Основы автоматизации холодильных установок

В числе многих направлений совершенствования холодильных установок одно из ведущих мест принадлежит автоматизации, или, как сейчас принято говорить; автоматическому управлению. История развития холодильной техники тесно связана с параллельной разработкой и совершенствованием систем автоматического управления, внедрением электроники, а в самое последнее время — вычислительной и микропроцессорной техники.

Цели и задачи автоматизации

Множество задач, которые решает автоматизация в холодильной технике, можно условно сгруппировать по целевым признакам. Главные из них:

повышение экономической эффективности холодильных установок;

поддержание заданных режимов технологических процессов;

обеспечение безопасной эксплуатации холодильных установок;

выдача информации о работе холодильных установок.

Указанные задачи часто выполняются одними и теми же методами и средствами.

Повышение экономической эффективности холодильных установок

Основным экономическим критерием, определяющим эффективность холодильной установки, является стоимость выработки единицы холода. Она зависит от большого числа различных показателей. С помощью автоматизации можно влиять только на некоторые из них, а именно: трудоемкость обслуживания, расходы на электроэнергию и охлаждающую воду.

Трудоемкость обслуживания можно уменьшить, если создать рациональную и надежную систему автоматизации холодильной установки, что позволит сократить численность обслуживающего персонала или вообще отказаться от непрерывного наблюдения и перейти к периодическому обслуживанию.

Расходы на электроэнергию можно снизить настройкой системы автоматизации холодильной установки на такие режимы, которые обеспечивают наименьшее потребление электроэнергии. Такими режимами являются, например, работа при самых высоких допустимых температурах кипения, своевременное оттаивание инея с охлаждающих поверхностей, отключение ненужных в данный момент потребителей электроэнергии (насосов, вентиляторов и др.), максимальная выработка холода в периоды сниженных тарифов на электроэнергию (в ночное время).

Расходы на охлаждающую воду уменьшают своевременным отключением неработающих потребителей, а также подачей оптимального количества воды на охлаждение конденсатора.

Поддержание заданных режимов технологических процессов

Таким путем создаются условия, при которых будут минимальными потери пищевых продуктов в процессе их холодильной обработки и особенно — хранения.

Совокупным использованием средств автоматики и рациональных технологических приемов решают следующие конкретные задачи.

Поддержание заданной температуры воздуха в холодильной камере с требуемой точностью, которая зависит от технологических условий. Так, при хранении бананов необходимо поддерживать заданную температуру с точностью ±0,1 °С. Высокую точность обеспечивают соответствующими автоматическими и технологическими устройствами.

Равномерное распределение температур по объему холодильной камеры достигается обычно размещением в определенных местах приборов охлаждения, конструкцией распределительных воздуховодов и т. д. В дополнение иногда вместо сосредоточенной системы автоматики применяют распределенную систему, т. е. устанавливают несколько датчиков, каждый из которых управляет температурой в месте своего расположения. Такая система требует автономных воздухоохладителей или воздухораспределительных устройств.

Поддержание заданной температуры охлаждающей поверхности достигается регулированием температуры кипения хладагента или температуры хладоносителя.

Регулирование относительной влажности воздуха особенно важно в камерах хранения дышащих (выделяющих тепло и влагу) продуктов — фруктов и овощей. Оптимальные условия их хранения обеспечивают, наряду со специальными средствами автоматики, с помощью кондиционеров с увлажнителями и подогревателями воздуха.

Обеспечение безопасной эксплуатации холодильных установок

Эта задача является одной из важнейших, так как от ее решения зависят жизнь и здоровье обслуживающего персонала, сохранность холодильного оборудования, экологическая чистота окружающей среды. Приборы и устройства, обеспечивающие безопасность эксплуатации, объединяются в схемы защиты и блокировки, основные функции которых — предотвратить работу оборудования в опасных режимах и своевременно обнаружить возникшие неполадки.

Схема защиты отключает холодильную установку при выходе за допустимые пределы любой из контролируемых величин — например, давления или температуры нагнетания, уровня жидкого хладагента в каком-либо аппарате или сосуде. Повторный автоматический пуск невозможен до вмешательства персонала.

К схеме защиты относят также приборы, сигнализирующие об утечке аммиака и превышении его допустимой концентрации в машинных и аппаратных отделениях.

Схема блокировки не позволяет пустить основное оборудование, если предварительно не будет включено вспомогательное оборудование — насосы, вентиляторы. Если они во время работы агрегата или машины отключаются, то последние также останавливаются. После восстановления нормальной работы вспомогательного оборудования основное может включиться автоматически.

Выдача информации о работе холодильных установок

Эксплуатация холодильной установки требует информации о текущих процессах, ее анализа и выработки сигналов управления. Часть информации воспринимается автоматическими устройствами и системами, которые формируют и выдают сигналы управления без участия людей. С помощью этой информации решаются рассмотренные выше задачи.

Другую часть информации получает обслуживающий персонал. По ней оценивают работу оборудования, корректируют задания автоматическим устройствам, организуют устранение неполадок и т. д. Эта информация может быть визуальной и документальной.

Средства передачи визуальной информации:

дискретные световые сигналы с помощью ламп или светодиодов — объем информации зависит от числа сигналов и дискретных признаков (включен — выключен, мигающий свет, различие по цветам и расположению на мнемосхеме);

стрелочные или цифровые приборы для измерения температуры, давления, силы тока и других величин;

видеотерминалы (дисплеи) компьютерных информационных систем — на дисплеи выводится вся возможная информация в текстовом, цифровом или графическом виде.

Средства передачи документальной информации:

регистрирующие (самопишущие) измерительные приборы, выдающие информацию в виде графиков во времени;

печатающие устройства (принтеры) компьютерных систем, выдающие информацию в алфавитно-цифровом или графическом виде.

От размещения оборудования, приборов автоматики и рабочих мест обслуживающего персонала зависит расположение устройств, собирающих и выдающих информацию,— это могут быть пульты и щиты управления отдельными агрегатами, и узлами, центральные пункты управления, выносные сигнальные пункты.

Дата добавления: 2013-12-11