摘要：冷库的制冷是依靠压缩机使制冷剂（如氟里昂）经过蒸发和冷凝的封闭循环来实现的。冷库的制冷系统主要指冷库机组，它是冷库的核心，保证冷库库房内的冷源供应。冷库的继电器控制系统由于故障率高、控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已逐渐被淘汰。可编程控制器（PLC）是以计算机为核心的通用自动控制装置，它具有功能强大、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小等优点，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
关键词：自动化控制；冷库；PLC；
随着我国制冷空调业的不断发展和自控元器件的越来越成熟，自动化冷库的建设规模也越来越大。制冷系统的自动控制已成为提高制冷品质的最有效手段之一。采用自动控制可以保证库温稳定，避免不必要的低温，并可保证食品在贮藏期间质量稳定，减缓食品表面水分的蒸发，带来劳动条件的改善和生产效率的提高。此外，采用自动控制还可以使冷库制冷系统运行中的温度、压力、液位等状态参数保持在要求的范围内，保证系统安全高效运行。
一、自动化冷库的主要特点和优势
冷库自动化往往需要通过先进的制冷设备、合适的系统匹配、灵活的应变措施和严格的运行管理得以实现。在优化制冷工艺设计的基础上，熟悉节能需要、结合项目特点，运用其专业知识，设计出完整和优化的冷库节能自动控制方案。通过上位机+PLC控制、变频控制、电动阀调节、控制点改造等一系列措施，实现冷库的节能改造以及智能化控制，减少非正常原因造成的储物质量损失，运行成本可以减少15%至30%以上，一般大中型冷库节能改造，按综合效益计算，一到二年内就可收回投资成本，具有很高的节能投资性价比。系统具有多点温度参数的库房温度调节、变蒸发温度调节、变流量调节、加设超限控制、自动除霜、循环水温度闭环控制以及冷库工艺操作需求的各种功能。
二、自动化冷库的设计要点
1.整体设计要点分析。在设计自动化冷库时，首先是规划，开始规划时一般要先从客户端取得相关数据与参数，如用地、库存量、储存温度、入库温度、出入库的频率等；其次，再与客户进行更深入的交流，如库板与制冷系统选型、出入库方式等；最后得到最终的技术方案。自动化冷库的建设过程也必须严格管控，从地板的施工、库板断热处理到冷冻库门的安装，都有相当高的技术含量，如果施工管控不良，会导致后续使用上问题不断，能源损耗严重，可能会使一座20---30年左右的冷库在5年左右就报废。自动化冷库的土建工程，尤其是配备有轨巷道、堆垛机、高层货架的自动化立体仓库，库面地基要防湿、防冻、地面要设保温层外，地基还需具备足够的承载能力，同时还须根据库内设施位置确定排水通道。库内设施在结构上需要注意构建温度应力的预防与消除，防止设施结构的“冷桥”效应，穿堂的合理配置，在库内构件与库体连接部位，电缆的出入通道，应当连续而均匀的覆盖保温材料，否则在实际的设计与施工中造成“短路”，形成“冷桥”会造成冷凝现象，构件表面形成水滴，会影响建筑中设备以及产品的安全，并导致金属表面腐蚀，影响建筑物的正常使用。
2.冷库结构设计分析。自动化冷库，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出货物的设备。它由多列货架构成货位，用一台堆垛机将货物在水平左右、水平前后、垂直上下三个方向上移动，从而实现货物在不同货位上的存取操作。它以托盘为存储单位，用户可直接输入物料所在的托盘号，堆垛机根据用户指令在几台立体库单元间运动，将所需货物运至存储位或取料口。自动化冷库技术主要包括：冷库库容的设定、内部空间应用于设备的布局、制冷设备与库板的选用、地板的保温设计等。应用到的主要设备系统有堆垛机、输送机、冷库自动门、制冷机组、货架、仓储管理系统等。
3.PLC冷库自动化控制系统的设计分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工程制冷控制系统拟采用集散式计算机控制系统（DCS）的方案（采用分布式控制的策略，分散控制，集中管理），通过制冷机房控制室的监控计算机实现制冷系统的集中监控管理。基于PLC的Modbus控制系统是一种可靠灵活的监控方式，其协议简单规范，功能齐全，易于编程实现；通过Modbus通讯协议，使不同厂商生产的控制设备可以连接成工业网络。现代自动化冷库技术要求利用计算机技术及各种检测和控制元件，按照制冷工艺的要求，组成一个完善的控制系统。计算机通过操作人员设定的各种参数进行判断，使制冷系统按照预置的程序执行，并能实现自我保护。即通过计算机人机界面可以实现对本系统中所有设备进行实时监控，监测冷风机的运行、停止与故障状态，实现对温度、压力、液位等数据的集中数据管理、历史数据存储、计算机远动控制等中央管理调节功能。监控整个制冷系统的运行状态包含各动力设备（水泵、风机、冷媒泵、蒸发式冷凝器等）的运行状态，也可对其进行手动开停控制（通过鼠标操作实现、通过丰富的画面功能（包括系统流程图、设备图形、设备名称等），使设备直观明了，操作简单易行）；各容器的液位显示（冷媒贮液罐、循环桶、中间冷却器），可实现高低液位报警；发生故障时系统发出声光报警，通知操作人员及时进行处理。通过Modbus总线式通讯协议分别将一、二期压缩机、低压循环桶、冷间温度、风机运行状态联系到一起，使整个监控系统更加集中、全面。无论何种情况可以通过控制室的主控计算机监视各设备的运行状态及检测元件的实时数据。自动运行时，控制系统可以根据预置的程序和操作人员设定的参数自动开停各设备，并根据实际的负荷来控制压缩机及其它辅助设备的开停及开启台数，达到无人值守和系统节能的目的。
三、PLC控制在自动化冷库中的应用
与传统的继电器控制相比较，PLC功耗小，有很好的灵活性和扩展性。与单片机比较，PLC是针对工业现场的自动化而设计，编程简单，易于掌握。大型的冷库控制系统，除了PLC控制之外，还有人机界面辅助。人机界面的主要功能是显示制冷设备的运行参数、运行工况和动态流程图，还可以显示故障记录等。由PLC与人机界面组成的冷库控制系统，能够做到一键开机、一键关机。由于冷藏间，低温穿堂，冻结间、预冷间等不同房间的温度控制各有不同，各个单元即要独立运行调节控温又需协调联网及监控管理，因此由上位计算机、PLC、现场测控元件组成多级、开放、模块化、可扩展的高性价比冷库全自动控制解决方案，能确保制冷控制系统安全、可靠、高效、稳定、节能运行。事实上，PLC作为一种被广泛应用的控制器，具有更强的与工业控制元件相连接的接口，具有更直接地适应控制要求的编程语言。目前所应用的PLC的功能指令越来越大，能够实现许多复杂的控制算法，结合模拟量输入、输出扩展模块，在复杂的过程控制中应用越来越广泛。其中，将模糊控制技术和PLC现结合，对一些无法建立精确数学模型的、复杂的非线性控制系统具有较好的控制效果。因此，PLC控制在自动化冷库中具有很大的应用前景。
我国经济的发展，将自动化技术应用在冷库建设当中的优势越来越明显，同时也是未来的一个发展方向。另外，目前来说在冷库生产企业和科研工作者的共同努力下，冷库自动化技术已经初步成熟，但是同西方先进国家来说，我们还存在着一定的差距。在未来一定时期内，中国的冷库市场需求仍然是非常大的，并逐渐朝高端化、智能化方向发展，而将自动化技术应用于冷库建设控制，可以达到安全稳定、节能减排提升经济效益的目的，所以我们亟需从粗放的以追求数量型向精细化的追求产品质量型方向转变，不断提升冷库建设的技术含量，提高民族工业化水平。PLC在自动化冷库中越来越广泛的应用，使得冷库达到一个最佳的运行效果，并对节能、减轻劳动强度有着实际的意义，为实现无人值守冷库运营奠定了重要基础。
参考文献：
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[2]王敏.自动化冷库在中国：发展机遇与问题并存.2016.
[3]张伟. 自动化冷库制冷自控与节能降耗介绍[J].制冷与空调.2013（06）
[4]肖伦. 自动化冷库控制简介[J].制冷与空调.2013（06）
论文作者:曾献廷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签：冷库论文; 控制系统论文; 节能论文; 温度论文; 设备论文; 堆垛论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第24期论文;