小型模拟冷库实训装置的开发——基于PLC控制的小型冷库电路设计

　　0引言

　　随着我国经济社会的进步，制冷技术在人们生活中的应用越来越广泛，其中小型冷库在商品流通和储存中起到了重要的作用。因此，学习冷库的相关知识是从事制冷专业技术人员的重要内容。一直以来，冷库在制冷系统方面的变化并不大，但在控制技术方面却取得了很大的进步，已由传统的继电器控制向程序化、数字化方向发展。当前，我国正大力发展职业技能教育，积极推广新技术、新技能在生产、生活中的应用。为配合教学，方便学生在学习制冷专业知识的同时学习一定的PLC知识，特地设计了以PLC控制为核心的小型冷库控制电路，学生不仅可以根据设计进行一些简单的编程练习，还可以进行调试运行，有助于学生在PLC控制技术和制冷知识的学习。

　　1制冷系统的设计

　　本装置制冷系统如图1，采用了一机两库的模式，即一个压缩机配置两个库房，一个低温库，库温在-23℃~-28℃ ，一个高温库，库温在+2℃~+5℃ 。制冷剂选用R22，压缩机选用三相交流全封闭型。其制冷过程为：在库温未达到设定值时，压缩机吸入低温低压的R22蒸汽，经过压缩排出高温高压的R22气体，通过电磁四通阀进入冷凝器，利用风机强制空气对流冷却，把R22变成液体储存在高压储液器中，在高压储液器的出口端装有截止电磁阀和干燥过虑器，R22液体经过干燥过虑器，可以清除其中的固体杂质及制冷剂中的水分，防止脏堵和冰堵。如果高温库房温度没有达到设定要求，则R22通过电磁三通阀先经过高温库然后才到低温库，如果高温库达到了设定温度，则由相关的控制装置通过电磁三通阀换向，关闭通往高温库的回路，直接节流进入低温库制冷，而当低温库也达到设定温度时，则控制压缩机停机，否则压缩机继续吸入R22蒸汽，周而复始地循环。当制冷装置运行一定的时间，系统可以自动进行除霜，其除霜过程为：由PLC控制器发出指令控制电磁四通阀得电，使制冷循环换向，此时压缩机排出的高温高压R22气体先进入库房进行化霜，而后从室外机返回压缩机。在这过程中，要求库房风机停机，电磁三通阀断电，化霜时间由PLC设定控制在分钟。化霜完毕后，压缩机停机，待3分钟后压缩机再次启动进入制冷循环。

　　2电气控制系统设计

　　本装置的控制系统选用了三菱FX2N-48MR程序控制器作为核心，辅以其他电气设备，其电力拖动控制原理如图2。

　　PLC控制器I/O分配表如图3具体控制为：

　　2.1开机控制：按下启动按钮SB0，冷凝风机1和冷凝风机2得电运行，如果此时室外环境温度低于15℃ ，则冷凝风机2由温度控制器WT3控制停机，只有冷凝风机1运行，在冷凝风机启动运行3秒钟后，高温库房风机和低温库房风机同时启动，延时10秒后压缩机启动，截止电磁阀DF1得电打开，系统开始制冷。