CN210133269U - 一种基于plc控制系统的舰船潜水舱环控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，包括压缩机制冷系统、内循环泵、冷水循环系统、热水循环系统、PLC控制系统，冷水循环系统包括冷水箱、冷水供水电磁阀、冷水回水电磁阀，热水循环系统包括内置电加热装置的热水箱、热水供水电磁阀、热水回水电磁阀，冷水循环系统和热水循环系统还共用外循环水泵、潜水舱风机盘管；压缩机制冷系统、内循环泵、冷水箱构成制冷循环回路；冷水箱、外循环水泵、潜水舱风机盘管构成冷水循环回路；热水箱、外循环水泵、潜水舱风机盘管构成热水循环回路；PLC控制系统分别与压缩机制冷系统、潜水舱风机盘管、热水箱中的电加热装置、内循环泵、外循环泵控制连接。

Description

一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体是一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置。

背景技术

多年来，我国在潜水领域不断寻求突破和发展，随着科技水平的提高，潜水领域深层次的发展和研究迫在眉睫，对潜水工作人员的个方面的素质要求也更高，因此对潜水工作人员的专业训练以及作业前与作业后环境适应性也就更为重要，由于潜水作业人员在下潜作业的过程中，随下潜深度变化水温随之变化较大而且受水流影响较为复杂，以往的常规训练对潜水工作人员在潜水作业前与潜水作业后环境适应性较为薄弱，且无法实现温度变化快速响应，因此一种基于PLC 控制系统的舰船潜水舱环控装置甚为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，以达到潜水舱内环控快速响应以及精确控温的目的。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：包括压缩机制冷系统、内循环泵、冷水循环系统、热水循环系统、管路连接系统、PLC控制系统，所述冷水循环系统包括冷水箱、冷水供水电磁阀、冷水回水电磁阀，热水循环系统包括内置电加热装置的热水箱、热水供水电磁阀、热水回水电磁阀，冷水循环系统和热水循环系统还共用外循环水泵、潜水舱风机盘管；

所述压缩机制冷系统包括有海水换热的壳管冷凝器、壳管冷凝器制冷接口与压缩机的出口引出管道并连接向阀后再依次连接储液器、干燥过滤器、膨胀阀和板式换热器制冷接口后接入所述压缩机的进口，形成压缩机制冷循环系统。

板式换热器水路接口通过管路与内循环泵进口连接，内循环泵出口通过管路与冷水循环系统中的冷水箱连接，冷水箱通过管路再回接至压缩机制冷系统，由此构成冷水制冷循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道。

冷水循环系统中，冷水箱通过冷水供水电磁阀及管道与外循环水泵的进口连接，外循环水泵的出口通过管路与潜水舱风机盘管进水口连接，潜水舱风机盘管出水口再通过冷水回水电磁阀回接至冷水箱，由此构成冷水循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道。

热水循环系统中，热水箱通过热水供水电磁阀及管路与外循环水泵的进口连接，外循环水泵的出口通过管路与潜水舱风机盘管进口连接，潜水舱风机盘管出口再通过热水回水电磁阀回接至热水箱，由此构成热水循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道。

潜水舱风机盘管包括风机盘管进水口、风机盘管出水口以及风机。

所述PLC控制系统分别与压缩机制冷系统、潜水舱风机盘管、热水箱中的电加热装置、内循环泵、外循环泵控制连接。

所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：所述压缩机制冷系统中冷凝器采用海水换热的壳管冷凝器。

所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：所述潜水舱风机盘管与冷水回水电磁阀、热水回水电磁阀之间管路分别设有传感器检测装置，传感器检测装置与PLC控制系统连接。

本实用新型中压缩机制冷系统冷凝装置采用海水换热的壳管冷凝器，充分利用海水冷凝，换热效率高。

本实用新型中冷水循环回路与热水循环回路相对独立，避免相互串水而降低效率。

本实用新型中冷水箱温度靠压缩机制冷系统保持在7℃±1℃，热水箱温度靠电加热装置保持在50℃±1℃，为潜水舱制冷或制热切换实现快速响应做充分准备。

本实用新型中制冷与制热可通过冷水供水电磁阀、热水供水电磁阀、冷水回水电磁阀、热水回水电磁阀切换而实现快速响应。

本实用新型中冷水与热水循环回路共用潜水舱风机盘管，节省舱内空间，风机盘管风机转速由PLC控制无级调速。

本实用新型采用PLC控制系统，传感器检测装置可实时检测舱内供水流量、压力以及舱内温度。

PLC控制系统为控制核心，通过触摸屏温度设定，PLC控制系统作出计算比较，通过执行机构启停内循环泵、压缩机制冷系统，使冷水箱温度保持在7℃±1℃，PLC控制系统通过对热水箱电加热装置启停控制，使热水箱温度保持在 50℃±1℃，根据潜水舱内触摸屏设定温度与潜水舱内实际温度比较，PLC控制系统进行判断，当潜水舱内需要制冷时，冷水供水阀与冷水回水阀开启，外循环泵开启，舱内实现快速制冷，当舱内制冷温度达到舱内设定温度后，PLC控制系统控制舱内风机盘管风机转速，实现温度制冷精确控温；当潜水舱内需要制热时，热水供水阀与热水回水阀开启，外循环泵开启，舱内实现快速制热，当舱内制冷温度达到舱内设定温度后，PLC控制舱内风机盘管风机转速，实现制热温度精确控温。

本实用新型制冷与制热共用外循环泵与潜水舱风机盘管，制冷与制热环路相对独立，舱内节省空间，控制精度高，响应快。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型舱内温度控制精度高。

2、本实用新型的温度控制冷水与热水相对独立，响应快。

3、本实用新型自动化程度较高，开机实现一键操作。

4、本实用新型压缩机制冷系统利用海水冷凝换热，换热效率高，节省空间。

5、本实用新型的制冷机组运行状态，如温度、故障状态和工作状态等数据及时通过触摸屏显示反馈出来，方便观测，完成了对制冷机组系统运行参数的时刻监控。

附图说明

图1是本实用新型原理框图。

图2a是执行部分原理图，图2b是PLC原理图。

图3为控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，包括压缩机制冷系统1、内循环泵2、冷水循环系统、热水循环系统、PLC控制系统12，冷水循环系统包括冷水箱3、冷水供水电磁阀5、冷水回水电磁阀10，热水循环系统包括内置电加热装置的热水箱4、热水供水电磁阀6、热水回水电磁阀11，冷水循环系统和热水循环系统还共用外循环水泵7、潜水舱风机盘管8；

压缩机制冷系统1通过管路与内循环泵2进口连接，内循环泵2出口通过管路与冷水循环系统中的冷水箱3连接，冷水箱3通过管路再回接至压缩机制冷系统1，由此构成制冷循环回路；

冷水循环系统中，冷水箱3通过冷水供水电磁阀5与外循环水泵7的进口连接，外循环水泵7的出口通过管路与潜水舱风机盘管8进口连接，潜水舱风机盘管8出口再通过冷水回水电磁阀10回接至冷水箱3，由此构成冷水循环回路；

热水循环系统中，热水箱4通过热水供水电磁阀6与外循环水泵7的进口连接，外循环水泵7的出口通过管路与潜水舱风机盘管8进口连接，潜水舱风机盘管8出口再通过热水回水电磁阀11回接至热水箱4，由此构成热水循环回路；

PLC控制系统12分别与压缩机制冷系统1、潜水舱风机盘管8、热水箱4 中的电加热装置、内循环泵2、外循环泵7控制连接。

压缩机制冷系统1中冷凝器采用海水换热的壳管冷凝器。

潜水舱风机盘管8与冷水回水电磁阀10、热水回水电磁阀11之间管路分别设有传感器检测装置9，传感器检测装置9与PLC控制系统12连接。

PLC控制系统见电气原理图2。图2中，QF1-QF5为开关断路器，KM1-KM5 为接触器，FR1-FR4为热过载继电器。PC1-PC2为PLC装置。

PLC控制系统接收所有DI信号(开关量输入)和AI(模拟量输入)，经过程序高速准确的运算后，由触摸屏发出操作指令，PLC控制系统的输出模块作出相应输出DO信号(开关量输出)控制制冷机组、水泵、电加热装置、风机盘管等以及电磁阀的开启与关闭，实现舱内制冷与热功能，同时输出AO信号(模拟量输出)调节风机盘管风速，控制温度精度。

PLC控制系统能够接收来自机组内部和外围的所有DI信号(开关量输入信号)，例如压缩机高压保护、压缩机低压保护、压缩机过载保护、压缩机过热保护、水泵过载保护、1#风机过载保护、2#风机过载保护、水箱液位保护、水流量保护、海水压力保护、电源逆缺相保护、电加热热保护等。

PLC控制系统能够接收来自机组内部和外围的所有AI信号(模拟量量输入信号)，例如舱内温度、水箱温度等。

PLC控制系统能够输出DO信号(开关量输出信号)控制：压缩机接触器 KM1启停信号、水泵接触器KM2启停信号、风机接触器KM3启停信号、1#电加热接触器KM4启停信号、2#电加热接触器KM5启停信号、冷水供水电磁阀，启停、冷水回水电磁阀启停、热水供水电磁阀启停、热水回水电磁阀启停。

PLC控制系统能够输出0-10V信号，根据舱内实际温度与设定温度比较，对风机盘管风机进行调速。

如图3所示，当冷水箱温度大于8℃时，启动内循环泵，20秒后启动制冷系统，当冷水箱温度小于6℃时，关闭制冷系统，20秒后关闭内循环泵，保证冷水箱温度保持在7℃±1℃。

当热水箱温度小于49℃，启动电加热，当热水箱温度大于51℃，关闭电加热，保证热水箱温度保持在50℃±1℃。

当舱内选择制冷模式时，打开冷水供水电磁阀1、冷水回水电磁阀2，启动外循环泵、启动舱内风机盘管风机、根据舱内实际温度与设定温度比较，对风机进行无级调速，实现制冷精确控温。

当舱内选择制热模式时，打开热水供水电磁阀1、热水回水电磁阀2，启动外循环泵、启动舱内风机盘管风机、根据舱内实际温度与设定温度比较，对风机进行无级调速，实现制热精确控温。

本实用新型中，PLC控制系统接收所有DI信号(开关量输入)和AI(模拟量输入)信号，经过程序高速准确的运算后，由触摸屏发出操作指令，PLC控制系统的输出模块作出相应输出DO信号(开关量输出)控制压缩机制冷系统、内循环泵、外循环泵、潜水舱风机盘管、电加热装置的启停与关闭，PLC控制系统接收所有信号后高精度准确的计算，根据舱内的实际温度与设定温度的计算比较、快速判断制冷与制热，冷水回路与热水回路快速相应切换，实现制冷与制热的快速响应，同时输出AO信号(模拟量输出)调节风机盘管风机速度，对风速无极调节，以实现潜水舱内控制温度精度。

Claims (6)

1.一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：包括压缩机制冷系统、内循环泵、冷水循环系统、热水循环系统、管路连接系统、PLC控制系统，所述冷水循环系统包括冷水箱、冷水供水电磁阀、冷水回水电磁阀，热水循环系统包括内置电加热装置的热水箱、热水供水电磁阀、热水回水电磁阀，冷水循环系统和热水循环系统还共用外循环水泵、潜水舱风机盘管；

所述压缩机制冷系统包括有海水换热的壳管冷凝器、壳管冷凝器制冷接口与压缩机的出口引出管道并连接向阀后再依次连接储液器、干燥过滤器、膨胀阀和板式换热器制冷接口后接入所述压缩机的进口，形成压缩机制冷循环系统；

板式换热器水路接口通过管路与内循环泵进口连接，内循环泵出口通过管路与冷水循环系统中的冷水箱连接，冷水箱通过管路再回接至压缩机制冷系统，由此构成冷水制冷循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道；

冷水循环系统中，冷水箱通过冷水供水电磁阀及管道与外循环水泵的进口连接，外循环水泵的出口通过管路与潜水舱风机盘管进水口连接，潜水舱风机盘管出水口再通过冷水回水电磁阀回接至冷水箱，由此构成冷水循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道；

热水循环系统中，热水箱通过热水供水电磁阀及管路与外循环水泵的进口连接，外循环水泵的出口通过管路与潜水舱风机盘管进口连接，潜水舱风机盘管出口再通过热水回水电磁阀回接至热水箱，由此构成热水循环回路，其中所连接管道均为不锈钢防腐管道；

潜水舱风机盘管包括风机盘管进水口、风机盘管出水口以及风机；

所述PLC控制系统分别与压缩机制冷系统、潜水舱风机盘管、热水箱中的电加热装置、内循环泵、外循环泵控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：所述压缩机制冷系统中冷凝器采用海水换热的壳管冷凝器。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：所述潜水舱风机盘管与冷水回水电磁阀、热水回水电磁阀之间管路分别设有传感器检测装置，传感器检测装置与PLC控制系统连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：冷水箱恒温7℃±1℃，热水箱恒温在50℃±1℃，实现潜水舱制冷或制热切快速响应。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：风机盘管风机无极调速，实现潜水舱内高精度控温。

6.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制系统的舰船潜水舱环控装置，其特征在于：冷水循环回路与热水循环回路相对独立，避免相互串水而降低效率。

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