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【摘 要】 本文简述了自动控制系统中的PLC和上位机配合，解决制冷系统中多台蒸发器同时进行热氨融霜时对系统造成的不利影响，解决系统中单一蒸发压力下得不到不同温区的难题。使制冷系统运行更加稳定、更加智能化。
【关键词】 PLC;上位机;定压阀;热氨融霜
随着我国改革开放、经济建设和人民生活水平的不断提高，食品保鲜、冷藏、加工以及仓储、物流等各行业的需要，冷藏库的建設应用更显其重要性。传统冷库建设都采用手动、半自动控制系统，虽然初期投资相对较少，但在后期运行中，所要投入的人力、物力相对较大，长期的运行成本和设备维护成本偏高，特别是对于制冷装置蒸发器的融霜更是令操作人员感到头疼。本文介绍冷藏库融霜自动控制系统在实际生产中的应用。
1、蒸发器的融霜方法
制冷装置的蒸发器表面温度，远比库内空气温度和冷藏货物表面温度低，由于这个温差，导致水蒸汽分压力差，由此推动库内空气及冷藏货物表面的水分不断向蒸发器表面迁移，并凝结为霜。蒸发器结霜后，导致热阻增加，传热系数下降，所以应根据霜层厚度采用措施清除霜层。融霜方法有：人工扫霜、水压融霜、热气融霜、电加热融霜、空气融霜、不冻液融霜和水、热气混合融霜。
人工扫霜：简单易行，不会造成库房温度波动，并避免了融霜滴水而损害食品质量的缺点，但这种方法工人劳动强度大，除霜不彻底。
水融霜通过淋水装置向蒸发器表面淋水，使霜层被水汽带来的热量融化，从排水管排走，这种融霜方法效率较高，操作程序简单。但对库房危害性大，因此在设计水融霜系统时，必须采取严格措施，防止由于设计不当或管理不善，给冷库带来祸害。
热汽融霜是将压缩机排出的过热气体经油分离器后送入蒸发器，利用过热气体冷凝时放出的热量将蒸发器表面的霜层融化掉，同时可将蒸发器内积存的油污物排至排液桶或低压贮液器。融化下来的霜和水必须立即清除。
2、几种融霜方法的比较
在实际生产应用中，水融霜系统虽然操作简单、效率高，但其弊端不可避免。热汽融霜时氨气温度较高，处于高压过热状态，可以缩短融霜时间，加快库房的周转，节省电力等众多优点，但操作较复杂，劳动强度大，操作不当容易产生液击，融霜不均匀，不彻底等现象。因此必须有一套比较理想的控制方案来解决这些繁杂过程，减轻企业设备运行成本，确保设备运行的正常。
3、热氨融霜系统在实际中的应用
综合国内外一些知名制冷厂家生产的蒸发器，将其系统重新配置归纳如下图：
以下流程是蒸发器采用热氨融霜时的配置，正常制冷时，氨液由供液阀经盘管蒸发后转到回汽管，再到低压贮液器。蒸发器需要融霜时，供液阀、回汽阀处于关闭状态，热氨从融霜管经蒸发器盘管至蒸发器回汽管出口改由定压阀控制，将热氨融霜中的过热气体冷凝后回到排液桶。这种做法的好处是将正常制冷和融霜的管道分开，避免系统产生压力异常，液击现象，为了使蒸发器融霜更彻底，操作者可根据系统运行状态调整定压阀的动作压力（一般为4～6kg/cm2）。该系统如果将回气阀关闭利用定压阀来控制系统的回气压力还可以在同一蒸发温度的制冷系统中得到不同库温的冷库，减少业主投资真可谓是一举两得。
1）热氨阀;2）回汽阀;3）定压阀;4）供液阀;5）逆止阀;6）过滤器;7）截止阀。
4、热氨融霜的自动控制系统
在了解系统流程后，我们必须制定一套比较完善的控制方案。对于小型的、单独的制冷系统采用热氨融霜时，从性价比方面一般选用固定形式的融霜专用时间继电器来控制其融霜过程。此种控制方法简单易行，设计安装人员只需根据这款时间继电器的接线接好后，按其预设步骤，设备即可投入运行。但此种时间继电器控制的对象较少，一般为一对一控制，动作过程简单，适合小系统运行。倘若系统蒸发器较多时，同时使用多个时间继电器，其缺点更加明显。由于时间继电器一般都是24H循环动作，每次动作前都必须注意循环时间或人为分开，避免循环时间重复交迭，造成多台蒸发器同时融霜，导致系统的压力不正常、液击、过压缩等现象。因此，单个的融霜专用时间继电器远不能满足大系统的控制要求。
随着近年来自动化控制的发展，PLC控制系统得到迅速推广，普遍应用于各种设备的自动控制。若将PLC加上位机控制方式引入制冷系统的自动控制中，既适应了制冷机电一体化发展的要求，具有继电器控制无法比拟的优良特性，又为冷藏库的智能化控制提供了条件，是一种发展前景看好的控制系统。PLC主要是将制冷系统的各种开关量、模拟量、报警状态、温度、压力等参数采集上来。然后根据各个系统（包括子系统）的控制要求进行编程，并由PLC将编制好的程序经CPU处理后按既定的要求分配给系统的各个控制元件，达到自动控制要求。上位机是与PLC相配套的一种人机界面（可由用户自行选择是采用触摸屏或是工业计算机等控制界面）。它可以将PLC采集上来的各种参数直接显示在屏幕上，并由操作人员根据实际需要对各种参数进行设定、修改，操作人员可在上位机对各个系统进行远程操作与控制，监视整个系统的运行状况并将系统的各个参数进行记录，操作人员可随时查阅当前记录、历史记录参数并实行实时打印。对于系统发生故障时，上位机可将系统故障即时传递并通过远程和现场报警装置发出警告信号，随时通知操作人员，如果故障在短时间内消失，操作人员还可通过查阅报警历史，分析造成报警的原因，为整个系统的运行提供有力保障。系统控制画面如下图A—G：
A、系统主画面 B、系统控制画面
C、时间参数设定画面 D、温度参数设定画面
E、温度曲线显示画面 F、制冷系统报警画面
G、制冷系统运行状态显示画面
5、热氨融霜PLC自动控制系统动作流程
停机时只需在上位机上给出一个停机信号，蒸发器即自动停止制冷。 从以上控制流程可知，如果利用继电器控制对于大系统势必造成接线繁琐，控制柜庞大，占地空间大等弊端。关键一点是前面所提及的同时融霜造成的不良后果，以上流程如果用PLC加上位机控制，通过在上位机预先设定开始融霜时间、融霜结束时间，还可根据整个制冷系统的运行状态随时设定融霜蒸发器的数量，时间间隔或是指定某一特定时刻进行融霜运行、融霜过程中根据库房温度、霜层厚度、融霜压力等随时调整融霜状态，避免蒸发器产生融霜不均匀、不彻底、系统发生液击等现象，以期达到最佳运行效果，使冷库控制实现数字化真正做到冷库管理智能化。
6、PLC与上位机控制系统在冷藏库制冷系统中的应用展望
PLC与上位机控制系统除拥有上述功能外还拥有其他丰富的控制功能，在制冷系统中，操作人员和管理人员通过不同的接口（操作人员接口和工程师接口），由各PC站点和键盘操作站进行全面的监视、控制、管理生产装置，以至整个工厂的生产情况，实现人和机过程的高度对话。该系统具有先进的网络通讯技术，保证了各子系统的信息传输以及全系统的综合信息管理，便于管理层迅速做出决策。系统扩展灵活，用户根据控制系统的大小和要求，可方便地扩大和缩小系统的规模或更改系统的控制，从而对提高系统的适用性十分灵活方便。性价比方面，该系统技术先进、功能齐全、可靠性高，适合多级管理控制系统，降低企业管理成本，使管理更现代化更完善。随着现代化企业的建立，智能冷库控制系统的形成拥有良好的发展前景同时，也是未来市场需要的必然趋势。
7、总结
本文对蒸发器热氨融霜系统的控制提出用PLC与上位机模式进行数字化控制，改变以往的继电器控制，对该系统在冷藏库制冷系统中的应用作出展望，并从机电一体化的角度出发，阐述了其控制流程以及和其它控制方式相比较的优缺点。该系统在实际使用中取得良好效果，实践证明采用该系统对蒸发器热氨融霜系统进行控制，大大改进蒸发器在低温工况下的融霜状态，提高蒸发器的换热效率，在冷库节能、降低运行成本方面产生了巨大的经济效益。
参考文献：
[1]赵瑾.《集散控制系统》，化学工业出版，2001年.
[2]徐世琼.《新編制冷技术问答》，中国农业出版社，1999年.
[3]庄友明.《制冷装置设计》，厦门大学出版社，1998年.
[4]单翠霞.《制冷与空调自动化》，中国商业出版社，1997年.
【关键词】 PLC;上位机;定压阀;热氨融霜
随着我国改革开放、经济建设和人民生活水平的不断提高，食品保鲜、冷藏、加工以及仓储、物流等各行业的需要，冷藏库的建設应用更显其重要性。传统冷库建设都采用手动、半自动控制系统，虽然初期投资相对较少，但在后期运行中，所要投入的人力、物力相对较大，长期的运行成本和设备维护成本偏高，特别是对于制冷装置蒸发器的融霜更是令操作人员感到头疼。本文介绍冷藏库融霜自动控制系统在实际生产中的应用。
1、蒸发器的融霜方法
制冷装置的蒸发器表面温度，远比库内空气温度和冷藏货物表面温度低，由于这个温差，导致水蒸汽分压力差，由此推动库内空气及冷藏货物表面的水分不断向蒸发器表面迁移，并凝结为霜。蒸发器结霜后，导致热阻增加，传热系数下降，所以应根据霜层厚度采用措施清除霜层。融霜方法有：人工扫霜、水压融霜、热气融霜、电加热融霜、空气融霜、不冻液融霜和水、热气混合融霜。
人工扫霜：简单易行，不会造成库房温度波动，并避免了融霜滴水而损害食品质量的缺点，但这种方法工人劳动强度大，除霜不彻底。
水融霜通过淋水装置向蒸发器表面淋水，使霜层被水汽带来的热量融化，从排水管排走，这种融霜方法效率较高，操作程序简单。但对库房危害性大，因此在设计水融霜系统时，必须采取严格措施，防止由于设计不当或管理不善，给冷库带来祸害。
热汽融霜是将压缩机排出的过热气体经油分离器后送入蒸发器，利用过热气体冷凝时放出的热量将蒸发器表面的霜层融化掉，同时可将蒸发器内积存的油污物排至排液桶或低压贮液器。融化下来的霜和水必须立即清除。
2、几种融霜方法的比较
在实际生产应用中，水融霜系统虽然操作简单、效率高，但其弊端不可避免。热汽融霜时氨气温度较高，处于高压过热状态，可以缩短融霜时间，加快库房的周转，节省电力等众多优点，但操作较复杂，劳动强度大，操作不当容易产生液击，融霜不均匀，不彻底等现象。因此必须有一套比较理想的控制方案来解决这些繁杂过程，减轻企业设备运行成本，确保设备运行的正常。
3、热氨融霜系统在实际中的应用
综合国内外一些知名制冷厂家生产的蒸发器，将其系统重新配置归纳如下图：
以下流程是蒸发器采用热氨融霜时的配置，正常制冷时，氨液由供液阀经盘管蒸发后转到回汽管，再到低压贮液器。蒸发器需要融霜时，供液阀、回汽阀处于关闭状态，热氨从融霜管经蒸发器盘管至蒸发器回汽管出口改由定压阀控制，将热氨融霜中的过热气体冷凝后回到排液桶。这种做法的好处是将正常制冷和融霜的管道分开，避免系统产生压力异常，液击现象，为了使蒸发器融霜更彻底，操作者可根据系统运行状态调整定压阀的动作压力（一般为4～6kg/cm2）。该系统如果将回气阀关闭利用定压阀来控制系统的回气压力还可以在同一蒸发温度的制冷系统中得到不同库温的冷库，减少业主投资真可谓是一举两得。
1）热氨阀;2）回汽阀;3）定压阀;4）供液阀;5）逆止阀;6）过滤器;7）截止阀。
4、热氨融霜的自动控制系统
在了解系统流程后，我们必须制定一套比较完善的控制方案。对于小型的、单独的制冷系统采用热氨融霜时，从性价比方面一般选用固定形式的融霜专用时间继电器来控制其融霜过程。此种控制方法简单易行，设计安装人员只需根据这款时间继电器的接线接好后，按其预设步骤，设备即可投入运行。但此种时间继电器控制的对象较少，一般为一对一控制，动作过程简单，适合小系统运行。倘若系统蒸发器较多时，同时使用多个时间继电器，其缺点更加明显。由于时间继电器一般都是24H循环动作，每次动作前都必须注意循环时间或人为分开，避免循环时间重复交迭，造成多台蒸发器同时融霜，导致系统的压力不正常、液击、过压缩等现象。因此，单个的融霜专用时间继电器远不能满足大系统的控制要求。
随着近年来自动化控制的发展，PLC控制系统得到迅速推广，普遍应用于各种设备的自动控制。若将PLC加上位机控制方式引入制冷系统的自动控制中，既适应了制冷机电一体化发展的要求，具有继电器控制无法比拟的优良特性，又为冷藏库的智能化控制提供了条件，是一种发展前景看好的控制系统。PLC主要是将制冷系统的各种开关量、模拟量、报警状态、温度、压力等参数采集上来。然后根据各个系统（包括子系统）的控制要求进行编程，并由PLC将编制好的程序经CPU处理后按既定的要求分配给系统的各个控制元件，达到自动控制要求。上位机是与PLC相配套的一种人机界面（可由用户自行选择是采用触摸屏或是工业计算机等控制界面）。它可以将PLC采集上来的各种参数直接显示在屏幕上，并由操作人员根据实际需要对各种参数进行设定、修改，操作人员可在上位机对各个系统进行远程操作与控制，监视整个系统的运行状况并将系统的各个参数进行记录，操作人员可随时查阅当前记录、历史记录参数并实行实时打印。对于系统发生故障时，上位机可将系统故障即时传递并通过远程和现场报警装置发出警告信号，随时通知操作人员，如果故障在短时间内消失，操作人员还可通过查阅报警历史，分析造成报警的原因，为整个系统的运行提供有力保障。系统控制画面如下图A—G：
A、系统主画面 B、系统控制画面
C、时间参数设定画面 D、温度参数设定画面
E、温度曲线显示画面 F、制冷系统报警画面
G、制冷系统运行状态显示画面
5、热氨融霜PLC自动控制系统动作流程
停机时只需在上位机上给出一个停机信号，蒸发器即自动停止制冷。 从以上控制流程可知，如果利用继电器控制对于大系统势必造成接线繁琐，控制柜庞大，占地空间大等弊端。关键一点是前面所提及的同时融霜造成的不良后果，以上流程如果用PLC加上位机控制，通过在上位机预先设定开始融霜时间、融霜结束时间，还可根据整个制冷系统的运行状态随时设定融霜蒸发器的数量，时间间隔或是指定某一特定时刻进行融霜运行、融霜过程中根据库房温度、霜层厚度、融霜压力等随时调整融霜状态，避免蒸发器产生融霜不均匀、不彻底、系统发生液击等现象，以期达到最佳运行效果，使冷库控制实现数字化真正做到冷库管理智能化。
6、PLC与上位机控制系统在冷藏库制冷系统中的应用展望
PLC与上位机控制系统除拥有上述功能外还拥有其他丰富的控制功能，在制冷系统中，操作人员和管理人员通过不同的接口（操作人员接口和工程师接口），由各PC站点和键盘操作站进行全面的监视、控制、管理生产装置，以至整个工厂的生产情况，实现人和机过程的高度对话。该系统具有先进的网络通讯技术，保证了各子系统的信息传输以及全系统的综合信息管理，便于管理层迅速做出决策。系统扩展灵活，用户根据控制系统的大小和要求，可方便地扩大和缩小系统的规模或更改系统的控制，从而对提高系统的适用性十分灵活方便。性价比方面，该系统技术先进、功能齐全、可靠性高，适合多级管理控制系统，降低企业管理成本，使管理更现代化更完善。随着现代化企业的建立，智能冷库控制系统的形成拥有良好的发展前景同时，也是未来市场需要的必然趋势。
7、总结
本文对蒸发器热氨融霜系统的控制提出用PLC与上位机模式进行数字化控制，改变以往的继电器控制，对该系统在冷藏库制冷系统中的应用作出展望，并从机电一体化的角度出发，阐述了其控制流程以及和其它控制方式相比较的优缺点。该系统在实际使用中取得良好效果，实践证明采用该系统对蒸发器热氨融霜系统进行控制，大大改进蒸发器在低温工况下的融霜状态，提高蒸发器的换热效率，在冷库节能、降低运行成本方面产生了巨大的经济效益。
参考文献：
[1]赵瑾.《集散控制系统》，化学工业出版，2001年.
[2]徐世琼.《新編制冷技术问答》，中国农业出版社，1999年.
[3]庄友明.《制冷装置设计》，厦门大学出版社，1998年.
[4]单翠霞.《制冷与空调自动化》，中国商业出版社，1997年.