多并联节能压缩机组控制系统毕业设计说明书(编辑修改稿)

多并联节能压缩机组控制系统毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

水泵开关冷风机开关压力开关按钮控制压 缩 机 组 设 备 图 41 硬件控制系统框图 由图 41 可知一共有四个输入信号，分别是水泵开关信号、压力开关信 号、冷风机开关信号、按钮控制信号。 同时也有四个输出信号，分别是压力控制信号、油位控制信号、模块控制信号、过载控制信号。 但是四种信号三台压缩机都有，所以每台压缩机又对应着四种信号。 PLC 通过接收输入信号，然后再输出对应的信号。 一共有 19 个输入点，每个压缩机都有压力控制信号 ,油位控制信号，模块控制信号和过载信号，另外还有两个过载信号，分别是蒸发冷风机过载信号和蒸发冷水泵过载信号。 每台压缩机还有一个启动按钮。 另外机器分手动启动和自动启动两种。 一共有 7 个输出端，三个压缩机输出端，一个冷风机，一 个冷水泵，一个供液电磁阀和故障信号灯。 （ 1）输入点 名称 符号 输入地址 1压缩机压力控制 KM1 I0 1压缩机油位控制 KM2 I1 1压缩机模块控制 KM3 I2 1压缩机过载 KH1 I3 2压缩机压力控制 KM4 I4 2压缩机油位控制 KM5 I5 2压缩机模块控制 KM6 I6 2压缩机过载 KH2 I7 3压缩机压力控制 KM7 I10 3压缩机油位控制 KM8 I11 3压缩机模块控制 KM9 I12 3压缩机过载 KH3 I13 蒸发冷 风机过载 KH4 I14 蒸发冷水泵过载 KH5 I15 手自动切换手动开关 SB1 I20 手自动切换自动开关 SB2 I21 1压缩机手动开启开关 SB3 I22 2压缩机手动开启开关 SB4 I23 3压缩机手动开启开关 SB5 I24 （ 2）输出点 名称 符号 输出地址 1压缩机 KA1 Q0 2压缩机 KA2 Q1 3压缩机 KA3 Q2 蒸发冷风机 KA4 Q3 蒸发冷水泵 KA5 Q4 故障指示 HL1 Q5 供液电磁阀 YV1 Q11 主回路 在主电路中，如图 42所示， 1压缩机由接触器 KM1 控制， 2压缩机由接触器 KM2控制， 3压缩机由接触器 KM3 控制，冷凝风机 1 由 KM4 控制，冷凝风机 2 由接触器 KM5控制。 每个电动机都设有热继电器 FR 做过载保护用。 图 42 主电路图 这里使用的是西门子 S7200 系列的 PLC，左边是输入点，右边是是输出点。 由图43 可知，一共有 19 个输入点，每个压缩机都有压力控制信号 ,油位控制信号，模块控制信号和过载信号，另外还有两个过载信号，分别是蒸发冷风机过载信号和蒸发冷水泵过载信号。 每 台压缩机还有一个启动按钮。 另外机器分手动启动和自动启动两种。 一共有 7 个输出端，三个压缩机输出端，一个冷风机，冷水泵，一个供液电磁阀和故障信号灯。 图 43 PLC 外部接线图 的选型 PLC 西门子股份公司（ SIEMENS AG FWB： SIE, NYSE： SI）是世界最大的机电类公司之一， 1847 年由维尔纳 •冯 •西门子建立。 西门子 SIAMTIC 模块化控制器有着很大的优势，它可以即买即用，长期兼容性和可用性，可以 在恶劣环境下工作，模块还可以扩展和升级。 西门子的产品十分的抗震动，通过集中式和分布式 I/O 控制。 所以西门子在最近的一些年内能够很有力的打进中国的市场并能在中国的市场牢牢的扎根。 这和西门子产品的质量和性能有着十分大的关系 . 其中就有 S7200、 S7300、 S7400。 S7200 它适用于一系列机械设备的制造或用作独立的解决方案，微型自动化系统的组成部分， STEP 7 Micro/WIN 工程组态软件应用于它，应用于性能要求较低的自动化任务。 它是低成本的微型系统。 西门子 S7300 它设计紧凑，安装在 DIN 导轨上，在 CPU 中集成了许多功能，通过在微型存储器上保持数据实现免维护， PROFIBUS 上的等时模式，属于故障安全类型。 西门子 S7400 具有多种机架类型的机架系统，优异的高速处理能力和通讯性能，可以在运行中更改组态。 S7400 的 三个 H CPU，支持硬件同步 , 功能强大的解决方案，不会发生任何信息损失，且可对工程任务提供高级支持，无需额外的编程费用 , 可以为安全应用轻松扩展 H 系统。 西门子 PLC 现 在 不单单配备 16 位、 32 位 性能高的 微处理器， 高性能位片式微处理器， RISC(reduced instruction set puter)，而且 有多个微处理器在同一台 PLC中 ，进行多通道处理，同时 只能模块中也带有微处理器 ， 使得 第四代 PLC 产品成 为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。 PLC 三菱 PLC 英文名又称： Mitsubish Power Line Communication，是三菱电机在大连生产的主力产品。 三菱 PLC 在中国市场常见的有以下型号 ： FRFX1N 、 FRFX1S、 FRFX2N： FX1S 系列 :三菱 PLC是一种集成型小型单元式 PLC。 且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。 如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。 FX1N 系列 :是三菱电机推出的功能强大的普及型 PLC。 具有扩展输入输出，模拟量控 制 和通讯、链接功能等扩展性。 是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱 PLC。 FX2N 系列 :是三菱 PLC 是 FX家族中最先进的系列。 具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。 通过以上比较，因为设计里面有个模拟量的输出，所以西门子更符合我们的要求， 选择西门子的 PLC， 型号为 6ES7 2141BD230XB8，如图 44 所示： 图 44 6ES7 2141BD230XB8 型 PLC 压缩机设备的选型 比泽尔压缩机是 比泽尔 集团生产的，该集团是压缩机一流生产厂家，生产压缩机近 60 年。 比泽尔集团总部设在德国斯图加特，在全世界七十多个国家设有工厂和代表处。 比泽尔集团从 1994 年进入中国以来，至今在北京已建 有三家工厂，在上海和广州设有分公司。 因其出色的产品和服务，三家工厂的业务得到了迅猛发展，其中 活塞式压缩机 的销售额近 3年内增长了 5 倍，车用 空调压缩机 在中国市场占有率达 85%。 比泽尔在深圳地区享有卓 越的知名品牌形象。 其中比泽尔压缩机又分为 比泽尔 半封闭 螺杆压缩机 、比泽尔半封式紧凑型 螺杆式压缩机 、比泽尔 活塞式压缩机 （比泽尔半封闭活塞 压缩机 ）。 这里我们选用的就是比泽尔压缩机，型号是 4PES15。 如图 45，具体参数如下： 型号： 4PES15 适用范围：冷库制冷压缩机 半封闭压缩机 冷藏设备 冷冻设备 功率： 15HP（ kw） 重量： 240（ kg） 结构类型：半封闭式 类型：冷藏用制冷设备 排量类型：定排量压缩机 图 45 4PES15 型压缩机 温度传感器的选型 温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。 主要用于工业过程温度参数的测量和控制。 带传感器的变送器通常由 两部分组成： 传感器和信号转换器。 传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。 我们选用 PT100 温度传感器，如图 46，基本参数如下： 测量范围： 200～ 200℃ 探头直径：Φ 5mm 引线接法：三线式 图 46 PT100 型温度传感器 电磁阀的选型 电磁阀是用 电磁 控制的 工业设备 ，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。 它可以在一些系统中调节一些介质的流量、速度、方向和其它的一些参数。 电磁阀可以在不同的线路中实现控制的作用，而且还可以保证控制的精度和灵活性。 电磁阀也有不止一种，而且电磁阀的适用范围也很广，作用也很多，最长见到的是单向阀、速 度调节阀、方向控制阀等。 电磁阀里有腔， 而且是密闭的，腔里面有通孔 ，每 一 个孔 和不同的油管连接 ，腔中间是活塞，两面 各有一块 电磁铁 ， 阀体会被吸引到磁铁线圈通电的一边 ，开启或关闭不同的排油孔 也是由阀体的移动来控制的 ，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管， 油缸的活塞是通过油的压力来控制的，然后由 活塞 带着 活塞杆，活塞杆控制 机械 装置。 机械运动 是通过控制电磁铁的电流通断来实现的。 这里 选用 VF440型电磁阀其中 “V” 表 示 电磁阀， “F” 表示防腐蚀， 4 表 示 设计序号， 40表 示 口径（ mm） 宽度。 如图 47，相关元件主要技术参数及原理如下： 材质：聚四氟乙烯 使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体 介质温度 ≤150 ℃ /环境温度 20～ 60176。 C 使用电压： AC： 220 V50Hz/60Hz DC： 24V 功率： 操作方式：常闭 ， 通电打 开、断电关闭，动作响应迅速，高频率 图 47 VF440 型电磁阀 压力传感器的选型 压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。 压力传感器被应用于各行各业，尤其是工业上应用非常多的压力传感器，但是工业上一般要求压力传感器能够防腐蚀，压力传感器接头和腔体采用进口不锈钢整体加工，作为压力变送器弹体的不锈钢材料耐蚀性高、衰减性能好，可以监测任何与 316L 相兼容的介质。 因为我们使用的是 和 0bar30bar 这两个压 力区间，所以我们选用小精灵 PA215Y/ 型号和PAA215Y/ 的压力传感器。 如图 48，主要参数如下： 工作电压： DC24V 模拟量 :420mA 压力量程： 和 030bar 图 48 PA215Y/ 型压力变送器 蒸发冷风机的选型 蒸发冷风机 (又称 环保空调 ，节能环保空调 ,冷风机， 冷气机 ,水冷空调，水帘冷风机，湿帘冷风机，空调冷风机，负压冷风机，负压风机，负压式通风机， 高效节能空调 ， 蒸发型冷风机 ， 水帘风机 ，通风降温 )是一种集降温、换气、防尘、除味于一身的蒸发式降温换气机组。 用循环 水泵 不间断地 把水箱内的水抽出，并通过布水系统均匀地喷淋在蒸发过滤层上，室外热空气进入蒸发降温介质，在蒸发降温介质 CELdek(特殊材料的蜂窝状过滤层，让降 温效果更理想，瑞典的高科技专利产品 )内与水充分进行热量交换，加水蒸发吸热而降温的清凉、清洁的空气由低噪音风机加压送入室内，使室内的热空气排到室外，从而达到室内降温的目的。 这里选 用 SFW03 型蒸发冷风机 ， 如图 49，具体参数如下： 最大风量： 3500m179。 /h 电压： 220V/50Hz 功率： 220W 耗水量： 34L/H 储水量： 35L 风机类型：离心式 工作电流： 外形尺寸： 410*620*1160mm 出风口尺寸： 460*260mm 重量： 25Kg 图 49 SFW03 型蒸发冷风机 蒸发冷水泵的选型 DFW（ DFWR）型东方卧式离心泵是在 IS 型单级离心式清水泵及 ISG 型管道式离心泵的基础上进行设计制造而成；此系列泵在原 IS泵的基础上对其结构进行了大胆的改进设计，同时吸取了 ISG 型泵的优点，性能参数采用了 ISO2858 标准，产品质量执 行JB/T5306293标准，其经济技术性能指标达到国内同类产品先进水平；在这里选用第二种管道泵，即 DFW（ DFWR）型东方卧式离心泵。 如图 410，具体参数如下： 工作条件流量范围 ： 2～ 1450m3/h； 扬程范围： 5～ 135m； 系统最高工作压力： ≤ ； 介质温度： 15℃ T105℃ ； 环境温度： T≤40 ℃ ； 电机防护等级： IP54 或 IP44； 电机绝缘等级： B 级或 F级； 图 410 DFW（ DFWR）型东方卧式 冷水 泵 压力开关的选型 压力开关采用高精度、高稳定性能 的压力传感器和变送电路，再经专用 CPU 模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。 压力开关可以广泛用于石油、化工、冶金、电力、供水等领域中对各种气体、液体的表压、绝压的测量控制，是工业现场理想的智能化测控仪表。 压力开关有机械式和电子式两大类。 机械式压力开关是当压力增加时，压力传感元器件产生形变，向上移动，通过弹簧等机械结构，最后启动最上面的微动开关，得到电信号输出。 电子式压力开关是通过一些压力传感器将采集到的物理信号转换成对应的电信号，再通过放大处理这些电信号使之成为标准的模 拟量信号输出或使之成为固态继电器输出。 我们要选的冷水泵压力开关是一种到一定压力就动作的开关，所以机械式压力开关比较符合。