胡靜 朱娜

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一套艦艇冷庫自動(dòng)控制系統(tǒng)，能有效提高艦艇自動(dòng)化程度，減輕人工勞動(dòng)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)艦艇食物的保鮮，保障官兵們的飲食質(zhì)量，使冷藏設(shè)備運(yùn)行更可靠，使用更方便，功能更加人性化。

關(guān)鍵詞：冷庫控制;艦艇;組態(tài)王;自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：U66? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-7973（2021）04-0077-02

艦艇冷庫裝置是艦艇航行時(shí)的重要輔助設(shè)備，隨著世界航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，艦艇機(jī)艙自動(dòng)化得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)艙輔助設(shè)備自動(dòng)化是輪機(jī)自動(dòng)化的前提，也是無人機(jī)艙的必備條件。如果冷庫裝置采用自動(dòng)控制系統(tǒng)代替常規(guī)儀表或者人工監(jiān)控操作方式，在提高艦艇冷庫裝置的自動(dòng)化程度和保證冷庫裝置的穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，可以極大地緩解輪機(jī)值班人員工作強(qiáng)度，有效地提高艦艇人員生活質(zhì)量，達(dá)到保護(hù)海洋環(huán)境和響應(yīng)新時(shí)代海上維權(quán)執(zhí)法要求的目的。

1艦艇冷庫控制系統(tǒng)

艦艇冷庫控制裝置的工作原理如圖1所示。該系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥等設(shè)備構(gòu)成。

艦艇冷庫控制系統(tǒng)的工作流程如圖2所示，系統(tǒng)工作模式分自動(dòng)和手動(dòng)兩種。

自動(dòng)擋操作模式：首先接通電源開關(guān)，電源指示燈亮，按下自動(dòng)檔操作模式的啟動(dòng)按鈕，冷庫中各自的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、海水泵開始運(yùn)行，各自的供液閥門打開，開始制冷。當(dāng)庫中的溫度到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，設(shè)在蒸發(fā)器回風(fēng)口處的溫度傳感器會(huì)發(fā)出信號(hào)，使溫度控制器發(fā)生動(dòng)作，壓縮機(jī)和海水泵停止工作，供液閥門關(guān)閉，使制冷劑無法流向蒸發(fā)器繼續(xù)向其供應(yīng)，停止制冷。鼓風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作15分鐘后自動(dòng)停止工作。當(dāng)溫度上升超過預(yù)設(shè)值以上時(shí)，溫度傳感器發(fā)出信號(hào)，使溫度控制器發(fā)生動(dòng)作，鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和海水泵三者自動(dòng)運(yùn)行，供液閥門自動(dòng)打開，制冷劑重新向蒸發(fā)器輸送，開始制冷。每天定時(shí)控制器在凌晨零時(shí)發(fā)生動(dòng)作，自動(dòng)關(guān)閉供液閥門，壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和海水泵自動(dòng)停止運(yùn)行，開始融霜。1小時(shí)后停止融霜，自動(dòng)打開供液閥門，恢復(fù)壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和海水泵的運(yùn)行，繼續(xù)制冷。按下停止按鈕或切斷電源，冷庫控制系統(tǒng)停止工作。

手動(dòng)擋操作模式：首先接通電源開關(guān)，電源指示燈亮，按下手動(dòng)的啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入手動(dòng)操作模式。

2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)在組態(tài)王軟件的基礎(chǔ)上制作了一套關(guān)于PLC的組態(tài)系統(tǒng)，方便調(diào)試、運(yùn)行。組態(tài)王軟件具有：操作方便、易懂、功能擴(kuò)展方便;可以進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄;能與PLC進(jìn)行良好的通訊和排除故障等特點(diǎn)。

根據(jù)冷庫控制系統(tǒng)的操作過程以及要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)出了一套系統(tǒng)控制電路圖，如圖3所示。再分塊編寫控制程序，最后通過組態(tài)王，組建系統(tǒng)的人機(jī)界面，通過人機(jī)界面，有效地對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3系統(tǒng)調(diào)試

利用設(shè)計(jì)好的PLC程序及組態(tài)王控制界面對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，以系統(tǒng)處于自動(dòng)控制運(yùn)行狀態(tài)時(shí)為例，調(diào)試結(jié)果如下：

選擇自動(dòng)擋，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，海水泵運(yùn)行，抽取海水進(jìn)入冷凝器內(nèi)進(jìn)行熱交換;壓縮機(jī)啟動(dòng)，對(duì)制冷劑進(jìn)行加壓，使制冷劑高于常溫;供液閥門打開，向蒸發(fā)器輸送低溫制冷劑進(jìn)行熱交換。如系統(tǒng)為剛更換制冷劑等狀態(tài)，則手動(dòng)關(guān)閉旁通閥，打開非旁通閥，儲(chǔ)液器的制冷劑經(jīng)過干燥濾清器，融霜時(shí)刻到達(dá)時(shí)，壓縮機(jī)、海水泵停止運(yùn)行，供液閥門關(guān)閉，電加熱器開始通電工作，受熱液化的霜水經(jīng)霜水管引向舷外。各指示燈均正常顯示，組態(tài)王界面如圖4所示。

通過組態(tài)王與PLC的聯(lián)機(jī)工作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該P(yáng)LC梯形圖能夠?qū)崿F(xiàn)冷庫系統(tǒng)的控制要求，達(dá)到系統(tǒng)的能正常制冷運(yùn)行以及出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警的目的。

4結(jié)語

基于組態(tài)王的艦艇冷庫裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)具有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，能使冷庫內(nèi)溫度變化的實(shí)時(shí)情況清晰地顯示在組態(tài)王監(jiān)控界面上，而且該控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，極大的緩解了輪機(jī)值班人員的工作量，改善了其工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 柏祥華.船用冷藏裝置控制系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 制冷.2019（4）.

[2] 李昂.船舶冷庫故障診斷及排除[J].科技風(fēng). 2019（30）.

[3] 劉俏苑.小型船舶冷庫制冷系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[J]. 中國高新區(qū). 2017（19）.