IOT自动化冷库制冷系统设计要点分析

谭永安

松下冷机系统（大连）有限公司 辽宁大连 116600

1 自动化冷库制冷系统的优点

1.1 对冷库各种数据进行实时显示和调节

自动化冷库制冷系统可以通过IOT管理整个系统的关键设备，而且能够在上位机和远程手持端对整个系统进行监控和控制，包括对冷库各个冷却间的温度进行显示，还可以对压缩机运行状态、附属设备工作情况进行实时显示，对系统压力、温度、电气等参数进行显示和调节。同时还能对冷间温度、压缩机运行状态关键参数、能耗，冷库门开关次数进行记录和分析。自动化冷库制冷系统具有的监控报警功能，能够对异常温度、压力等核心参数进行报警提示，便于设备维护人员能及时发现异常情况并预判系统风险，提前降低系统维护损失。另外，自动化冷库的IOT系统还可以根据货物进出情况和环境温度条件，自动调节制冷系统的机组蒸发温度和冷凝温度设定，达到削峰填谷和节能的目的[1]。

1.2 更精准的库温控制和检测

带IOT的自动化冷库制冷系统能够单独检测冷却间各区域温度，可以根据客户类型，所存储货物种类，进行平均温度控制，回风温度控制或分区控制。实现更精准和贴近用户需求的库温控制。通过对冷却间温度的实时监测，实现对流量调节阀门的精确控制。而常规的冷库控制系统往往需要工作人员以轮值守班的方式对冷库温度进行监测和控制，抑或是模糊的自动控制，相比而言，拥有IOT系统的自动化冷库制冷系统可以省去维护人员轮值守班，节省人工成本。

1.3 更高的系统安全性

装有IOT系统的自动化冷库制冷系统不仅可以提供自动保护功能，在当冷库运行出现故障时发出报警和停机保护，还具备系统实时健康检测功能。维护人员可以利用手机APP实时查看系统运行状况，实时了解系统健康评分指数，在系统发生故障前予以纠偏，防止损失的发生。同时，涉及系统安全性较高的参数故障，系统会以微信和短信的方式通知维护人员，这样工作人员可以更加及时地处理故障，安全风险较高的故障系统会控制相关设备进行停机保护。所以说，IOT系统可以让冷库制冷系统拥有更高的安全性。

1.4 更便捷的管理功能和KPI考核

自动化冷库的IOT系统，可以为客户提供更加人性化和便捷的管理功能。通过多方位数据的采集，IOT系统除制冷系统本身相关设备和参数外，可以实现对扫码枪、货台滑升门、冷库门、冷库照明灯、系统耗水量、凝结水排水量、系统耗电量等相关设备和状态参数的监控和管理。附以数据记录和分析功能，可以实现更加精准的数据对比和分析，如能耗同比、能耗环比，水耗同环比，同等进出货量开关门时间的对比等等，指导用户对系统进行进一步的管理优化升级和作业人员的KPI考核。

2 结合实例分析自动化冷库制冷系统设计

现有一个容积为36000m³，容量为8600T的自动化冷库，该冷库的冷藏间有13间，还有5间冻结间，每天可以储藏42吨物品，最初设计的冷藏间温度是-24℃，冷冻间温度为-28℃，随着后期冷风机数量的不断增加，现在能够达到的最低温度为-30℃。

表1 某自动化冷库建设工程

2.1 利用IOT系统对制冷和配套的动力系统进行自动控制

冷库可以利用IOT系统对制冷和配套的动力系统进行自动控制，这样既可以增强制冷设备运行稳定性，又可以增强制冷系统运行的可靠性，从而促使制冷系统更具高效性、安全性和节能性。和传统冷库相比，该自动化冷库可以节约高达21%的电量。该冷库自从竣工投入使用后，到现在已经有近10年的时间，运行情况一直都良好，这充分证明了IOT自动化制冷系统的可行性和有效性。对该冷库的日耗电量进行调查发现，其在一年内的日耗电量平均为0.35千瓦/吨.天，大大低于传统冷库日耗电量和行业平均水平，系统附以峰谷自动调节功能，从而大大提升了企业经济收益。

2.2 控制系统结构

工业总线型网络是该冷库采用的控制系统架构，这种控制系统可以确保各节点之间通讯的可靠性，而且该系统能够对监控进行集中处理，对控制进行分散处理。根据功效的不同可以将控制系统分为监控、控制、设备三个层次。①监控层由专用工控机负责，由于该工控机中装备了组态软件，因此可以集中监控下位机，还可以配置和管理系统参数，同时还可以在工控机上对各个监测点动态进行显示，并以表格的形式对系统数据进行自动统计，通过打印机对系统数据进行打印，在授权范围内可以进行数据的设置和修改。②多个属于独立子系统的PLC构成了控制层，这些PLC可以采集控制本地设备数据，并借助通讯网络给上位监控及时传送所有相关数据。③处于整个控制系统最底层的是设备层，在控制系统中占据关键位置，执行器和检测单元是其主要构成，能够执行控制系统的命令，并完成数据采集任务。

2.3 合理的选择制冷系统形式和蒸发器送风方式

制冷系统形式对能耗有着较大的影响，该冷库因机房离库区较远，所以采用了氟利昂泵供液的系统形式。同时，库温能够对库内货物品质产生决定性影响，因此需要合理的选择蒸发器和送风方式。一般情况下，冷库目前都会采用具有强制对流降温功能的冷风机和自然对流降温功能的排管作为蒸发器。由于该实例中的自动化冷库有着较高的高度和库容，因此该冷库采用具有强制送风功能的冷风机，同时增设织物风管用于优化设计冷库内的送风方式和降低干耗，以此来确保冷库温度的均匀性。

3 结语

制冷系统和控制系统是自动化冷库建设中至关重要的设施，合理设计制冷和控制系统可以确保自动化冷库的平稳和节能运行，并有效延长物品的储藏时间，为用户创造更大价值。