2010年10月廊坊师范学院学报(自然科学版)第10卷 第5期

用电子膨胀阀,使用R22制冷剂,标准制冷量为7KW,冷藏温度在-15 ~-25 之间,温度采集PT:两间库房4个,压缩冷凝机组冷水进出口2个;压缩机排气温度1个。压力采集:系统的吸气压力1个,排气压力1

个。

霜;延时20分钟后,关闭热电融霜,冲霜过程完毕。

3 控制方案及原理

小型冷库控制的关键问题是系统制冷剂流量分配问题。根据制冷原理:如R22,从压缩机到冷凝器、高储、节流阀、蒸发器、返回压缩机。制冷剂在不断循环流动。管路上任一截面的流量是相等的,流量的多少是由冷库冷风机的需要决定的,即制冷剂流量也应与冷库冷风机的最佳供液量相一致,这可以通过对冷库冷风机的过热度控制来实现,因此冷库冷风机的过热度决定电子膨胀阀的开度和压缩机的频率。具体来说,室内每个末端的电子膨胀阀的开度分别根据每一个冷库冷风机出口过热度来控制,一方面过热度通过转换器(模糊控制器等)把过热度转换成电子膨胀阀的开度信号,另一方面,把各电子膨胀阀的开度信号通过PLC累加起来,再把它转换成压缩机的频率信号,控制压缩机的转速,这样比较容易实现压缩机与电子膨胀阀的控制,减小因工况的变化导致系统运行产生的振荡。查阅文献[10],可知压缩机的频率与开度的关系:

f=-0.71+10.63-0.99100100式中:n 开阀脉冲数;

f 压缩机的频率。

采用自适应模糊PI控制器来控制电子膨胀阀的开度

,其控制框图如图2所示:

2

图1为小型冷库工艺流程示意图,图中V为电子膨胀阀,T为温度传感器,P为压力传感器和检测冷凝器液位的传感器。制冷时,制冷剂R22在压缩机驱动下,在油分离器、冷凝储液器、经热交换器、电子膨胀阀、进入蒸发器、热交换器、压缩机中循环流动。2.2 工作过程

工作过程分为两个部分:制冷和冲霜。制冷是为了实现冷库的冷藏功能;冲霜是为了增加制冷效率。当系统处于制冷状态时,可以选择自动或手动运行。手动运行时,先要选择要制冷的冷库房间号,再设定所需要的温度上下限值即可开机。开机指令发出后,系统运行。首先,开启冷却水泵;然后,开启冷却塔风机;接着,开启制冷库房相应的电子膨胀阀(微开)和库房冷风机电机;启动确认后,压缩机在全卸载状态下,沿着变频启动曲线启动压缩机,达到一定频率后开始加载,直到全负荷。这时PLC将根据测定的蒸发器的过热度确定电子膨胀阀的开度,同时PLC根据过热度确定的电子膨胀阀的开度所确定的流量,并对流量进行累加来确定压缩机旋转的频率,使电子膨胀阀的开度和压缩机的频率相匹配,进行正常运转降温过程。自动运行时,只需选择要制冷的冷库房间号,再设定所需要的温度上下限值即可,系统将根据温度上下限值自动开停机。

自动冲霜根据每间库的累计运行时间进行。当本间库的运行时间到达设定值时,发出冲霜指令,系统自动冲霜。其过程为:首先,本间库的电子膨胀阀关闭;然后,关闭冷风机电机;接着,开启本间冷库热电融由于PLC广泛用于工业过程控制,都带有PID模块,因此在此并不开发PID模块算法程序,而只开发Kp、KI的模糊自调整程序,然后和PID模块就组成模糊PI控制器。

开发步骤:

(1)选定E、EC的论域并且模糊化;(2)确定KP、KI的论域并且模糊化;(3)判断E、EC的范围;(4)计算E、EC的隶属函数;