基于PLC控制技术的工业冷库门开发与应用

Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　技术创新　基于ＰＬＣ控制技术的工业冷库门开发与应用　罗杜宇　（广东工程职业技术学院　广东广州　５１０５２０）　摘要：本文针对冷库门使用中存在的问题进行了研究，提出了通过采用ＰＬｃ技术实现对冷库门的使用进行控制。通过试装测试发现采用基于　ＰＬｃ控制技术的工业冷库门实现了对冷库门速度的控制、门幕联动和冷库门故障报警等功能，大大提高了冷库门的智能化、自动化程度。　关键词：冷库门ＰＬＣ　速度控制　门幕联动　中图分类号：ＴＭ６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６　７４－０９８Ｘ（２０１ｏ）ｏ５（ｃ）一００２１—０１　１引言　工业冷库门通常应用于储藏果品、蔬　菜、肉食、禽蛋、水产品、乳品等产品的冷冻　库和冷藏库以及高新企业生产所需的恒温　加工车间。目前，在我国传统冷库、冷藏业　的冷藏量依然不足，而且随着生活水平的　提高，我国居民对冷藏、冷冻产品的需求却　不断提高。同时，在新兴的物流行业领域人　们也提出了冷链物流的概念，即实现商品　在运输过程中始终处于冷藏的条件下。因　此，在未来一段时期内冷库业将会有很大　的发展前景。　虽然冷库业的发展有助于改善我国居　民的生活水平，但是冷库系统为了维持正　常的工作温度，通常需要消耗大量的电能，　因此冷冻、冷藏行业也成为典型的耗能大　户。如何降低能耗成为本行业发展的亟待　解决的问题之一。目前，关于冷库系统节能　技术的研究主要围绕制冷设备的节能技术　以及冷库门的设计等方面展开，自动化和　智能化是今后冷库系统的发展方向。因此，　工业冷库门的自动化程度对于冷库的使用　具有重要的意义。　重的是，如果冷库门遭到损坏，将会导致整　个冷库系统的无法使用从而带来巨大的经　济损失。　因此在冷库门的使用过程中，冷库门　的速度控制非常重要，如果冷库门没有及　时地关闭将会造成冷库的冷量损耗，而如　果快速地开、关冷库门又可能会对冷库门　造成冲击；另外，当冷库门打开时，冷库内　的冷空气会与外界的热空气产生对流，因　此如何在冷库门打开前及时地启动风幕　以阻止冷热空气的对流，并且在冷库门关　闭后马上停止风幕变得至关重要；同时，对　于许多大型的冷藏基地，冷库系统都采用　了集中控制的方式，管理人员在控制室就　可以掌握所有冷库的情况，并对冷库进行　控制。而对于冷库门的使用，目前大多数　用户还采用单独控制的方式，这就造成了　对于冷库门的管理效率比较低。如果将所　有冷库门的控制都集成在一起并连接到　控制室，那么将会大大提高冷库系统的使　用效能。　启动风幕，在冷库门关闭后自动停止风幕。　为了实现冷库门的故障报警，本文通过对　冷库门运行过程中遇到的各种状况进行研　究，设计了相应的应对动作，并在ＰＬＣ控制　器中进行设置，当冷库门长时间不关闭或　者因为驱动电机故障而无法工作时，冷库　门装置将会自动报警进行提示。　２．３试验与测试　将采用基于ＰＬＣ技术的控制装置用于　工业冷库门，通过测试发现该冷库门基本　实现了可以任意调节门的开、关时间（即实　现冷库门速度控制）；对风幕的启动和停止　做到了控制（门幕联动），开门前先启动风　幕，关门后再停止风幕，且时间可调；门开　到位后，长时间（时间可调）未关门，或者电　机过载和变频器故障将发出蜂鸣提醒。因　此，ＰＬＣ控制技术的应用大大提高了工业　冷库门的自动化水平，且有效延长了冷库　门的机械寿命，为冷冻库、冷藏库的正常使　用提供了保障。　２．２基于ＰＬＣ技术的冷库门智能控制　ＰＬＣ控制技术已广泛地用于其他领域　收到了很好的效果。为了解决上述问题本　文提出了将ＰＬＣ技术应用到冷库门控制当　２工业冷库门技术开发　中来，首先通过设计一条合理的冷库门运　２．１冷库门使用中存在的问题　冷库门作为分隔冷库与外界环境的部　动速度曲线，然后预先对ＰＬＣ控制器进行　件，对于冷库系统的能量消耗及使用寿命　编程，使其在冷库门运行过程中的每个阶　起着至关重要的作用：冷库门的开闭会引　段对变频器发出不同的指令，控制变频器　起冷气大量逸出，据估计如果冷库门的使　输出不同的频率信号以调节冷库门驱动电　用性能不良会使冷库系统的能耗增加１　５％　以上；同时不注意冷库门的开闭，还会导致　热空气进入冷库，热湿空气的结合使得冷　风机和蒸发器表面结霜，并破坏了冷库温　度场的平衡，加重制冷机组的负担；更为严　３结语　为了提高工业冷库门的自动化程度，　并减少冷库系统冷量的损耗。本文提出了　将ＰＬＣ控制技术应用到工业冷库门的控制　当中。通过ＰＬｃ编程，本文实现了对冷库门　运行速度控制、门幕联动控制以及冷库门　智能报警等功能。通过对试制的产品进行　测试，结果表明，采用基于ＰＬＣ控制技术的　工业冷库门智能化程度更高，可以有效地　机的转速。这样既实现了冷库门的稳定、快　解决由于冷库门性能低下带来的冷库系统　速地开、关，又避免了普通电动冷库门运行　冷量损耗问题。　时对门框的冲击问题。同时，通过ＰＬＣ编程　还可以对冷库门与风幕的运行动作顺序进　行设置，以使得冷库门在开启前可以自动　掉，剩下６８３个样本，每个属性取值范围…，每　个样本有９个连续条件属性，１个决策属性（两　类），选取５００个样本作为训练集，１８３个样本作　为测试集。ＳＶＭ分类预测工具选取Ｉ　ＩＢＳＶＭ　（Ｖｅｒｓｉｏｎ　２．８２）软件包，模型类型选为Ｃ－ＳＶＣ，　核函数类型选为ＲＢＦ函数，模型的惩罚因子Ｃ　搜索范围：［１，１００１］，步长为１００，核函数参数　搜索范围：【０．０００１，１】，步长为０．１。计算机系统　硬件：Ｃｅｌｅｒｏｎ（Ｒ）ＣＰＵ　１．７ＧＨｚ，内存２５６Ｍ。　粗糙集约简工具应用Ｒｏｓｅｔｔａ软件［２１。实验重复　１０次，结果如表１。　法ｋＬＥｘｔｅｎｄｅｄ　ｃＭ２十ｓＶＭ分类预测方法　精度高，说明Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｃｈｉ２离散化方法是　合理的。并且，Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｃｈｉ２＋Ａ—Ｒ　Ｒｅ—　ｄｕｃｔｉｏｎ　＋ＳＶＭ分类预测方法比传统的　ＳＶＭ分类预测方法精度高出２个百分点以　上，而且精度已达到了很高，并且训练速　度比原来快了四倍多，充分表明了本文所　提方法的有效性。　不仅在纵向降低了数据的维度，同时在横　向也大大降低了样本的维度和样本的存储　要求，而且没有失去原始决策表所表达的　信息。最后，支持向量机作为后端处理器进　步对约简提规后的数据进行分类，大大　减少了计算的复杂度。实验结果表明，本文　所提算法不仅提高了ＳＶＭ的分类预测精　度，而且大大缩短了训练时间，证明了该算　法是一种非常有效的分类预测算法。　一４结语　本文提出ｒ基于连续属性离散化和支　参考文献　持向量机的分类预测新的方法。利用改进　［１］Ｖａｐｎｉｋ　ＶＮ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　Ｌｅａｒｎｉｎｇ　Ｔｈｅｏｒｙ　对于数据集Ｂｒｅａｓｔ　ｃａｎｃｅｒ　Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ，　离散化后利用Ｊｏｈｎｓｏｎ算法约简掉２个属　的Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｃｈｉ２离散化方法将连续属性数　【Ｍ】．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ，１９９８．　性，约简￣１１２４２个样本（即规则）。从表１中明　据离散化，然后应用粗糙集理论进行属性　［２］张文修，吴伟志，梁吉业，等．粗糙集理　显看出，Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｃｈｉ２十ＳＶＭ分类预测方　约简和规则提取，删去冗余的属性和样本，　论与方法【Ｍ】．北京：科学出版社，２００１．　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　２　１