IOT自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

譚永安

松下冷機(jī)系統(tǒng)（大連）有限公司 遼寧大連 116600

1 自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 對(duì)冷庫(kù)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和調(diào)節(jié)

自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)可以通過(guò)IOT管理整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，而且能夠在上位機(jī)和遠(yuǎn)程手持端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和控制，包括對(duì)冷庫(kù)各個(gè)冷卻間的溫度進(jìn)行顯示，還可以對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、附屬設(shè)備工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，對(duì)系統(tǒng)壓力、溫度、電氣等參數(shù)進(jìn)行顯示和調(diào)節(jié)。同時(shí)還能對(duì)冷間溫度、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)關(guān)鍵參數(shù)、能耗，冷庫(kù)門開(kāi)關(guān)次數(shù)進(jìn)行記錄和分析。自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)具有的監(jiān)控報(bào)警功能，能夠?qū)Ξ惓囟?、壓力等核心參?shù)進(jìn)行報(bào)警提示，便于設(shè)備維護(hù)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并預(yù)判系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，提前降低系統(tǒng)維護(hù)損失。另外，自動(dòng)化冷庫(kù)的IOT系統(tǒng)還可以根據(jù)貨物進(jìn)出情況和環(huán)境溫度條件，自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的機(jī)組蒸發(fā)溫度和冷凝溫度設(shè)定，達(dá)到削峰填谷和節(jié)能的目的[1]。

1.2 更精準(zhǔn)的庫(kù)溫控制和檢測(cè)

帶IOT的自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)能夠單獨(dú)檢測(cè)冷卻間各區(qū)域溫度，可以根據(jù)客戶類型，所存儲(chǔ)貨物種類，進(jìn)行平均溫度控制，回風(fēng)溫度控制或分區(qū)控制。實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和貼近用戶需求的庫(kù)溫控制。通過(guò)對(duì)冷卻間溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量調(diào)節(jié)閥門的精確控制。而常規(guī)的冷庫(kù)控制系統(tǒng)往往需要工作人員以輪值守班的方式對(duì)冷庫(kù)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，抑或是模糊的自動(dòng)控制，相比而言，擁有IOT系統(tǒng)的自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)可以省去維護(hù)人員輪值守班，節(jié)省人工成本。

1.3 更高的系統(tǒng)安全性

裝有IOT系統(tǒng)的自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)不僅可以提供自動(dòng)保護(hù)功能，在當(dāng)冷庫(kù)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警和停機(jī)保護(hù)，還具備系統(tǒng)實(shí)時(shí)健康檢測(cè)功能。維護(hù)人員可以利用手機(jī)APP實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)健康評(píng)分指數(shù)，在系統(tǒng)發(fā)生故障前予以糾偏，防止損失的發(fā)生。同時(shí)，涉及系統(tǒng)安全性較高的參數(shù)故障，系統(tǒng)會(huì)以微信和短信的方式通知維護(hù)人員，這樣工作人員可以更加及時(shí)地處理故障，安全風(fēng)險(xiǎn)較高的故障系統(tǒng)會(huì)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行停機(jī)保護(hù)。所以說(shuō)，IOT系統(tǒng)可以讓冷庫(kù)制冷系統(tǒng)擁有更高的安全性。

1.4 更便捷的管理功能和KPI考核

自動(dòng)化冷庫(kù)的IOT系統(tǒng)，可以為客戶提供更加人性化和便捷的管理功能。通過(guò)多方位數(shù)據(jù)的采集，IOT系統(tǒng)除制冷系統(tǒng)本身相關(guān)設(shè)備和參數(shù)外，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掃碼槍、貨臺(tái)滑升門、冷庫(kù)門、冷庫(kù)照明燈、系統(tǒng)耗水量、凝結(jié)水排水量、系統(tǒng)耗電量等相關(guān)設(shè)備和狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)控和管理。附以數(shù)據(jù)記錄和分析功能，可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，如能耗同比、能耗環(huán)比，水耗同環(huán)比，同等進(jìn)出貨量開(kāi)關(guān)門時(shí)間的對(duì)比等等，指導(dǎo)用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的管理優(yōu)化升級(jí)和作業(yè)人員的KPI考核。

2 結(jié)合實(shí)例分析自動(dòng)化冷庫(kù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)有一個(gè)容積為36000m3，容量為8600T的自動(dòng)化冷庫(kù)，該冷庫(kù)的冷藏間有13間，還有5間凍結(jié)間，每天可以儲(chǔ)藏42噸物品，最初設(shè)計(jì)的冷藏間溫度是-24℃，冷凍間溫度為-28℃，隨著后期冷風(fēng)機(jī)數(shù)量的不斷增加，現(xiàn)在能夠達(dá)到的最低溫度為-30℃。

表1 某自動(dòng)化冷庫(kù)建設(shè)工程

2.1 利用IOT系統(tǒng)對(duì)制冷和配套的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制

冷庫(kù)可以利用IOT系統(tǒng)對(duì)制冷和配套的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，這樣既可以增強(qiáng)制冷設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，又可以增強(qiáng)制冷系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，從而促使制冷系統(tǒng)更具高效性、安全性和節(jié)能性。和傳統(tǒng)冷庫(kù)相比，該自動(dòng)化冷庫(kù)可以節(jié)約高達(dá)21%的電量。該冷庫(kù)自從竣工投入使用后，到現(xiàn)在已經(jīng)有近10年的時(shí)間，運(yùn)行情況一直都良好，這充分證明了IOT自動(dòng)化制冷系統(tǒng)的可行性和有效性。對(duì)該冷庫(kù)的日耗電量進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其在一年內(nèi)的日耗電量平均為0.35千瓦/噸.天，大大低于傳統(tǒng)冷庫(kù)日耗電量和行業(yè)平均水平，系統(tǒng)附以峰谷自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，從而大大提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。

2.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

工業(yè)總線型網(wǎng)絡(luò)是該冷庫(kù)采用的控制系統(tǒng)架構(gòu)，這種控制系統(tǒng)可以確保各節(jié)點(diǎn)之間通訊的可靠性，而且該系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)控進(jìn)行集中處理，對(duì)控制進(jìn)行分散處理。根據(jù)功效的不同可以將控制系統(tǒng)分為監(jiān)控、控制、設(shè)備三個(gè)層次。①監(jiān)控層由專用工控機(jī)負(fù)責(zé)，由于該工控機(jī)中裝備了組態(tài)軟件，因此可以集中監(jiān)控下位機(jī)，還可以配置和管理系統(tǒng)參數(shù)，同時(shí)還可以在工控機(jī)上對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行顯示，并以表格的形式對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)打印機(jī)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，在授權(quán)范圍內(nèi)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)置和修改。②多個(gè)屬于獨(dú)立子系統(tǒng)的PLC構(gòu)成了控制層，這些PLC可以采集控制本地設(shè)備數(shù)據(jù)，并借助通訊網(wǎng)絡(luò)給上位監(jiān)控及時(shí)傳送所有相關(guān)數(shù)據(jù)。③處于整個(gè)控制系統(tǒng)最底層的是設(shè)備層，在控制系統(tǒng)中占據(jù)關(guān)鍵位置，執(zhí)行器和檢測(cè)單元是其主要構(gòu)成，能夠執(zhí)行控制系統(tǒng)的命令，并完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

2.3 合理的選擇制冷系統(tǒng)形式和蒸發(fā)器送風(fēng)方式

制冷系統(tǒng)形式對(duì)能耗有著較大的影響，該冷庫(kù)因機(jī)房離庫(kù)區(qū)較遠(yuǎn)，所以采用了氟利昂泵供液的系統(tǒng)形式。同時(shí)，庫(kù)溫能夠?qū)?kù)內(nèi)貨物品質(zhì)產(chǎn)生決定性影響，因此需要合理的選擇蒸發(fā)器和送風(fēng)方式。一般情況下，冷庫(kù)目前都會(huì)采用具有強(qiáng)制對(duì)流降溫功能的冷風(fēng)機(jī)和自然對(duì)流降溫功能的排管作為蒸發(fā)器。由于該實(shí)例中的自動(dòng)化冷庫(kù)有著較高的高度和庫(kù)容，因此該冷庫(kù)采用具有強(qiáng)制送風(fēng)功能的冷風(fēng)機(jī)，同時(shí)增設(shè)織物風(fēng)管用于優(yōu)化設(shè)計(jì)冷庫(kù)內(nèi)的送風(fēng)方式和降低干耗，以此來(lái)確保冷庫(kù)溫度的均勻性。

3 結(jié)語(yǔ)

制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是自動(dòng)化冷庫(kù)建設(shè)中至關(guān)重要的設(shè)施，合理設(shè)計(jì)制冷和控制系統(tǒng)可以確保自動(dòng)化冷庫(kù)的平穩(wěn)和節(jié)能運(yùn)行，并有效延長(zhǎng)物品的儲(chǔ)藏時(shí)間，為用戶創(chuàng)造更大價(jià)值。