冷库系统利用开关量输入输出模块实现自动化管理
概述 系统描述 解决方案 连接示意图 适用产品型号

冷库系统是通过各种制冷设备制造低温环境以及适宜湿度的用于储存各种物品的仓库。一般冷库系统由库体,制冷系统,冷却系统以及控制系统组成。其中库体就是用于储存物品的储藏库,而制冷系统用于制造低温环境以及适宜湿度的设备,制冷系统一般都是采用压缩机进行制冷。冷却系统是用于制冷系统设备的冷却散热,其中包含空气冷却和水冷却两种系统。控制系统则是通过各种技术对冷库内部环境的温湿度以及冷库运行设备的运转实施控制,保证冷库系统的正常运转。随着信息技术的不断发展,计算机技术以及数据通信技术正在逐步应用于冷库控制系统。

系统描述

最早的冷库系统大多是基于人工操作来进行管理,后来随着电子技术的不断发展,冷库系统的自动化控制系统逐步完善,最初是采用集中式控制系统,控制器与现场设备利用大量的I/O线缆连接,布线成本高,而开关量信号,模拟量信号在远距离传输的情况下,容易受到外部干扰出错,相对来说可靠性较低,并且相互之间数据交换少,整个冷库系统的集成程度低以及可维护性差,整体效率不高,存在一定的能耗浪费的情况。随着现场总线技术的流行,基于现场总线实现“分散控制,集中管理”的管理模式越来越成为自动化系统的趋势,而利用开关量模块以及模拟量模块对原有系统实施改造,使之基于现场总线实现统一管理。

解决方案

某冷库系统具体情况如下:具备一台大型制冷机分别为六个库房供冷,其中三个冷冻室,三个为冷藏室,利用60台循环风机吹冷,每个库房有12个左右的测温点。现在是每个库房有一套相对独立的控制器,监测本库房的温湿度参数,并依据采集的数据控制风机的启停,调节库房室内的温湿度。该冷库系统存在各个库房控制器相互之间没有数据交换,对于冷气的利用不能统一调配以达到最优的能耗比,存在一定的浪费,还有就是I/O线缆过多,某个点的线缆出现问题,查找故障非常麻烦且影响整体的运行质量。

系统集成商对冷库系统实施改造,目标就是将冷库系统内所有设备的运行状况以及库房的环境参数实时采集至计算机中,计算机软件通过对相关数据进行分析之后,对各个现场设备的运行实施控制,以保证整个系统处于最优的运行状况,以最低的能耗达到最优的效果。系统集成商决定采用RS-485总线作为数据通信线路,而冷库系统的设备基本上都是采用开关量信号以及模拟量信号来标示相关参数以及控制设备开关,遂决定采用深圳市鼎信鸿达科技有限公司的NS-1009/5DO型开关量输入输出模块以及MD-108型模拟量输入模块将相关信号转换为RS-485数据信号,传输至计算机进行统一管理。

由于冷库的面积较大,涉及的设备以及传感器数量众多,而要将所有设备都接入至RS-485总线控制网络中,需要布设一个较为庞大的RS-485总线。在此施工方决定利用N-1204型485集线器布设星型拓扑结构的RS-485总线网络,将一个较大的RS-485总线网络划分为多个较小的RS-485总线网络,从而使得总线的结构更加清晰,布线更加方便(总线式布线需要将线材通过每个设备,布线繁杂且成本高),后期维护也更加简单。

NS-1009/5DO型开关量输入输出模块提供多路开关量转串口的功能,其向下提供五路开关量输出用于控制现场设备的启停,四路开关量输入用于采集现场设备的运行状态,比如设备运行中出现的告警信号。MD-108型模拟量输入模块能够将八路4~20mA模拟量电流信号(其中温湿度传感器输出的信号都是4~20mA电流信号)采集上来,通过RS-485总线将相应的数值传输至计算机。由于模块都是内部集成Modbus RTU协议,都具备RS-485通信接口,计算机软件基于Modbus RTU协议编程,其采用轮询的方式通过RS-232串口将RS-485总线各个模块的数据读取上来。

计算机软件在读取相关数据之后,通过将相关数据换算之后确定各个仓库的温湿度情况以及设备的运行状况,将各种设备运行状况以及环境参数以图表的形式显示在计算机屏幕上。一旦发现相关参数超出设定的范围,则在软件上告警并立即启动相应的设备对各项环境参数进行调整。另外,软件中还通过建立相关的数学模型,设置相应的控制曲线,通过计算分析之后,最优化的调整设备的运行状态,保证能耗比降到最低,通过计算机的多方面调整控制,使得整个冷库系统在保证制冷效果的同时能耗降到最低水平,极大的减少了能耗,提高了管理效率。

连接示意图
冷库系统利用开关量输入输出模块实现自动化管理
适用产品型号
   
485集线器
N-1204型485集线器 NS-1009/5DO型开关量输入输出模块
 
MD-108型模拟量输入模块  

 

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