ПОДДУБСКИЙ / Автоматизация ХМУ / Поддубский МЕТОДИЧКА_dixell_241110_окончат
.pdfМинистерство образования Республики Беларусь
УО «Могилевский государственный университет продовольствия»
Кафедра теплохладотехники
ИЗУЧЕНИЕ УЧЕБНОГО СТЕНДА ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ КОНТРОЛЛЕРА DIXELL XR 60C
Методические указания
кпрактической работе по дисциплинам «Автоматизация холодильных машин
иустановок» и «Автоматизация систем кондиционирования воздуха» для студентов специальности 1-36 20 01 «Низкотемпературная техника»
очной (дневной) и заочной форм обучения
Могилев 2010
УДК 621.56 ББК 31.392
Рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры ТХТ
Протокол №12 от 29 июня 2010 г.
Составитель Поддубский О. Г.
Рецензент кандидат технических наук, доцент кафедры АТПП
Никулин В. И.
УДК 621.56 ББК 31.392
©УО «Могилевский государственный университет продовольствия», 2010
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
Введение |
4 |
1 |
Описание учебного стенда |
5 |
2 |
Описание работы контроллера |
8 |
3 |
Программирование контроллера |
10 |
|
Литература |
12 |
|
Приложения |
13 |
3
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация производственных процессов является одним из основных показателей технического прогресса. Переход на автоматическую работу позволяет поддерживать заданный технологический режим с более высокой, по сравнению с той, которая достигается при ручном регулировании, точностью. Результатом является повышение качества продукции и уменьшение её потерь. Снижаются также эксплуатационные затраты за счёт уменьшения затрат на оплату обслуживающего персонала, сокращения расхода электроэнергии и
эксплуатационных материалов. Наряду с |
этим автоматизация |
позволяет |
повысить безопасность и надежность протекания производственного процесса, |
||
предупредить персонал о возникновении |
опасных режимов. Тем |
самым |
длительно поддерживается в работоспособном состоянии оборудование и сохраняется жизнь и здоровье людей.
С развитием техники и технологий автоматизация холодильных машин и установок также получает широкое распространение. При этом создаются все условия для автоматической работы не только отдельных элементов, но и для взаимосвязи всех узлов и участков процесса. Так, при автоматическом поддержании температуры в камерах стремятся к установлению равновесия в системах компрессор – испаритель, компрессор – конденсатор и в системе охлаждаемый объект – испаритель – компрессор. Некоторые вспомогательные процессы, например, оттаивание инея с поверхности охлаждающих устройств, могут также выполняться автоматически. Это создает предпосылки для полной автоматизации холодильных машин и установок.
В последнее время для автоматизации холодильных машин и установок начинают широко применяться шкафы управления, в состав которых входят контроллеры. Контроллеры позволяют быстро задавать рабочие параметры, в любой момент визуализировать значения этих параметров и получать краткие отчеты о состоянии холодильной машины или установки. Они имеют дисплей, который индицирует режим работы, заданные или текущие значения рабочих параметров и информацию об имеющихся аварийных ситуациях. В памяти электронной карты сохраняется информация обо всех значениях рабочих
параметров, |
заданных |
при |
последней |
модификации. Эта |
информация |
|
используется для восстановления режима работы, имевшего место перед |
|
|||||
аварийным отключением или сбоем в электропитании. В дальнейшем при |
|
|||||
использовании панелей дистанционного управления становится возможным |
|
|||||
управление на расстоянии всеми функциями холодильной машины и получение |
|
|||||
информации об имевших место аварийных ситуациях. |
|
|
||||
Таким |
образом, |
целью |
работы |
является |
изучение |
стен |
автоматизированной холодильной машины и получение практических навыков по программированию контроллеров на примере Dixell XR 60C.
4
1 Описание учебного стенда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для |
|
проведения |
|
практического |
|
занятия |
используется«Стенд |
|
по |
|
|||||||||
программированию контроллера Dixell XR 60C», схема которого приведена на |
|
||||||||||||||||||
рисунке 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стенд представляет собой графическое изображение схемы холодильной |
|
||||||||||||||||||
машины |
I |
со |
встроенным |
|
в |
неё |
светодиодамиII, контроллером |
III, |
|
||||||||||
подключенным |
к |
сети |
|
переменного |
тока220 В, |
и |
двух |
регуляторовIV, |
|
||||||||||
имитирующих работу датчиков температуры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
На схеме холодильной машины использованы следующие обозначения: |
|
||||||||||||||||||
ВО – воздухоохладитель, |
ДТ1 и ДТ2 – датчики температуры, ЗВ1 и ЗВ2 – |
|
|||||||||||||||||
запорные |
вентили, |
ИВ – индикатор |
влажности, КД – конденсатор, КМ – |
|
|||||||||||||||
компрессор, |
|
МО – маслоотделитель, ОКД – обратный |
|
клапан |
|
||||||||||||||
дифференциальный, Р – ресивер, РДИ – регулятор давления испарения, РДК – |
|
||||||||||||||||||
регулятор |
|
давления |
конденсации, СК |
– |
соленоидный |
клапан, |
ТРВ |
– |
|
||||||||||
терморегулируюций |
|
вентиль, |
ФО |
|
– |
фильтр-осушитель, |
ЭН |
|
– |
|
|||||||||
электронагреватель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Холодильная |
машина (рисунок |
1) |
работает |
следующим |
образом. |
В |
|
||||||||||||
воздухоохладителе ВО за счёт отвода теплоты от охлаждаемого объекта кипит |
|
||||||||||||||||||
холодильный |
|
агент. |
Образовавшийся |
пар всасывается компрессоромКМ и |
|
||||||||||||||
нагнетается |
в |
маслоотделитель МО. |
Там |
происходит отделение |
масла от |
|
|||||||||||||
парообразного |
хладагента, которое |
|
постепенно |
накапливается |
внизу |
||||||||||||||
маслоотделителя. В конструкции МО предусматривается поплавок (на рисунке |
|
||||||||||||||||||
1 не показан), который поднимается с ростом уровня масла. Прикрепленный к |
|
||||||||||||||||||
поплавку клапан при этом открывает отверстие в сливном патрубке, и масло |
|
||||||||||||||||||
под действием паров высокого давления возвращается в картер компрессора. |
|
|
|||||||||||||||||
Парообразный |
холодильный |
агент, в свою очередь, поступает в |
|
||||||||||||||||
воздушный |
конденсатор |
КД, |
где |
перегретые |
пары |
хладагента |
вначале |
|
|||||||||||
охлаждаются |
|
до |
состояния |
насыщения, |
|
затем |
|
конденсируются. |
|
||||||||||
Образовавшаяся жидкость сливается в жидкостный ресиверР, из которого |
|
||||||||||||||||||
через терморегулирующий вентиль ТРВ она дросселируется и вновь поступает |
|
||||||||||||||||||
в воздухоохладитель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
При |
помощи |
терморегулирующего |
|
вентиля(на |
схеме – рисунок |
1 |
– |
|
|||||||||||
показан |
механический ТРВ |
с |
внешним |
|
уравновешиванием) осуществляется |
|
|||||||||||||
поддержание |
|
такого расхода жидкого хладагента, который обеспечивает |
|
||||||||||||||||
заданный перегрев пара на всасывание в компрессор. Этим обеспечивается |
|
||||||||||||||||||
отсутствие |
|
влажного |
|
хода |
|
|
компрессора |
и |
|
его |
ма |
||||||||
производительность при заданной температуре кипения. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Перед |
ТРВ установлен фильтр-осушительФО, предназначенный для |
|
|||||||||||||||||
отделения воды от холодильного агента. Количество воды, содержащееся в |
|
||||||||||||||||||
холодильном |
|
агенте, определяется |
по индикатору влажностиИВ. |
При |
|
||||||||||||||
показаниях индикатора «влажно» необходима замена фильтра. С этой целью в |
|
||||||||||||||||||
конструкции |
холодильной |
машины предусмотрены |
запорные |
вентилиЗВ1 и |
|
||||||||||||||
ЗВ2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
ВО |
ДТ1 |
ДТ2 |
РДИ |
МО |
ОКД |
|
КД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КМ |
|
|
|
6 |
ТРВ |
|
СК |
ЭН |
|
|
|
|
|
РДК |
|
|
|
|
|
|
Р |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗВ1 |
ИВ |
ФО |
ЗВ2 |
|
I |
II |
III |
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1 – Схема учебного стенда |
|
||||
В |
ряде |
случаев |
компрессор, конденсатор |
и |
линейный |
ресивер |
||
конструктивно объединяются в один агрегат. Компрессоры таких агрегатов, как |
||||||||
правило, комплектуются защитными реле низкого и высокого давления(на |
||||||||
рисунке 1 |
не показаны), которые отключают |
компрессор |
при опасных |
или |
||||
нежелательных |
режимах |
работы. Так, например, |
защитное реле |
высокого |
||||
давления настраивается на давление, не превышающее расчетное, то есть |
||||||||
давление |
испытания на |
плотность. Если в |
системе |
смазки |
компрессора |
|||
используется масляный насос, то компрессор комплектуется реле давления
масла, отключающим компрессор в случае снижения давления масла в системе. |
|
|||||||
Компрессор |
также |
может |
комплектоваться |
защитой |
от |
перегр |
||
электродвигателя и блокировкой пуска компрессора при низкой температуре |
||||||||
масла в картере. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
компрессорно-конденсаторный |
агрегат |
|
установлен |
||||
отапливаемого помещения, он должен быть дополнительно укомплектован |
||||||||
картерным |
нагревателем, |
предназначенным |
для защиты |
компрессора |
от |
|||
«холодного» |
запуска в холодный период . годаДля пуска агрегата |
и |
||||||
поддержания необходимого давления конденсации в холодный период года |
||||||||
необходима |
также |
установка |
гидравлического |
регулятора |
давле |
|||
конденсации РДК и обратного клапана ОКД. |
В действительности, из-за очень |
|
||||||
низкого давления на входе в ТРВ подача жидкого хладагента в испаритель
осуществляется в |
недостаточном |
количестве, что |
приводит к |
резкому |
|
понижению давления |
на |
всасывании |
в компрессор и отключению его по |
||
сигналу защитного реле низкого давления. Использование РДК позволяет |
|||||
снизить поверхность теплообмена конденсатора за счет подъема в нем уровня |
|||||
жидкого хладагента. |
Если |
давление |
конденсации |
будет ниже |
величины, |
обусловленной настройкой клапана, проход жидкости в ресивер начнет перекрываться. Жидкость не сможет больше беспрепятственно проходить в ресивер и ее уровень в конденсаторе поднимется, что приведет к снижению поверхности теплообмена. Поскольку при этом из ресивера продолжается поступление жидкости на вход вТРВ, давление в нем начинает падать, так как ресивер перестает получать жидкость. Когда давление в ресивере упадет ниже давления нагнетания на определенную величину, дифференциальный обратный клапан ОКД открывается и перепускает пар высокого давления. Это приводит к повышению давления в ресивере, что и обеспечивает необходимый расход жидкого хладагента через ТРВ. Когда же давление конденсации возрастает и становится больше величины настройки, регулятор РДК полностью открыт и беспрепятственно пропускает жидкость в ресивер.
Между воздухоохладителем и компрессором установлен регулятор давления РДИ. Установка регулятора позволяет избежать бурного вскипания жидкого хладагента в воздухоохладителе и попадания его в полость всасывания при включении компрессора или резком увеличении тепловой нагрузки на воздухоохладитель. Регулятор также уменьшает нагрузку на компрессор при его пуске. На номинальном установившемся режиме регулятор давления будет
полностью открыт и не будет оказывать заметного влияния на работ холодильной машины.
7
Для |
поддержания |
заданной |
температуры |
в |
охлаждаемом |
объекте |
используется статическое двухпозиционное регулирование. С этой целью в |
||||||
камере установлен датчик температурыДТ1, по сигналу которого происходит |
|
|||||
закрытие |
или открытие электромагнитного клапанаСК, |
а |
также выключение |
|
||
или включение компрессора. Для автоматического удаления инея с наружной поверхности воздухоохладителя используется электрический обогрев, при помощи электронагревателя ЭН, отключение которого происходит по сигналу датчика ДТ2. Управление работой холодильной машины осуществляется при помощи контроллера Dixell XR 60C.
|
2 Описание работы контроллера |
|
|
||
|
Модель XR 60C – микропроцессорный контроллер, который применяется |
||||
в |
средне- |
и |
низкотемпературных |
холодильных |
установках |
воздухоохладителями. Он имеет три выходных зажима для подключения реле, управляющими компрессором, вентилятором воздухоохладителя и процессом оттаивания, которое может быть либо электрическим, либо горячими парами. Контроллер также снабжен двумя входами для датчик, одинв из которых используется для контроля температуры в охлаждаемом объекте, а второй размещается на поверхности воздухоохладителя и контролирует температуру окончания оттаивания. Цифровой вход контроллера может использоваться для подключения еще одного датчика. Электрическая схема контроллера приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Электрическая схема контроллера Dixell XR 60C
Термостатирующий датчик (датчик помещения) рекомендуется размещать вдали от потоков воздуха для корректного измерения средней температуры помещения. Датчик окончания оттаивания(датчик испарителя) располагается между ребрами воздухоохладителя в наиболее холодном месте, где образуется наибольшее количество инея, а также вдали от нагревателей или наиболее теплого места в период оттаивания во избежание преждевременного окончания оттаивания.
Регулирование температуры помещения производится в соответствии с температурой, измеряемой при помощи термостатирующего датчика
8
термостата с положительным дифференциалом от заданного значения. Если
температура |
увеличивается (см. рисунок |
3) и |
достигает |
значения, |
превышающего уставку на определенный дифференциал, то компрессор |
||||
включается и |
затем отключается при |
достижении температурой снов |
||
заданного значения. В случае неисправности термостатирующего датчика пуск и останов компрессора планируются по времени через параметры«COn» и «COF» (Приложение А).
SET – заданное значение температуры (уставка); HY – дифференциал Рисунок 3 – Изменение температуры воздуха охлаждаемого помещения
Компрессор |
может |
работать |
не |
отключаясь(непрерывный цикл) |
в |
|
||||||||
течение времени, установленного через параметр«CCt». Непрерывный цикл |
|
|||||||||||||
используется, |
например, |
после |
загрузки |
охлаждаемого |
помещения |
новой |
||||||||
порцией продукта. Если оттаивание не выполняется в текущий момент, то |
|
|||||||||||||
непрерывный цикл может быть активирован нажатием кнопки« |
» примерно |
|
||||||||||||
на 3 секунды. Он может быть прерван до окончания установленного времени с |
|
|||||||||||||
использованием той же кнопки « |
», нажатой примерно на 3 секунды. |
|
|
|
||||||||||
Через параметр «tdF» доступны два способа удаления инея: оттаивание |
|
|||||||||||||
при помощи |
электрического |
нагревателя(tdF = EL) и |
оттаивание |
горячим |
|
|||||||||
паром |
(tdF = in). |
Другие |
параметры |
используются |
для контроля |
интервала |
|
|||||||
между |
циклами |
оттаивания«IdF», его |
максимальной |
продолжительности |
|
|||||||||
«MdF» и двумя способами оттаивания: спланированный по времени или |
|
|||||||||||||
контролируемый |
при |
помощи |
датчика, установленного |
|
на |
наружной |
||||||||
поверхности воздухоохладителя «P2P». Для начала оттаивания вручную кнопка |
|
|||||||||||||
« » удерживается нажатой более 2 секунд. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Режим |
управления |
вентилятором |
выбирается |
при |
помощи |
параметра |
||||||||
«FnC». Если (FnC = C_n), то вентиляторы |
будут включаться |
и отключаться |
|
|||||||||||
вместе с компрессором и не будут работать в течение процесса оттаивания. В |
|
|||||||||||||
случае выбора (FnC = о_n) вентиляторы будут работать, даже если компрессор |
|
|||||||||||||
выключен, но будут выключены в |
течение оттаивания. После процесса |
|
||||||||||||
оттаивания имеется временная задержка на запуск вентилятора, необходимая |
|
|||||||||||||
для |
дренирования |
образовавшегося |
водяного |
|
конденсата |
и |
кото |
|||||||
устанавливается |
параметром «Fnd». Когда (FnC=C_Y) |
вентиляторы |
будут |
|
||||||||||
включаться |
и |
отключаться |
вместе |
с |
компрессором |
и |
работать |
во |
время |
|||||
9
оттаивания, тогда |
как |
выбор(FnC=о_Y) приведет |
к постоянной работе |
||
вентиляторов воздухоохладителя. |
|
|
|
||
Дополнительный параметр «FSt» обеспечивает |
установку |
температуры, |
|||
определяемую датчиком на поверхности воздухоохладителя, выше которой |
|||||
вентиляторы всегда выключены. |
|
|
|
||
3 Программирование контроллера |
|
|
|
||
Контроллеры |
Dixell |
легко программируются |
через |
параметры |
при |
помощи кнопок. Передняя панель контроллера приведена |
на рисунке4, |
а |
|||
функции светодиодных индикаторов в таблице 1. |
|
|
|
||
Рисунок 4 – Передняя панель управления контроллера XR 60C |
|
|||||
Кнопки контроллера имеют следующее назначение: |
|
|
||||
«SET» |
– |
для |
отображения |
заданного значения(уставки); в режиме |
||
программирования выбирает параметр или подтверждает действие; |
|
|||||
« » – для начала процесса оттаивания вручную; |
|
|
||||
« » |
– |
для |
отображения |
сохраненного |
максимального |
значения |
температуры; в режиме программирования считывает коды параметров или увеличивает значение, отображаемое на экране;
«
» – для отображения сохраненного минимального значения температуры; в режиме программирования считывает коды параметров или уменьшает значение, отображаемое на экране;
« + |
» – блокирует или разблокирует клавиатуру; |
||
«SET + » – для входа в режим программирования; |
|||
«SET |
+ |
» – |
для возврата в режим отображения температуры |
помещения. |
|
|
|
Таблица 1 – Функции светодиодных индикаторов |
|||
Индикатор |
|
Режим |
Функция индикатора |
|
включен |
компрессор работает |
|
|
мигает |
включена задержка от «зацикливания» компрессора |
|
+ |
мигают |
фаза программирования |
|
|
включен |
включено оттаивание |
|
|
мигает |
идет процесс дренажа |
|
|
включен |
включены вентиляторы |
|
|
мигает |
включена задержка работы вентиляторов после оттаивания |
|
10