</p><p>　　11)軸承溫度：≤65℃聯(lián)鎖：65℃Mpa報(bào)警，70℃ Mpa主機(jī)跳

36、車(chē)；</p><p>　　12)主機(jī)電流：≤53.6A；</p><p>　　13)馬達(dá)軸瓦溫度：≤65℃；2</p><p>　　14)電機(jī)定子溫度：≤100℃；</p><p>　　15)油分離器油位：1/2—3/4液位計(jì)；</p><p>　　16)冷凝器壓力：≤1.57Mpa；</p><p

37、>　　17)收集器壓力≤1.57Mpa；</p><p>　　18)進(jìn)口氣氨分離器液位≤10%液位計(jì)；</p><p>　　2.3螺桿制冷壓縮機(jī)組</p><p><b>　　2.3.1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　螺桿式制冷壓縮機(jī)是高速回轉(zhuǎn)機(jī)械，屬容積型壓縮機(jī)，它兼有活塞式和離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn)，所以在國(guó)內(nèi)外近

38、年來(lái)得到很大的發(fā)展。</p><p>　　螺桿制冷壓縮機(jī)沒(méi)有活塞式制冷壓縮機(jī)必須有的氣閥、活塞、活塞環(huán)、氣缸套、活塞銷(xiāo)等易損壞部件。沒(méi)有離心式制冷壓縮機(jī)那樣復(fù)雜的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和對(duì)工況變化的敏感性，因此螺桿制冷壓縮機(jī)無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，使用維修方便，維修費(fèi)用低廉。螺桿制冷壓縮機(jī)的體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)慣性小，易于啟動(dòng)。</p><p>　　螺桿式壓縮機(jī)最早由德國(guó)人HKrigar在1

39、878年提出，直到1934年瑞典皇家理工學(xué)</p><p>　　院ALysholm教授才奠定了螺桿式壓縮機(jī)SRM技術(shù)，并開(kāi)始在工業(yè)上應(yīng)用，取得了迅速的</p><p>　　發(fā)展。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，工作時(shí)壓力比大，排氣溫度低，對(duì)液擊有敏感和良好的輸氣量調(diào)節(jié)特性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機(jī)的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸

40、;與此同時(shí)，形成開(kāi)啟式機(jī)器和半封閉式機(jī)器系列，近幾年又出現(xiàn)了全封閉式機(jī)器，廣泛地應(yīng)用在各種制冷設(shè)備。</p><p>　　2.3.2產(chǎn)品型號(hào)、名稱(chēng)及用途</p><p>　　普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖1所示是德國(guó)寇爾托馬塔( Kiihcutomat)公司桿式壓縮</p><p>　　內(nèi)容積比調(diào)節(jié)時(shí)，設(shè)有徑向排氣孔口的滑閥向左邊移動(dòng)，則排氣孔口縮小，此時(shí)，滑閥3也必

41、須向左移動(dòng)，緊靠滑閥1，造成內(nèi)壓縮比增大;反之，則減小。圖2-6是瑞典Stal-mini-S20型螺桿式壓縮機(jī)</p><p>　　圖2-6瑞典Stal-mini-S20型螺桿式壓縮機(jī)</p><p>　　KA25系列螺桿制冷壓縮機(jī)由電動(dòng)機(jī)、油路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、底架和各設(shè)備、系統(tǒng)間連接的管路等組成。在本次設(shè)計(jì)我們選用的是JZ3KA25冰機(jī)。</p><p>

42、;　　2.3.3機(jī)組的構(gòu)成</p><p>　　油路系統(tǒng)由油分離器、油冷卻器、油過(guò)濾器、油泵與油泵電動(dòng)機(jī)、油分配總管組成。JZ3KA25機(jī)組的油分離器與整體裝成一體。</p><p>　　氣路系統(tǒng)由吸氣過(guò)濾器、吸氣止回閥、壓縮機(jī)、排氣截止閥、油分離器、排氣止回閥等組成。</p><p>　　控制系統(tǒng)主要包括儀表箱和啟動(dòng)柜。JZ3KA25為非防爆型。</p>

43、;<p><b>　　2.3.4技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　型式：開(kāi)啟式單級(jí)噴油螺桿制冷壓縮機(jī)；</p><p>　　轉(zhuǎn)子公稱(chēng)直徑：250；</p><p>　　理論排量：2395m3/h；</p><p>　　轉(zhuǎn)速：2960r/min；</p><p><b>

44、　　轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度：421；</b></p><p>　　軸功率標(biāo)準(zhǔn)工況 368KW；</p><p>　　空調(diào)工況 485KW；</p><p>　　制冷量標(biāo)準(zhǔn)工況（-15/+30℃）1259KW；</p><p>　　空調(diào)工況（+5/+40℃）2647KW；</p><p>　　壓縮機(jī)吸氣管口徑 DN200

45、；</p><p>　　排氣管口徑 DN150；</p><p>　　壓縮機(jī)轉(zhuǎn)向順時(shí)針（自聯(lián)軸看壓縮機(jī)）；</p><p>　　油冷卻器進(jìn)水溫度≤32℃；</p><p>　　油冷卻器進(jìn)出水管直徑 DN80；</p><p>　　油泵排量20 m3/h；</p><p>　　油泵配用電動(dòng)機(jī)功率

46、5.5KW，電源380V；</p><p><b>　　主電機(jī)如表2-1</b></p><p><b>　　表2-1主電機(jī)銘牌</b></p><p>　　電源 6kV 首次加油量 800kg</p><p>　　同步轉(zhuǎn)速 3000r/min

47、 制冷劑 R717</p><p>　　潤(rùn)滑油 N46冷凍機(jī)油 機(jī)組噪聲≤98Db（A）</p><p>　　2.3.5主要結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p><b>　　1．螺桿制冷壓縮機(jī)</b></p><p>　　由螺桿制冷壓縮機(jī)組、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器4個(gè)基本部分組成,并通過(guò)管路連接在一起構(gòu)

48、成一個(gè)封閉的制冷系統(tǒng),其中螺桿式制冷裝置由螺桿制冷壓縮機(jī)油路系統(tǒng)(油分離器、油冷卻器、油泵、油粗過(guò)濾器、油精過(guò)濾器、油壓調(diào)節(jié)閥及油路構(gòu)成)氣路系統(tǒng)(吸氣過(guò)濾器、吸氣截止閥、吸氣止回閥、排氣止回閥、排氣截止閥)和機(jī)旁操作臺(tái)這些設(shè)備裝在同一機(jī)架上面構(gòu)成機(jī)組。(見(jiàn)圖2-7)</p><p><b>　　圖2-7工作原理圖</b></p><p>　　由吸氣、壓縮、排氣3個(gè)過(guò)

49、程組成,螺桿壓縮機(jī)內(nèi)裝有一對(duì)轉(zhuǎn)子,主轉(zhuǎn)子為4個(gè)齒,從動(dòng)轉(zhuǎn)子為6個(gè)齒,兩個(gè)轉(zhuǎn)子裝入到機(jī)體內(nèi),由主動(dòng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)子相互嚙合而轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)體上開(kāi)設(shè)的吸氣口和排氣口位置,成對(duì)角線方向,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),一對(duì)相互嚙合的槽相通,轉(zhuǎn)子進(jìn)入吸氣狀態(tài),吸氣完成,齒槽進(jìn)入封閉狀態(tài)"當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),一對(duì)相互嚙合的齒槽容積逐漸減小,使壓力升高形成了壓縮過(guò)程,當(dāng)壓縮機(jī)的齒槽與排氣口相通時(shí),壓縮機(jī)開(kāi)始進(jìn)入排氣狀態(tài)直到排氣完成為止,這樣往復(fù)循環(huán),螺桿制冷壓縮機(jī)

50、完成了吸氣、壓縮、排氣工作過(guò)程。</p><p><b>　　2.油分離器</b></p><p>　　采用壓差供油的壓縮機(jī)壓差供油的螺桿壓縮機(jī)作為低壓級(jí)使用時(shí),由于壓縮機(jī)的高低壓壓差較小,其啟動(dòng)油泵不會(huì)停止運(yùn)行,向壓縮機(jī)供油的油量較小,故其排氣溫度較高。</p><p>　　油分離器設(shè)有板式液面計(jì)，安全閥和排氣止回閥，板式液面計(jì)用以指示實(shí)際油

51、面，壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油位應(yīng)處于板式液位計(jì)的2/3以上。安全閥對(duì)壓縮機(jī)和油分離器起安全保護(hù)作用，當(dāng)油分離器內(nèi)壓力高于1.81Mpa時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，以泄出過(guò)高的壓力。排氣止回閥是一種蝶形閥，止回閥使高壓排氣可以順利進(jìn)入冷凝器，而當(dāng)壓縮機(jī)停機(jī)期間，冷凝器內(nèi)高壓氣體不會(huì)立即進(jìn)入油分離器。</p><p><b>　　3.油冷卻器</b></p><p>　　油冷卻器是殼管式換熱

52、器，管程數(shù)為2。管程走下進(jìn)上出，殼程走油。從油分離器中分離出來(lái)的熱油，經(jīng)冷卻水冷卻后進(jìn)入油過(guò)濾器。</p><p><b>　　4.油粗過(guò)濾器</b></p><p>　　油粗過(guò)濾器由殼體，過(guò)濾網(wǎng)及進(jìn)出油管構(gòu)成，油從過(guò)濾網(wǎng)外面進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)，經(jīng)過(guò)濾后從網(wǎng)內(nèi)流出。過(guò)濾器殼體的上部設(shè)有DN20的截止閥，給機(jī)組初次加油時(shí)，可利用此閥。殼體下部設(shè)有螺塞，供清洗放油及放臟用。<

53、/p><p><b>　　5.油泵</b></p><p>　　(a)僅采用一臺(tái)油泵,強(qiáng)制供油；</p><p>　　(b)較普通雙級(jí)壓縮系統(tǒng)減少了一套油冷卻器、油泵等設(shè)備,故障點(diǎn)減少,可靠性提高；</p><p>　　(c)由于油冷卻負(fù)荷較高,一般采用熱虹吸油油泵主要參數(shù)</p><p><b

54、>　　油量20m3/h；</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速960r/min；</p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率5.5KW；</p><p>　　進(jìn)出口直徑DN80；</p><p><b>　　6．吸氣過(guò)濾器</b></p><p>　　由系統(tǒng)進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑氣體，先經(jīng)過(guò)吸氣過(guò)濾

55、器由殼體、過(guò)濾網(wǎng)組成、吸氣過(guò)濾器上設(shè)有帶金屬保護(hù)套溫度計(jì)，用來(lái)指示吸氣溫度，同時(shí)設(shè)有DN20、DN4的直角式截止閥各一個(gè)，前者可用來(lái)在運(yùn)轉(zhuǎn)中加油，后者連接吸氣壓力表，指示吸氣壓力。</p><p>　　7.KA25系列壓縮機(jī)組的性能曲線（表2-2）</p><p><b>　　表2-2性能曲線表</b></p><p>　　2.4 PLC可編程

56、控制器</p><p>　　2.4.1 PLC的介紹</p><p><b>　　1.PLC簡(jiǎn)介</b></p><p>　?。ㄒ唬㏄LC的定義：PLC是一數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入和輸出，控制各種機(jī)

57、械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2.應(yīng)用</b></p><p>　　強(qiáng)調(diào)的是可編控制器直接用于工業(yè)環(huán)境，它須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。其應(yīng)用范圍通?？煞譃槲宸N類(lèi)型：</p><p>　　1）順序控制：這是PLC最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)

58、域，它取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制。</p><p>　　2）運(yùn)動(dòng)控制：提供拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。</p><p>　　3）過(guò)程控制：能控制大量的物理參數(shù)如溫度、壓力、速度和流量。</p><p>　　4）數(shù)據(jù)處理：將PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制設(shè)備緊密結(jié)合。</p><p><b

59、>　　5）通信</b></p><p><b>　　3. PLC的分類(lèi)</b></p><p>　　追溯PLC的發(fā)展歷史可以看到，世界上200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品大體可以按地域分成三個(gè)流派:一個(gè)流派是美國(guó)產(chǎn)品，一個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品，還有一個(gè)流派是日本產(chǎn)品。同一地域的產(chǎn)品相互借鑒比較多，相互影響比較大，技術(shù)滲透得比較深，面臨的主要市場(chǎng)

60、相同，用戶要求接近，這一切就使得同一地域的PLC產(chǎn)品表現(xiàn)出比較多的相似性。按I/0點(diǎn)數(shù)，PLC可分為微、小、中、大、巨型多種PLC:</p><p>　　表2-3 PLC點(diǎn)數(shù)種類(lèi)</p><p><b>　　4.PLC的發(fā)展</b></p><p>　　PLC在國(guó)際市場(chǎng)上已成為倍受歡迎的暢銷(xiāo)產(chǎn)品，用PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為世界潮流。當(dāng)前PL

61、C已廣泛用于機(jī)械、汽車(chē)、電力、冶金、石油、化工、交通、運(yùn)輸、輕工、紡織、建材、采礦等領(lǐng)域，取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。它的技術(shù)發(fā)展：</p><p>　　1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展</p><p>　　2）PLC向過(guò)程控制滲透與發(fā)展</p><p>　　3）PLC加強(qiáng)了通信功能</p><p>　　4）新器件和模塊不斷推出</p>

62、;<p>　　5）編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化</p><p><b>　　6）發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)</b></p><p>　　7）追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化</p><p>　　5. PLC的基本結(jié)構(gòu) </p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為整體式、模塊式(組合式)和混合式三種。

63、 （1）整體式結(jié)構(gòu)</p><p>　　早期的PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。采用整體式結(jié)構(gòu)的PLC將CPU模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊和通信接口模塊等基本模塊緊湊地封裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體。微型、小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。整體式結(jié)構(gòu)適用于控制比較集中的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。</p><p><b>　?。?）模塊式結(jié)構(gòu)</b></p><

64、p>　　在模塊式PLC結(jié)構(gòu)中，按PLC的各個(gè)組成部分將PLC劃分為不同的模塊，并</p><p>　　將這些模塊獨(dú)立地進(jìn)行物理封裝。劃分的模塊一般包括CPU模塊、輸入模塊、輸</p><p>　　出模塊、電源模塊和各種功能模塊。各個(gè)模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸是統(tǒng)一的，</p><p>　　安裝時(shí)將這些模塊插在框架上或基板上即可，它們由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行尋址連接，插&

65、lt;/p><p>　　入什么模塊可根據(jù)需要進(jìn)行配置。大、中型PLC多采用模塊式結(jié)構(gòu)形式。模塊式</p><p>　　結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的分布式控制。</p><p>　　（3）Ire合式結(jié)構(gòu)</p><p>　　混合式PLC由PLC主機(jī)和擴(kuò)展模塊組成。其中，PLC主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器、通信電路、基本輸入/輸出電路、電源等基本模塊組成，相當(dāng)

66、于一個(gè)整體式PLC,可以單獨(dú)完成控制功能。PLC主機(jī)幾乎是任何一個(gè)控制系統(tǒng)所需要的最小組成單元，封裝在一起是合理的，而擴(kuò)展模塊可以是輸入/輸出模塊、模擬量模塊、位置控制模塊、PID模塊、聯(lián)網(wǎng)控制模塊等智能模塊。模塊之間的連接:它們之間通過(guò)總線進(jìn)行連接，由主模塊統(tǒng)一管理。</p><p>　　混合式PLC集中了整體式和模塊式的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)充性能良好，模塊豐富，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用范圍，改善了控制性能，所以混合式PLC得到

67、了迅猛的發(fā)展。它能夠適用于各種復(fù)雜、惡劣的分布或集中環(huán)境。</p><p>　　6.PLC與繼電器控制的主要區(qū)別是：</p><p><b>　　組成部件不同</b></p><p>　　繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖由許多“軟繼電器”組成,避免了硬繼電器易磨損的現(xiàn)象。</p><p><b&g

68、t;　　接點(diǎn)數(shù)量不同</b></p><p>　　硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，而“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)。</p><p><b>　　實(shí)施控制的方法不同</b></p><p>　　繼電器控制線路中實(shí)現(xiàn)某種控制需通過(guò)各繼電器之間硬接線解決，其功能包含在固定線路中，不靈活；PLC控制通過(guò)梯形圖解決，則靈活多變。</p>

69、<p><b>　　工作方式不同</b></p><p>　　繼電器控制線路中，當(dāng)電源接通時(shí)，線路中各繼電器都處于受制狀態(tài)，即功能相同的繼電器同時(shí)動(dòng)作，而梯形圖的控制線路中，各軟繼電器處于周期性掃描接通中，各繼電器的動(dòng)作次序決定于程序順序。</p><p>　　相比之下，PLC具有體積小、功耗低；無(wú)觸點(diǎn)、速度快、壽命長(zhǎng)；有無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)，常閉接點(diǎn)供程序使用，不

70、必考慮接點(diǎn)的容量4.PLC的機(jī)型選擇。</p><p>　　2.4.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　使用PLC可以構(gòu)成多種形式的控制系統(tǒng)，下面介紹幾種常用的PLC控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.單機(jī)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　單機(jī)控制系統(tǒng)是較普通的一種PLC控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)使用一臺(tái)

71、PLC控制一個(gè)對(duì)象，控制系統(tǒng)要求的I/0點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量比較小，沒(méi)有PLC的通信問(wèn)題，采樣條件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較集中，控制系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)單明了。在單機(jī)控制系統(tǒng)中由于控制對(duì)象比較確定，因此系統(tǒng)要完成的功能一般較明確，I/0點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量等參數(shù)的裕量適中即可。</p><p><b>　　2.集中控制系統(tǒng)</b></p><p>　　集中控制系統(tǒng)用一臺(tái)功能強(qiáng)大的PLC監(jiān)視、控

72、制多個(gè)設(shè)備，形成中央集中式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。其中，各個(gè)設(shè)各之間的聯(lián)絡(luò)、連鎖關(guān)系、運(yùn)行順序等統(tǒng)一由中央PIC來(lái)完成，如圖2-8所示。</p><p><b>　　圖2-8控制系統(tǒng)圖</b></p><p>　　顯然，集中控制系統(tǒng)比單機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)得多。但是當(dāng)某一個(gè)控制對(duì)象的控制程序需要改變時(shí)，必須停止運(yùn)行中央PLC，其他的控制對(duì)象也必須停止運(yùn)行。當(dāng)各控制對(duì)象的地理位置距

73、集中控制系統(tǒng)比較遠(yuǎn)時(shí)，需要大量的電纜線，造成系統(tǒng)成本的增加。為了適應(yīng)控制系統(tǒng)的改變，采用集中控制系統(tǒng)時(shí)，必須注意選擇工/0點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量時(shí)要留有足夠的裕量，以便滿足增加控制對(duì)象的要求。</p><p><b>　　3.分散控制系統(tǒng)</b></p><p>　　分散控制系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2-9所示，每一個(gè)控制對(duì)象設(shè)置一臺(tái)PLC，各臺(tái)PLC之間可通過(guò)信號(hào)傳遞進(jìn)行內(nèi)部連鎖、響

74、應(yīng)或發(fā)令等，或者由上位機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行通信。</p><p>　　圖2-9分散控制系統(tǒng)圖</p><p>　　分散控制系統(tǒng)常用于多臺(tái)機(jī)械生產(chǎn)線的控制，各生產(chǎn)線之間有數(shù)據(jù)連接。由于各控制對(duì)象都由自己的PLC進(jìn)行控制，當(dāng)某一臺(tái)PLC停止運(yùn)行時(shí)，不需要停運(yùn)其他的PLC 。</p><p>　　隨著PLC性能的不斷提高，由PLC擔(dān)當(dāng)?shù)讓涌刂迫蝿?wù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，PLC與

75、過(guò)程控制相結(jié)合的分散控制系統(tǒng)將是計(jì)算機(jī)控制的重要發(fā)展方向。</p><p>　　與集中控制系統(tǒng)相比，分散控制系統(tǒng)的可靠性大為加強(qiáng)。具有相同I/0點(diǎn)數(shù)時(shí)，雖然分散控制系統(tǒng)中多用了一臺(tái)或兒臺(tái)PLC，導(dǎo)致價(jià)格偏高，但從維護(hù)、試運(yùn)轉(zhuǎn)或增設(shè)控制對(duì)象等方面看，其靈活性要大得多，總的成木核算是合理的。</p><p>　　1.具體步驟 </p><p>　　根據(jù)工藝過(guò)

76、程的特點(diǎn)和控制要求,首先確定各個(gè)輸入、輸出點(diǎn)的先后次序和邏輯關(guān)系,然后運(yùn)用邏輯運(yùn)算的各種基本規(guī)律,寫(xiě)出PLC各輸入、輸出點(diǎn)的邏輯關(guān)系,再由邏輯關(guān)系化為梯行圖。程序設(shè)計(jì)時(shí),除使用PLC內(nèi)部輸入繼電器和輸出繼電器外,還要充分利用其內(nèi)部定時(shí)器(T)、計(jì)時(shí)器(C)、輔助繼電器(M)等各種功能模塊。根據(jù)梯形圖寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系語(yǔ)句,每條語(yǔ)句包括地址碼、指令(助記符)和定義號(hào),再利用編程器逐條寫(xiě)入PLC,也可利用專(zhuān)用編程軟件在計(jì)算機(jī)上編好梯形圖,直

77、接將程序傳至PLC。本控制系統(tǒng)的程序充分利用了PLC的內(nèi)部繼電器和定時(shí)器,實(shí)現(xiàn)延時(shí)、軟件濾波和聯(lián)鎖的功能。程序調(diào)試時(shí),首先將程序輸入編程器,經(jīng)過(guò)程序檢驗(yàn)改正編程語(yǔ)法和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,再逐條搜索與設(shè)計(jì)程序核對(duì)無(wú)誤后傳入CPU模塊的RAM存儲(chǔ)器中,然后可利用PLC的輸入、輸出點(diǎn)都帶LED指示燈的特點(diǎn),在輸入模塊上按控制要求的邏輯關(guān)系逐一輸入模擬信號(hào),觀察PLC的輸出指示是否按控制要求變載調(diào)試。只有以上調(diào)試全部通過(guò)后,PLC才可真正投入運(yùn)行,并同時(shí)

78、作好程序的備份工作。</p><p><b>　　2.內(nèi)存估計(jì)</b></p><p>　　內(nèi)存利用率：把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語(yǔ)言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱(chēng)為內(nèi)存利用率。</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)：它是計(jì)算所需內(nèi)存儲(chǔ)容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出的比為6：4，其經(jīng)驗(yàn)公式為：</p&

79、gt;<p>　　所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量（輸入和輸出）總點(diǎn)數(shù)×10</p><p>　　模擬量輸入和輸出總點(diǎn)數(shù)，其一般情況下的經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　只有模擬量輸入時(shí)：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)×100</p><p>　　模擬量輸入輸出同時(shí)存在時(shí)：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)×200</p><p>　　

80、這些經(jīng)驗(yàn)公式的算法是在10點(diǎn)模擬量左右，當(dāng)點(diǎn)數(shù)小于10時(shí)，內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大，點(diǎn)數(shù)多時(shí)，可適當(dāng)減小。</p><p><b>　　程序編寫(xiě)質(zhì)量</b></p><p>　　綜上所述，推薦下面的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：</p><p>　　總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=（開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)）×10+模擬量點(diǎn)數(shù)×150。然后按計(jì)算存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)的2

81、5%考慮裕量。</p><p>　　2.5 PLC在冷凍冰機(jī)工藝過(guò)程中的應(yīng)用 </p><p>　　1.螺桿冰機(jī)工藝流程的工藝指標(biāo)要求：</p><p>　　1)進(jìn)口壓力：≤0.30Mpa；</p><p>　　2)出口壓力：≤1.57Mpa（聯(lián)鎖：1.7Mpa報(bào)警，1.8Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　

82、　3)吸氣溫度：-10—20℃；</p><p>　　4)排氣溫度：<100℃（100℃報(bào)警）；</p><p>　　5)噴油壓力與排氣壓差：主機(jī)起動(dòng)前：≥0.4Mpa 正常運(yùn)行：0.16—0.3Mpa（正常運(yùn)行聯(lián)鎖：0.16Mpa報(bào)警，0.14Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　6)噴油溫度：25—60℃（聯(lián)鎖：60℃報(bào)警，65℃主機(jī)跳車(chē)）；<

83、/p><p>　　7)油精過(guò)濾器壓差：≤0.07Mpa （聯(lián)鎖：0.07Mpa報(bào)警，0.09 Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　8)稀油站供油壓力：≥0.06Mpa（聯(lián)鎖：0.05Mpa報(bào)警，0.04 Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　9)稀油站油箱油位：≥2/3液位計(jì)；</p><p>　　10)稀油站油溫：≤50℃；</p

84、><p>　　11)軸承溫度：≤65℃聯(lián)鎖：65℃Mpa報(bào)警，70℃ Mpa主機(jī)跳車(chē)）；</p><p>　　12)主機(jī)電流：≤53.6A；</p><p>　　13)馬達(dá)軸瓦溫度：≤65℃；</p><p>　　14)電機(jī)定子溫度：≤100℃；</p><p>　　15)油分離器油位：1/2—3/4液位計(jì)；</p&

85、gt;<p>　　16)冷凝器壓力：≤1.57Mpa；</p><p>　　17)收集器壓力≤1.57Mpa；</p><p>　　18)進(jìn)口氣氨分離器液位≤10%液位計(jì)；</p><p>　　根據(jù)上述工藝指標(biāo)要求，結(jié)合PLC編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改，維護(hù)方便，可靠性高于繼電器控制柜，體積小于繼電器控制柜，在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)等特點(diǎn)，采用以PLC

86、為控制手段的電氣系統(tǒng)，具體控制過(guò)程詳見(jiàn)圖冰機(jī)輔機(jī)原理圖、冰機(jī)控制保護(hù)原理圖。</p><p><b>　　2.PLC控制方案</b></p><p>　　根據(jù)工藝提出的條件及控制要求，具體設(shè)計(jì)思路如下：</p><p>　　可采用模糊控制，模糊控制屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的一種形式。因此，模糊控制系統(tǒng)的組成成類(lèi)同于一般的數(shù)字控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2

87、-10所示，基本結(jié)構(gòu)圖為2-11</p><p>　　圖2-10系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-11基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　模糊控制系統(tǒng)一般可分為四個(gè)組成部分:</p><p>　　1)模糊控制器:實(shí)際上是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，既可選用系統(tǒng)機(jī)，又可單片機(jī)或單扳機(jī)。</p><p>　　2)輸

88、入/輸出接口裝置:模糊控制器通過(guò)輸入/輸出接口從被控對(duì)象獲得數(shù)字信號(hào)量，并將模糊控制器決策的輸出數(shù)字量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換，送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制被控對(duì)象。在Il0接口裝置中，還包括電平轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　3)廣義對(duì)象:包括被控對(duì)象及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，被控對(duì)象可以是線性或非線性，定?；驎r(shí)變的，也可以是單變量或多變量的，有時(shí)滯或無(wú)時(shí)滯的以及有強(qiáng)干擾的多種情況。</p><p>　　4)傳感變送器:傳感

89、變送器是將被控對(duì)象或各種過(guò)程的被控制量檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)(模擬或數(shù)字的)的一類(lèi)裝置。被控制量往往是非電量，如溫度、壓力、流量、濃度、濕度等。傳感變送器的精度往往直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的精度，因此，在選擇傳感變送器時(shí)，應(yīng)注意選擇精度高且穩(wěn)定性好的傳感變送器。</p><p>　　模糊控制器一般采用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，所以它具有下列三個(gè)功能:</p><p>　　（1）把系統(tǒng)的偏差從數(shù)字量轉(zhuǎn)化為

90、模糊量;</p><p>　?。?）對(duì)模糊量進(jìn)行一定的模糊推理;</p><p>　　（3）把推理的結(jié)果從模糊量轉(zhuǎn)化為可用的實(shí)際控制的數(shù)字量;</p><p>　　1．螺桿冰機(jī)有的高低一臺(tái)循環(huán)油泵，運(yùn)行時(shí)，油壓通過(guò)副限閥來(lái)調(diào)節(jié)。二臺(tái)稀油泵，油壓低時(shí)，二臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)；油壓正常時(shí)，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用并可自動(dòng)切換。油壓差超低延時(shí)6S跳車(chē)。工藝上排氣溫度高，油溫度高，北軸承溫

91、度高，南軸承溫度高，排氣壓力高，油精濾器壓差高，都引起跳車(chē)。工藝上稀油站油壓低，油氣壓差低，直流電源，循環(huán)油泵過(guò)載，1#、2#稀油泵過(guò)載不跳車(chē)，而只發(fā)信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)上述功能，中間繼電器數(shù)十只，而且接線非常復(fù)雜，檢修極其困難，可靠性差，采用PLC后相當(dāng)簡(jiǎn)單。</p><p>　　PLC控制原理：見(jiàn)冰機(jī)輔機(jī)控制原理圖，主程序框如圖2-12</p><p>　　圖2-12 PLC控制原理圖<

92、/p><p><b>　　要點(diǎn)說(shuō)明如下：</b></p><p>　　#1稀油泵運(yùn)行則油泵手動(dòng)/自動(dòng)切換放置開(kāi)1#備2#位置，2#稀油泵運(yùn)行則油泵手動(dòng)/自動(dòng)切換放置開(kāi)2#備1#位置。</p><p>　　J時(shí)間繼電器的設(shè)置作用在于：當(dāng)控制電源故障，所有保護(hù)失去，則時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作以跳車(chē)，之所以延時(shí)為了躲過(guò)電壓波動(dòng)。</p><

93、p>　　據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)及電源，選用三菱微型可編程控制器FX2N—60MR，基本單元輸入36個(gè)、輸出點(diǎn)24個(gè)。輸出接點(diǎn)容量80VA（AC240V），足夠可帶動(dòng)容量小的接觸。</p><p>　　3.梯形圖：主要梯形圖如圖見(jiàn)冰機(jī)PLC梯形圖所示</p><p><b>　　要點(diǎn)說(shuō)明如下：</b></p><p>　　a）手動(dòng)回路與自動(dòng)回路并聯(lián)

94、，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換，使手動(dòng)與自動(dòng)相互獨(dú)立。</p><p>　　b）報(bào)警回路采用輔助繼電器（M）以便于對(duì)電鈴的解除。平時(shí)M繼電器不受電，按解除按鈕后，才受電，解除電鈴。而指示燈依然保持。</p><p>　　d）Y3為所有電氣及工藝跳車(chē)連鎖的出口輸出。其連接到6KV高壓開(kāi)關(guān)保護(hù)回路的跳車(chē)支路上。</p><p>　　e)Y0為所有電氣及工藝開(kāi)車(chē)條件具備的出口輸出。其

95、連接到6KV高壓開(kāi)關(guān)控制回路的開(kāi)車(chē)支路上。</p><p><b>　　3.PLC選型</b></p><p>　　通過(guò)比較，我們選用三菱微型可編程控制器的FXON系列。FXON系列是將眾多功能凝聚在超小型機(jī)殼內(nèi)的微型可編程控制器。</p><p>　　與F1/F2系列相比，安裝面積只有F1/F2系列的41%，體積只有37%，并在控制器內(nèi)備有模

96、擬電位器與RUN/STOP開(kāi)關(guān)等方便功能。通過(guò)擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊與基本的連接，可自由地選擇使用輸入輸出點(diǎn)數(shù)。FXON系列繼承了原有系列的固定搭配和靈活性。</p><p><b>　　技術(shù)規(guī)格：</b></p><p><b>　　表2-4技術(shù)規(guī)格</b></p><p><b>　　輸入性能指標(biāo)</b&g

97、t;</p><p>　　表2-5輸入性能指標(biāo)</p><p><b>　　繼電器輸出性能指標(biāo)</b></p><p>　　表2-6繼電器輸出性能指標(biāo)</p><p><b>　　高級(jí)性能指標(biāo)</b></p><p>　　表2-7高級(jí)性能指標(biāo)</p><p

98、>　　第三章 系統(tǒng)的調(diào)試使其滿足設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　3.1安裝與調(diào)試</b></p><p>　　1.機(jī)組和油分離器的安裝</p><p>　　JZ3KA25螺桿制冷壓縮機(jī)組除啟動(dòng)柜之外，均安裝在一個(gè)公共底架上，安裝時(shí)，整體吊裝到機(jī)組基礎(chǔ)上，找正找平之后擰緊地腳螺栓。機(jī)組在吊裝之前應(yīng)核對(duì)基礎(chǔ)予留孔與到貨機(jī)組地腳螺栓位置

99、是否相符合。如遇到不符合的情況應(yīng)按到貨機(jī)組地腳螺栓實(shí)際位置改造基礎(chǔ)。</p><p>　　機(jī)組的油分離器可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況安裝在機(jī)組的附近，以便于聯(lián)接排氣管道、油的管道。為確保機(jī)組油冷卻器有適當(dāng)?shù)挠臀?。油分離器基礎(chǔ)應(yīng)比機(jī)組基礎(chǔ)高，標(biāo)準(zhǔn)工況高400毫米，空調(diào)工況高100毫米。機(jī)組安裝之后，應(yīng)校對(duì)電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)的同軸度。其徑向偏移不應(yīng)大于0.075毫米，端面傾斜不應(yīng)大于0.5/1000。</p><

100、;p><b>　　2. 管路連接</b></p><p>　　所需的吸氣、排氣及油管路等按所需的長(zhǎng)度準(zhǔn)備好，內(nèi)部的氧化皮等應(yīng)徹底清理干凈；準(zhǔn)備好必要的管道支架、管道安裝以前，應(yīng)檢查壓縮機(jī)進(jìn)出口，保證沒(méi)有臟物。</p><p>　　連接吸氣、排氣系統(tǒng)及油系統(tǒng)管路，不可強(qiáng)制連接，以免造成連接件的變形和機(jī)器與電動(dòng)機(jī)中心的偏移。管道應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹危悦夤艿赖闹亓考釉趬?/p>

101、縮機(jī)殼體上。</p><p>　　在系統(tǒng)試壓和真空試驗(yàn)后，吸氣管路包扎絕熱層，吸、排氣管路涂上代表壓力范圍的顏色，將各管路緊固在管路支架或吊架上。</p><p><b>　　3.2.開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備</b></p><p><b>　　1、制冷系統(tǒng)</b></p><p>　　開(kāi)車(chē)前系統(tǒng)必須按有關(guān)規(guī)定進(jìn)

102、行系統(tǒng)排污，達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)臟物、無(wú)雜物，并經(jīng)系統(tǒng)試漏、試壓合格，充入適量的、合乎質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制冷劑。</p><p><b>　　2.機(jī)組</b></p><p>　　開(kāi)車(chē)前拆開(kāi)聯(lián)軸器，檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求，之后聯(lián)接并重新檢查聯(lián)軸器的同軸度，必要時(shí)進(jìn)行重新校正。</p><p><b>　　3.水路系統(tǒng)</b><

103、/p><p>　　開(kāi)車(chē)前水陸系統(tǒng)必須安裝完備，隨時(shí)都可以向冷凝器，油冷卻器供水。</p><p><b>　　4.電氣系統(tǒng)</b></p><p>　　開(kāi)車(chē)前應(yīng)按有關(guān)控制系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)檢查電氣系統(tǒng)工作，應(yīng)正常。</p><p><b>　　5. 油溫</b></p><p>　　

104、開(kāi)車(chē)前應(yīng)向油路系統(tǒng)中加足夠的合乎要求的潤(rùn)滑油，油溫應(yīng)高于25℃。</p><p><b>　　3.3試車(chē)過(guò)程</b></p><p><b>　　1.單機(jī)試車(chē)程序</b></p><p>　　1）脫開(kāi)油分離器出口伐法蘭，卸下油分出口角伐，脫開(kāi)口伐前法蘭，并用5目的鋼絲網(wǎng)擋住進(jìn)口法蘭口（螺栓固定好）；檢查壓縮機(jī)排氣口油分之間

105、管路上所有伐門(mén)是否處于開(kāi)啟狀態(tài)。</p><p>　　2）打開(kāi)供水系統(tǒng)，使水路循環(huán)。</p><p>　　3）啟動(dòng)油泵，將能量減載至40%位置。</p><p>　　4）切斷壓縮機(jī)電源，手動(dòng)盤(pán)車(chē)10周以上（注意手動(dòng)輕易轉(zhuǎn)動(dòng)屬正常），以確保機(jī)械密封端面潤(rùn)滑足夠。油泵應(yīng)運(yùn)行半小時(shí)以上，確認(rèn)無(wú)異常噪音、發(fā)熱等現(xiàn)象。</p><p>　　5）在確認(rèn)供

106、油油壓比排氣壓力高0.3MPa，并開(kāi)啟稀油站向高位油箱注滿油和確認(rèn)電機(jī)軸承供油壓力大于0.1MPa后，冰機(jī)主機(jī)通電，并作點(diǎn)動(dòng)。當(dāng)再次確認(rèn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確后，啟動(dòng)主機(jī)。</p><p>　　6）觀察并檢查壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。檢查內(nèi)容包括泄漏，不正常發(fā)熱現(xiàn)象及是否有異常噪音，壓差是否小于0.1MPa等。</p><p>　　7）將能量調(diào)節(jié)分四次加載至100%，即每次加載15%，每次加載并定位后

107、要連續(xù)運(yùn)行30分鐘，方可進(jìn)行第二次加載。每次加載都應(yīng)按第6條進(jìn)行檢查。</p><p>　　8）將能量調(diào)節(jié)閥撥向減載位置。當(dāng)指針顯示為40%時(shí)停下主機(jī)。關(guān)閉吸氣截止閥。</p><p>　　9）壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘后停下油泵。</p><p>　　10）供水系統(tǒng)視使用情況確定開(kāi)停狀態(tài)。</p><p>　　11）切斷機(jī)組電源，交付化工生產(chǎn)試

108、車(chē)。</p><p><b>　　2.壓縮比的調(diào)節(jié)</b></p><p>　　首先由工藝提供的相關(guān)參數(shù)計(jì)算外壓比（=排氣壓力（表）+1.03/吸氣壓力（表）+1.03）觀察滿載位置指針?biāo)甘緣毫Ρ葦?shù)值是否等于外壓力比，若不等，則將四通閥調(diào)至減載，然后卸下六角螺塞，旋緊調(diào)節(jié)螺絲桿（順時(shí)針?lè)胖脼閴毫Ρ葴p少，反之增加），調(diào)節(jié)完后，再次加載，再觀察兩者是否相等，若不等則再調(diào)

109、。具備條件后進(jìn)行試車(chē)，試車(chē)期間溫度、壓力、電機(jī)電流等數(shù)據(jù)均在正常范圍，制冷量初步判斷達(dá)到設(shè)計(jì)條件（數(shù)據(jù)見(jiàn)附表二）。</p><p>　　3.4存在問(wèn)題及改進(jìn)</p><p><b>　　一、波紋管換熱器</b></p><p>　　為滿足生產(chǎn)工藝對(duì)冷量的需求，氨冷凍工號(hào)廠原有AⅡK冰機(jī)三臺(tái)、BTD-ICC冰機(jī)兩臺(tái)，相應(yīng)配置換熱面積F=180 m

110、2的立置冷卻水溢流式列管冷凝器十臺(tái)。由于結(jié)構(gòu)陳舊、技術(shù)老化，該冷凝器夏季每臺(tái)耗水達(dá)150t/h以上。由于冷凝效率低，冷凍工號(hào)成了氨廠的耗水重點(diǎn)崗位之一。同時(shí)由于冷凝效果差，造成冰機(jī)排氣壓力提高，使冰機(jī)用電量大副上升，甚至頻繁采取排氣操作，也直接影響后續(xù)加工工號(hào)的操作和消耗。我們對(duì)原立置冷卻水溢流式列管冷凝器強(qiáng)化傳熱改造、石英沙流態(tài)化內(nèi)循環(huán)型立式列管冷凝器、板式換熱器以及管殼式換熱器使用不同的換熱管形式等冷凝器改造、選型方案，進(jìn)行分析。充

111、分考慮了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用方便可靠、運(yùn)行阻力小、換熱效率高以及氨廠水質(zhì)、供水水壓和安裝場(chǎng)地位置等因素，選擇了以波紋管為換熱管的管殼式冷凝器。冷凝器臥置，管道程為冷卻水，殼程為氨冷凝物質(zhì)。</p><p>　　投入生產(chǎn)后，測(cè)試的初步結(jié)果為：在相同的氣氨總管壓力下和工藝條件下，波紋管冷凝器（F=500 m2）的冷凝氣氨能力為原立置冷卻水溢流式列管冷凝器（F=180 m2）的五倍半，即現(xiàn)一臺(tái)波紋管冷凝器相當(dāng)于五臺(tái)半原立

112、置冷卻水溢流式列管冷凝器（這里包含了原冷凝器長(zhǎng)時(shí)間使用后結(jié)垢、管程泄漏堵管等因素）。自此，可基本停掉四臺(tái)立置冷卻水溢流式列管式冷凝器。由于波紋管冷凝器的用水量和一臺(tái)立式列管換熱器用水量一致（均為150T/h），因此節(jié)水效果非常明顯（可達(dá)360萬(wàn)噸/年以上）。同時(shí)冰機(jī)出口系統(tǒng)壓力穩(wěn)定并有下降，冰機(jī)電耗明顯降低。</p><p>　　附表1：R717工質(zhì)熱力性質(zhì)表</p><p>　　氨（NH

113、3）的熱力性質(zhì)</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]邵裕森，過(guò)程控制工程[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998</p><p>　　[2]王維，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[3]趙明，工廠電氣控制設(shè)備[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出

114、版社，2002</p><p>　　[4]王兆義，可編控制器[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[5]江輯光，電路原理[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[6]余憲耀，波紋管在氨、甲醇冷凝器的應(yīng)用[M]，巨化合成氨廠，1998</p><p>　　[7]KA25系列螺桿制冷壓縮機(jī)組使用說(shuō)明書(shū)[M

115、]，大連冷凍機(jī)股份有限公司，2000</p><p>　　[8]PLC三菱微型可編程控制器使用手冊(cè)[M]，日本三菱公司，2001</p><p>　　[9]胡壽松，自動(dòng)控制原理(第二版)[M]，國(guó)防工業(yè)出版社，1994</p><p>　　[10]季新寶，自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998</p><p>　　[11]于海生

116、，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]，清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[10]季新寶，自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998</p><p>　　[11]于海生，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]，清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[12]曹承志，微型計(jì)算機(jī)控制新技術(shù)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[

117、13]何克忠，李偉，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M]，清華大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[14]李人厚，智能控制理論和方法[M]，西安電子科技大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[15]李士勇，模糊控制、神經(jīng)控制和智能控制論[M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996</p><p>　　[16]劉增良，模糊技術(shù)與應(yīng)用選編(3)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，199

118、8</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于到達(dá)尾聲了，在此感謝學(xué)校。感謝學(xué)校提供我們這次做設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。也感謝學(xué)校給我們提供豐富的資源。在這兩個(gè)月中的設(shè)計(jì)我們遇到了很多設(shè)計(jì)上的難題和瓶頸 為此我們都非常的努力利用學(xué)校的有效的資源來(lái)解決我們無(wú)法解決的問(wèn)題。特別是在設(shè)計(jì)的初期。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)一無(wú)所知我們根本無(wú)從下手。是我們的趙