多并联节能压缩机组控制系统毕业设计说明书.docx

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多并联节能压缩机组控制系统毕业设计说明书

摘要

随着人民生活水平的提高，物流和国内零售行业的快速发展，大、中型食品冷藏设施，在解决中转、生产、销售等环节的食品保鲜问题中，发挥着重要的作用；其核心的制冷压缩机组，也已经逐渐从：

单个大容量的制冷机到多台中、小容量制冷机一起运作到现在的大型多机组并联的发展过程。

多并联制冷压缩机组因为它高效节能、安全稳定、价钱不高等优点，成为目前制冷工程优先选用的系统，被越来越多的设计单位逐渐认可和接受;越来越多的低温配送中心，食品加工厂，冷冻设备和大型的冷库，开始使用并联压缩机制冷系统来替换原来的单台压缩机制冷系统。

并联压缩机系统是让多台压缩机并联连接在一起，然后安装在同一个机架上，共用一些部件，例如冷凝器、吸排气管和储液桶等。

自带的高性能中央处理器在其结构中一般是一个高性能PLC控制器或者是一台专用的并联机组控制器，在其控制下，测量并控制工作参数，优化并协调系统的运行，给制冷系统的主蒸发器或冷库中的冷风机组提供制冷剂。

本设计主要是介绍多并联节能压缩机组控制系统的背景，国内当前现状以及当前工艺流程，同时采用西门子PLC来设计控制流程，最后用触摸屏来监控动作过程。

关键词：

多并联节能压缩机组；西门子PLC；触摸屏

Abstract

Withtheimprovementofpeople'slivingstandards,logistics,andrapiddevelopmentofthedomesticretailindustry,largeandmedium-sizedfoodcoldstoragefacilities,foodpreservationissueisresolvedintransit,production,marketingandotheraspects,andplaysanimportantrole;itscorecompressionrefrigerationunit,hasalsobeenagradualshiftfrom:

asinglelarge-capacityrefrigeratortomoremediumandsmall-capacityrefrigeratorworktogethertopresentthedevelopmentoflarge-scalemulti-unitparallel.Morerefrigerationcompressorinparallelbecauseitenergyefficient,safeandstable,thepriceisnothighermerit,asthecurrentpreferredrefrigerationengineeringsystem,moreandmoredesignunitsgraduallyrecognizedandaccepted;moreandmorelowtemperaturedistributioncenters,foodprocessing,refrigerationequipmentandlargerefrigerator,startusingaparallelcompressorrefrigerationsystemtoreplacetheoriginalsinglecompressorrefrigerationsystem.Parallelcompressorsystemsallowmultiplecompressorsconnectedtogetherinparallel,andtheninstalledonthesamerack,sharesomecomponents,suchascondensers,intakeandexhaustpipeandreservoirbarrels.Built-inhigh-performancecentralprocessingunitinthestructureistypicallyahigh-performancePLCcontrolleroradedicatedunitcontrollerinparallel,underitscontrol,measurementandcontrolofoperatingparameters,optimizeandcoordinatetheoperationofthesystem,tothemainevaporatororcoldinthecoldunitcoolingsystemtoproviderefrigerant.

BackgroundThisdesignismoreenergy-efficientcompressorcontrolsysteminparallel,thedomesticaswellasthecurrentstatusofthecurrentprocess,whileusingtheSiemensPLCtodesigncontrolprocess,andfinallywithatouchscreentomonitorthecourseofaction.

Keywords:

Moreenergy-efficientcompressorsinparallel;SiemensPLC;touchscreen

第1章绪论

1.1课题背景

近几年来，随着国际制冷压缩机行业的迅速发展，全球压缩机组市场集中度逐渐提高，领先的压缩机生产企业通过行业整合不断提高竞争力，逐渐出现了以德国比泽尔和美国英格索兰等为代表的行业领先企业，占据优势市场地位。

与此同时，近几年我国制冷压缩机组行业也受下游需求带动而快速发展。

十一五期间，我国工业制冷各大领域内的制冷压缩机组成套设备国产化率不断提高，冷链物流以及家电等领域对制冷压缩机组的需求量也不断攀升，为中国制冷压缩机组的发展提供了巨大的商机。

2008-2010年装配有冷媒压缩机组的制冷系统市场需求，每年平均在500亿元左右，根据成本分析估算，冷媒压缩机组的市场需求在100亿元左右;装配有冷媒离心式压缩机组的制冷系统市场容量平均在190亿元左右，根据成本分析估算，冷媒离心式压缩机的市场容量约在60亿元左右。

在同一系统中采用多台压缩机并联来代替单台压缩机运行，在冷负荷发生动态变化时，并联压缩机组将通过PLC和各种传感器所组成的控制系统，通过给机组设定恒定值，使机组在设定的值内工作，通过设定值来启动关闭压缩机，最终起到节能的效果。

特别是是在制冷需求量比较大的地方，而且制冷不稳定的情况下，并联压缩机组的节能效果会明显的表现出来。

1.2课题现状

伴随我国十二五发展规划的提出，国内市场将给制冷压缩机组行业提供广阔的发展空间，同时也为制冷压缩机组行业加快提升产品品质、赶超世界水准提供了前所未有的机遇和挑战。

十二五期间我国冷链物流领域的总量需求比十五、十一五期间的需求总量进一步增加，加之工业制冷需求的快速增长以及家电市场的稳定需求作为保障。

预计十二五期间，我国制冷压缩机组市场规模将保持高于10%的速度快速增长。

目前，我国制冷压缩机企业众多，绝大多数从事中低端制冷压缩机的生产。

而生产螺旋式制冷压缩机的大部分企业的主要核心零部件双螺旋转子（占总成本25%以上）基本依赖进口。

正是由于国内大多数企业不具备核心技术，只能提供整机产品，从而很大程度上抑制了国内制冷压缩机行业的发展。

随着中国逐渐成为全球制造业中心，全球压缩机制造重心也逐渐向中国大陆转移，国际主要的压缩机生产企业纷纷进入中国市场。

上世纪八十年代开始，比泽尔、英格索兰和莱富康先后进入中国市场，英格索兰于1997年第一个在中国大陆设立生产基地;随后，阿特拉斯等公司也纷纷在国内投资建厂。

目前，全球主要的压缩机生产企业在中国均有生产基地。

国际主要的压缩机生产企业均十分重视在中国的发展，中国已经成为比泽尔全球重要市场之一。

国际主要压缩机生产企业进入中国加剧了我国制冷压缩机行业的市场竞争。

1.3课题内容

（1）第一章为绪论。

对课题进行简要的介绍，主要介绍多并联节能压缩机组控制系统的背景及现状。

（2）第二章为多并联节能压缩机组工艺的介绍。

详细介绍了多并联节能压缩机组控制系统的工艺流程。

（3）第三章为控制要求与方案比较。

先是介绍了本次设计的控制要求，然后对继电接触器控制系统、单片机控制系统与PLC控制系统的比较。

（4）第四章为硬件设计。

主要包括控制系统的硬件设计系统框图，硬件的选型，I/O地址分配表及PLC接线图。

（5）第五章为软件设计。

主要包括软件设计思想，编程理论基础，各程序块的流程图，梯形图及相应的解释。

（6）第六章为触摸屏设计。

包括触摸屏的选型、触摸屏制作过程和模拟测试。

（7）第七章为程序调试与仿真。

包括软件的确定、程序的调试。

（8）对本次设计的总结。

第2章多并联节能压缩机组控制系统工艺介绍

多并联压缩机组控制系统控制过程是通过控制三台压缩机，使三台压缩机按照设置好的程序来工作，当达到指定压力，压缩机就开始工作，可能一台工作，也可能一起工作，从而通过控制压力来分配压缩机工作，最终达到节能的效果。

2.1多并联节能压缩机组控制系统的结构介绍

多并联压缩机组控制系统由主回路机组控制系统、冷凝器控制系统、供液系统三大部分组成。

其结构如下图2-1所示：

图2-1多并联节能压缩机组控制系统的结构

其中，主回路控制系统中包括压缩机，接触器，热继电器，中间继电器，熔断器等组成。

冷凝器控制系统由蒸发冷水泵，蒸发冷风机组成，冷凝器控制系统是根据高压信号控制，当达到预设压力，风机和水泵才会运行。

供液系统主要反馈库房温度信号，温度信号也会反应在PLC控制系统中。

2.2多并联节能压缩机组控制系统的工艺流程

将多并联节能压缩机组控制系统分为三个部分：

主回路控制系统，启动风机和水泵、关闭风机和水泵，开启和关闭冷凝器三个部分。

如图2-2为工艺流程图，后面详细介绍了整个系统控制的内容。

图2-2多并联节能压缩机组控制系统工艺流程图

整个控制系统是以机组为核心的，机组发生动作其它才会跟着发生动作。

当运行机组前，首先判断压力，确定运行几台压缩机，这里有个设定值，当压力大于等于1.0bar时第一台压缩机开始工作，当压力大于等于1.2bar时第二台压缩机开始工作，当压力大于等于1.4bar时第三台压缩机开始工作。

当第一台压缩机已经运行，压力升高开启第二台压缩机时，第一台压缩机是不关闭的。

当机组运行后，这时冷凝系统和供液系统也会根据设定条件运行。

当压力大于等于14bar时水泵启动，当压力大于等于13bar时风机启动。

此时系统处于稳定运行状态，然后继续判断机组压力。

当压力小于等于11bar时风机停止，当压力小于等于12bar时水泵停止工作。

机组关闭也是有预定值设置的，当压力小于等于0.9bar时第三台压缩机停止工作，当压力小于等于0.7bar时第二台压缩机停止工作，当压力小于等于0.5bar时第一台压缩机停止工作。

当机组全部关闭也就意味着整个控制系统停止了。

2.3本章小结

本章主要介绍了控制系统的机构和控制系统的主要工作流程，让我们更深入的了解了这个多并联节能压缩机组控制系统。

通过了解这个控制系统的工作流程，我们知道这个控制机组的运行状态，为后面我们硬件选型做了很好的铺垫。

第3章控制要求及方