基于PLC的船舶制冷监控控制开题报告
2020-04-13 16:06:32
1. 研究目的与意义（文献综述）
随着全球化进程的不断深入，世界各国交易的频繁和人民生活水平的提高，冷藏货物的运输量越来越大，促进专用于运输易腐食品（如水产品、畜产品、水果和蔬菜，尤其是新鲜食品）的船用冷藏集装箱得到日益广泛的应用。冷藏货物消费量的多少，是衡量人民生活水平提高的重要标志之一。船舶制冷系统的发展趋势是环保节能、智能、安全、信息化、低温化、气调化，总而言之是需要功能多样化的[1]-[3]。
因此，自动控制在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。随着我国经济快速，我国食品冷藏链也发展快速，但仍然与国外发达国家存在差距，主要体现在压缩机的控制、系统的监控许多仍采用手动、继电器逻辑电路，而这种控制接线复杂、功耗高、可靠性功用性低，或者仅仅采用了局部自动控制技术，于整体而言，采用完全自动化的情况较少。作为制冷系统的大脑，控制装置指挥制冷系统保证冷量的合理供应，自动化冷库控制装置，尤其是plc（可编程控制器）控制在自动化冷库中的广泛运用，具有提高冷库安全运行可靠性，节约能源、降低制冷成本，提高制冷产出质量，具有重要的经济效益与现实意义[2]-[3]。
1.1国外众多学者对制冷控制的研究现状
2. 研究的基本内容与方案
| 2、研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2．1研究内容 主要针对目前船舶广泛采用的接触器控制电路存在结构复杂、可靠性差等缺陷，为完善其功能，本文采用PLC控制，改进设计冷藏控制系统，设计具备以下功能的控制系统，即使用温度开关控制供液电磁阀控制流入冷库蒸发器的冷剂量来实现温度的自动调节；压缩机启停自动控制系统通过压缩机吸入口低压开关的通断来实现控制；根据制冷机组电气原理图将上述各个电气元件连接组成了制冷机组的电气控制回路，进而实现变频调节；控制箱面板安装触摸屏，增加人工交互界面，具有故障存储、参数显示及设定等功能。 2．2研究目标 通过可程式控制器（PLC）控制冷库的温度控制系统、冷媒回路与系统监控系统、压缩机启停自动控制系统、人工交互系统，以增强库温调节能力、提高温控精度、节省能耗，提升自动化程度，为今后相关方面的研究设计提供参考。 2．3技术方案及措施 （1）搜集并研究自动化冷库相关文献，研究制冷系统工作原理及制冷系统的组成，分析船用冷库温控调节机理，完成船舶冷库监控控制的运用情况分析，确定研究方向。 （2）根据制冷机组的运行特点以及被控参数变化规律，制定PLC控制策略，绘制系统流程图。 （3）根据制定的控制策略，研究PLC系统原理软件，编写温度控制程序、压缩机启停控制程序、变频制冷机组控制程序、人机交互控制程序。 （4）根据MCGS组态软件系统搭建人机交互界面。 （5）与传统船舶冷库进行对比，分析所研究的船舶自动化冷库的制冷效果及经济效益，根据分析结果，提出优化控制方案。 |
3. 研究计划与安排
（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。 （第1周—第3周）
（2）查找并阅读文献，总结归纳国内外船用冷库制冷控制的发展现状及应用，分析船用冷库温控调节机理。 （第4周—第5周）
（3）学习plc系统原理软件，进行温度控制程序、压缩机启停控制程序、变频制冷机组控制程序、人机交互控制程序的控制编程。 （第6周—第9周）
4. 参考文献（12篇以上）
| 4、参考文献 [1] 杨明亮,林华建,陈武,俞文胜. 基于PLC的船舶冷藏集装箱控制装置设计[J]. 集美大学学报(自然科学版). 2016(04) [2] 胡日刚. 浅谈PLC控制在自动化冷库中的应用[J]. 制冷与空调. 2013(06) [3] 徐合力,黄光林,胡甫才. 船用高、低温冷库PLC-变频调节实验研究与节能[J]. 航海技术. 2004(05) [4] Francois BONNE，Mazen ALAMIR，Patrick BONNA.Control Theory Tech[J],Vol.15,No.2,pp.92-108,May2017 [5]I.M El-Amin, A.RAl-Ali, M.A Suhail Direct load control using a programmable logic controllerOriginal Research Article Electric Power Systems Research[J], Volume 52,Issue 3, 1 December 1999, Pages 211-216 [6] 邵文鹤，资料中心机柜冷却系统之研究与开发[D]，国立台北科技大学能源与冷冻空调工程系，台北，2009 [7] I.M El-Amin, A.RAl-Ali, M.A Suhail Direct load control using aprogrammable logic controllerOriginal Research Article Electric Power Systems Research, Volume 52, Issue3, 1 December 1999, Pages 211-216 [8] 金凯鹏,刘国平.PLC在船舶制冷系统优化设计中的应用[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2003(01):74-76. [9] 崔哲,郭建,丁东旭,袁广超,孙之虎,张二新.船用冷藏装置及其控制系统的改进设计[J].制冷与空调,2017,17(07):15-16 20. [10] 林文城.船用伙食冷库自控系统的改造设计[J].南通航运职业技术学院学报,2012,11(01):66-69. [11] 邓博宇,于飞. 基于PLC的舰船冷藏装置改进设计[J]. 船电技术. 2017(05) [12] 高鑫,陆振军.基于PLC的船舶伙食冷库制冷控制系统的设计[J].中国修船,2013,26(01):38-40 43. [13] 曲进虹. PLC变频器在制冷机组节能改造中的应用研究[D].大连理工大学,2014. [14] 花开太. 船用冷藏集装箱变频控制及特性研究[D]. 集美大学 2015 [15] 徐合力,胡甫才. 船舶高、低温冷库制冷新循环理论分析与实验[J]. 中国航海. 2004(04) [16] M．Alamir．Fast NMPC，a reality-steered paradigm：Key properties of fast NMPC algorithms．European Controf Conference， Strasbourg：IEEE，2014：2472—2477 [17] C．N．Jones，A．Domahidi，M．Morari，eta1．Fast predictive control： Real．time computation andcertification．，MC ProceedingsVolumes，2012，45(1 7)：94—98． [18] TingtingYIN,Zichen DENG,Weipeng HU,Xindong WANG.Dynamic modeling and simulation ofdeploying process for space solar power satellite receiver[J].AppliedMathematics and Mechanics(English Edition),2018(02):261-274. [19] 侯庆华.花都某冷冻厂冷库电路的改进[J].科技创新与生产力,2015(08):102-104. [20] 杨明亮. 船用冷藏集装箱制冷机组及其控制装置的研发[D].集美大学,2016. [21] 关云珲. 基于PLC和变频器的水蓄冷中央空调控制系统设计[D].华中科技大学,2015. [22] 郑超瑜,花开太,俞文胜,林华建,陈武.冷藏集装箱故障诊断中的故障分类研究[J].船海工程,2014,43(06):86-88 153. [23] ]张峰,张均东,封志强.基于PLC和触摸屏技术的船舶伙食冷库控制系统设计[J].中国修船,2014,27(04):32-35 [24] 毕海婷,任大伟.MODBUS总线PLC冷库自动化控制系统[J].长春工业大学学报(自然科学版),2014,35(01):101-105. [25] 杨丽娟,周芷伟,庄明,张启勇,胡良兵.基于PLC的500W氦制冷机控制系统设计[J].低温工程,2014(01):55-61 [26] 蒋合叶.船舶伙食冷库系统设计[J].机电信息,2014(03):118-119. [27] 丁凡利. 基于PROFIBUS-DP现场总线的千吨冷库制冷自动控制系统设计[D].山东大学,2012. [28] 刘恩海,蔡友周.船舶伙食冷藏库的设计[J].船舶工程,2009,31(05):20-22 26. [29] 舒海滨. 舟山渔船制冷控制关键技术的开发与应用[D].上海海事大学,2005. [30] 王溪海. 船舶制冷控制系统的动态分析与优化设计[D].大连海事大学,2005. [31] 吴薇,卫明.一机多温系统的PLC控制[J].能源研究与利用,2002(06):37-40 48. [32]蔡秀安.浅谈船舶制冷空调安全技术[J].制冷,2014,33(03):80-83. |
