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TS带螺杆温控器-手动/温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器
编号：热卖 - 1058976
价格：电议型号：TS品牌：规格：TS
发布商家：在线联系：
产品名称：TS带螺杆温控器-手动/温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器温控器产品链接：手机版链接：TS温控器-手动
工作原理
KSD301-T2手动复位&a href=&温控器&/a&利用双金属片作为感温元件，当温度升至动作温度时，双金属片突跳，传动触头迅速动作；当温度降至某值时，触点不复位，如需重新接通需采用作用力将复位柄按下，温控器触点恢复至原来状态，达到通断电路及人为重新起动开关的目的。具有性能稳定、控温精度高、动作干脆且体积小，量轻、可靠性高、寿命长、对无线电干扰小等特点。
技术参数
1、电气参数：1）CQC、VDE、UL、CUL AC250V 50~60Hz 5A / 10A / 15A（阻性负载）
& & & & & & & & & & & & 2）UL AC125V 50Hz 15A（阻性负载）
2、动作温度范围：0-250℃（任选），温度精度：±2 ±3 ±5 ±10℃
3、回复与动作温度差：8~100℃（任选）
4、接线方式：插端子250#（弯0~90°可选）；插端子187#（弯0~90°可选，厚度0.5、0.8mm可选）
5、使用寿命：≥ 100,000次
6、电气强度：AC 50Hz 1800V历时1min，无闪烁，无击穿
7、接触电阻：≤50mΩ
8、绝缘电阻：≥100MΩ
9、形式：常闭型：温度上升，触点断开，手动复位；常开型：温度上升，触点接通，手动复位；
10、外壳防护等级：IP00；
11、接地方式：通过温控器金属外壳与器件接地金属零件相连。
12、安装方式：螺牙螺杆常用规格（M4.M5,M6）特殊规格可定做。
应用范围
用于空调、饮水机、电热水瓶、热水器、淋浴器、消毒柜、咖啡壶、电蒸锅等电器的控温（开关）之用，同是也适用于其他家用电器、电子仪器、电子控制柜等过热保护（限温）。
注意事项
1、此手动复位型&a href=&温控器&/a&在升温突跳后待温度下降20℃后方可按复位柄，且用力4~6牛顿为宜，不可过大。
2、为确保&a href=&温控器&/a&能正常工作，预留复位柄端面到封盖感温面垂直距离不小于20.4mm。
长沙盈丰电子科技有限公司（前身为长沙本丰亿固温控器厂）创办于1996年，在2004年正式扩建成立。座落在长沙国家高新技术产业开发区境内，占地面积8602.6平方米。十余年来，累计实现产值4亿多元。先后被省市政府授予“湖南省明星民营科技企业”、“湖南省重合同守信用单位”、“湖南省电子元器件领军企业”、 “长沙市优秀高新技术企业”等荣誉称号。& & &
& & 盈丰，专注于生产突跳式温控器，热保护器，温度继电器，汽车温控开关，温度保险丝等电子元器件。产品已经被广泛应用在电子、电器、汽车行业中( 如：家用电器、照明电器、电动工具、发热电器、仪器设备、散热器、冷却机、水箱油箱，监控设备...等)与安全保护温度控制有关的领域。特殊规格可根据客户需求生产。
& & 盈丰坚持“科技以人为本”的理念，拥有一流的技术管理人才，并开展大量项目培训：ISO9001、FEMA、QFD、6SK、6σ、ERP等，为盈丰的发展打下了良好的基础。盈丰设备精良，为提高产品质量，引进了具有国际上最先进技术水平的碟片制造自动生产线，通过引进先进设备和技术，创造性的消化吸收，确保生产过程稳定。
& & 安全可靠是我们共同的追求，盈丰所有产品均采用国家标准（GB14536）和先进国家的行业标准（UL873、EN60730）；产品所有重要部件均采用进口优质材料，精度高，性能可靠，并已获得美国UL可靠性10万次安全认证、加拿大CUL认证、欧洲TUV和VDE认证、CB认证、中国CQC等认证并符合欧洲RoHS指令。
& & 质量是顾客满意的基础，“优质取胜，客户满意”是盈丰的经营宗旨。我们以市场需求为导向，始终坚持以卓越的品质、合理的价格、完美的服务为原则，在平等互利、共同发展的基础上，与国内外客商建立良好的合作关系。真诚欢迎广大客户莅临指导和电函联系洽谈。我们将抱着热忱，友好，积极的态度竭诚为大家服务 ！
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& 使用者都应该清楚，空压机温控阀是起到调节的作用，控制喷油螺杆压缩机主机的喷油温度，利用温控元件根据油温控制该元件阀芯的开启度，从而控制通过油冷却器的油量，让冷、热油混合后到主机去，从而控制了喷油及排气温度。温控阀是不可或缺的，在设备运行过程中，如果油温过低或者过高，它都会做相应的动作，及时让润滑油回到相应的部位中，让其满足机器正常运转的要求。& 对于空压机温控阀需要的事项有哪些？& 1、安装步骤是温控阀的注意事项的关键步骤，在安装的步骤中，要严格按照步骤，不能省略过程。& 2、在使用过程中需要定期进行维护，确保不影响发挥正常作用。因为长时间工作后，其表面会存留一定的杂质，所以我们要做好清洁工作，做好记录。& 3、在清洗温控阀的时候，要认真对待每一步，因为温控阀是由多个小部件组成的，所以在拆卸和安装要根据手册逐步进行，如发现有破损或者变形的情况，马上对其进行更换。& 更多空压机咨讯尽在：& 全国客服热线：
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地址：广东省东莞市石排镇福隆工业区
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合作机构：百度 阿里巴巴 中国电子商务协会台达自动化产品在同向双螺杆挤出机上的应用
台达自动化产品在同向双螺杆挤出机上的应用
摘要：本文针对双螺杆挤出机设备的特点，利用台达全套自动化产品，为客户实现同向双螺杆挤出机的全自动控制。此系统充分利用台达各产品的强项，并用HMI和PLC将这此产品整合，达到强强联合的效果。此套控制系统，构架巧妙，控制精度高，为客户提供了一个性价比优异的控制方案。
　　关键字：双螺杆挤出机、台达、控制精度。
　　Abstract: This article mainly introduces
　　摘要：本文针对双螺杆挤出机设备的特点，利用台达全套自动化产品，为客户实现同向双螺杆挤出机的全自动控制。此系统充分利用台达各产品的强项，并用HMI和PLC将这此产品整合，达到强强联合的效果。此套控制系统，构架巧妙，控制精度高，为客户提供了一个性价比优异的控制方案。
　　关键字：双螺杆挤出机、台达、控制精度。
　　Abstract: This article mainly introduces the characteristic of co-rotating twin screw extruder.It realizes automaic control of co-rotating twin screw extruder for customers. This system utilizes each Delta&s products& advantage and integrates them with HMI and PLC. Thus it can acquire a good result.This control system offers a high performance-price ratio control scheme with its good framework and high control precision.
　　Key words: Co-rotating twin screw extruder, Delta, Control Precision
　　在橡塑机械领域中，作为聚合物加工的主要设备之一，同向双螺杆挤出机以其优异的分散和分布混合能力、较窄的停留时间分布、优良的自洁性等特点，广泛地用于聚合物配混、排气及反应挤出等领域。
　　目前双螺杆挤出机控制系统的控制方式主要可分为传统的继电器＋温控表控制模式、PLC控制模式和DCS控制模式。传统的继电器＋温控器控制模式的优势在于价格便宜，缺点是电柜尺寸大，线路复杂；DCS主要用于大型生产线，档次高，但价格昂贵。而以PLC为控制核心的控制模式是目前挤出机控制系统的主流。
　　在本文中，作者和大家分享利用台达全套自动化产品，开发的同向双螺杆挤出机控制系统，本系统充分利用台达机电产品的高灵活性和扩展性，这些都为PLC在橡塑机械领域的应用提供了极大地方便。
2 同向双螺塑料挤出机的工作原理
　　同向双螺杆塑料挤出机主要由主驱动电机、传动系统、温控系统、喂料系统、真空系统、切粒系统、输送系统及辅机系统等部分组成（见图1）。
图1 同向双螺杆塑料挤出机构成图
　　原料从料斗经喂料系统进入塑料挤出机，物料通过温控系统加热后以合适的温度在挤出机中熔融混炼，由真空系统去除废气，混炼后的熔体以一定的压力通过造粒模板被挤出，经冷却、切粒输送至料仓。此设备中，主驱动电机转速、喂料机转速的转速均可根据生产能力调节控制。
3 选型配置：
3.1 调速部分
　　此设备的主驱动电机为三相交流异步电机，电机功率为11KW，变频器采用台达VFD-B系列高机能，矢量控制型变频器110B43A，此变频器适合带动恒转矩负载，起动转矩大，在150%额定电流的过负载情况下，可以连续工作1分钟，此性能在挤出机启动时（此时设备的阻力最大）十分重要。
　　喂料电机采用台达迷你型M型变频器，此型号变频器体积小巧，还具备简易矢量功能 ，并可实现电机的静音运行。
　　台达变频器都内建RS485接口，通讯协议为标准的MODBUS。
　　主电机变频器和喂料电机变频器的频率给定是由PLC通过RS485接口给定，操作时可在B05S100触摸屏上任意修改转速，实现主机、喂料电机的精确速度给定；同时PLC通过MODBUS通讯读取变频器的工作频率和电流，了解设备的工作情况，并在触摸屏上进行显示，当PLC读取变频器的输出电流达到设定报警电流值并持续一定时间时，PLC会停止主机运转，提示操作人员查找故障原因。
3.2 温控部分
　　挤出机工作时，如果挤出温度过低，会使出料口不畅，造成挤出机构负载过大；如果挤出温度过高，则可能改变原料特性，导致成品报废；因此挤出温度控制决定着塑料挤出机的性能。挤出机的加热装置采用的是电加热，而冷却采用水冷，通过控制排管中水循环带走热量，因此要求温控表具有双输出功能。
　　根据以上要求，我们采用DTE模块化温控器，6个温控区分别进行精确温度控制，控制模式为PID，加热/冷却双向控制，并可自整定，温度控制精度可达&1℃，这样可确保同向双螺杆挤出机的正常运行。加热的输出选择的是电压脉冲输出，用来驱动SSR，冷却的输出选择为继电器输出 ，直接带动电磁阀。
　　另外，此设备还要在机头处检测熔体压力和温度，熔体压力变速器过来的信号为0-10V,对应0-25MPA，熔体温度过来的信号为分度号为K的热电偶信号。如果要将检测熔体压力，传统的方法是使用PLC的模拟量模块，但是为1-2路信号选1个4路模块在成本上来说有点高，而由于台达DTE温控器有扩展DTC温控器的能力，因此我们选择2台DTC2000R作为DTE的扩展，DTC和DTE共用电源线和通过线，并且DTC既可接温度传感器信号,又可接标准的0-10V和4-20Ma信号，这样既减少了接线，又使节约的客户的成本，体现了台达产品配套时的灵活性和高经济性。
3.3 主控PLC和触摸屏
　　触摸屏根据客户要求，选择台达5.6寸B系统触摸屏B05S100，此触摸屏利用其多通讯口的优势，COM1口与PLC相联，设置设备的工作参数，COM2口通过RS485与DTE温控表相联，显示与设置DTE的当前值与目标值。
　　PLC选择的是台达小型高性能EH2系列PLC，DVP48EH00R2, 是控制的核心。开关电源选择的也是台达工业平板电源PMC-024V100W1AA，此产品为全铝外壳，输出能力强。
3.4 最终配置：
（1）PLC: DVP48EH00R2*1
（2）人机界面： DOP-B05S100
（3）变频器: VFD0110B43A+VFD015M43B
（4）开关电源：PMC-024V100W1AA
（5）温控器：DTE10T*1+DTE20T*1+DTE20V*2+DTE20R*2+DTC200R*2
4 系统架构
系统框架如图2所示。
图2 系统架构图
　　其中，台达模块化的DTE温控器用来控制温度，B05S100触摸屏利用其多通讯口的优势，COM1口与PLC相联，设置设备的工作参数，COM2口通过RS485与DTE温控表相联，显示与设置DTE的当前值与目标值，PLC用来控制整机的逻辑，VFD-B变频器用来给主驱动电机调速，VFD-M迷你型变频器用来给喂料电机调调速，PLC通过内建的RS485口与两台变频器通讯，设定变频器的工作频率，读取工作时的转速与电流。
5 上位机画面功能
5.1温度参数设置画面
　　温度的设定与显示画面如图3所示，此功能是触摸屏直接通过屏的RS485口与DTE和DTC通讯。
图3 温度参数设置画面
5.2正常开机流程画面
　　此设备的工艺流程是，首先，温控器先控制执行元件让机器升温到正常工作温度，然后打开油泵，油泵打开后才能开主机，主机启动后，喂料电机才可启动。其它电机如水泵，真空泵，切粒等电机在需要时启动。如果没有异常，机器就这样正常运行下去。
　　在台达B05S100屏上设置主机及喂料电机的频率，还包括主机运行时的报警电流准位，如图4所示：
图4 正常开机流程画面
5.3 触摸屏宏程序说明
　　触摸屏启动时，会先执行INITIAL宏程序（如下），将DTE, DTC温控器的工作模式及传感器类型与范围做个设定，之后，DTE自动进行温度控制。
　　并且工作中，熔体的压力与温度由DTC2000R检测，检测值由触摸屏通过BACKGROUND宏将温度与压力写入PLC的D200,D210寄存器，
(1@D200) = (2#3@TEMP_CTRL-1000)
(1@D210) = (2#2@TEMP_CTRL-1000)
5.4 保护及报警处理
　　此控制系统具备保护功能及整机工艺联锁控制。当出现过电流、过载及熔体压力过高等异常情况时，自动停机，保护设备。
　　在PLC程序中，PLC判断熔体压力及主机电流是否超限，如果超限并且持续时间超过一定时间，报警停机，并在触摸屏上显示。
　　当外部设备发生故障时，如空开跳闸，同样可通过HMI报警，方便故障诊断和维修。以下是设置和显示的画面，见图5。
图5 系统报警画面
5.5 状态显示
　　正常生产时，操作人员可通过状态画面，能实时了解当前机器的工作情况，方便工艺参数的调整，见图6。在温度控制方面，触摸屏程序还提供了温度曲线查看及温控器输出百分比柱状图查看，方便客户对产品的品质进行监控，见图7和图8。
图6 状态显示画面
图7 温度曲线图
图8 温控器输出百分比柱状图
5.6 PLC与变频器通讯程序
　　由于台达PLC内建MODBUS便利通讯指令，因此在程序中使用十分方便，编程时最重要的就是保证在同一时刻，只有1条通讯指令执行，并且当通讯完成后，立刻触发下1笔通讯，保证通讯速度。见图9.
图9 PLC与变频器通讯程序
　　此设备调试完成后，得到了客户的好评。台达自动化产品在同向双螺杆挤出机上成功的应用表明，通过成套使用台达产品，可使设备的控制架构最优化，成本最省化，使客户的利益最大化。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，性价比高，值得业界同行借鉴和推广。
【参考文献】
　　[1] 台达全系列可编程序控制器 台达内部资料 2008年
　　[2] 郭宗仁等. 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术. 人民邮电出版社，2002年
　　[3] 变频器在工业中的选择与应用 刘继党等 科技信息 2009年第23期
　　摘要：本文针对双螺杆挤出机设备的特点，利用台达全套自动化产品，为客户实现同向双螺杆挤出机的全自动控制。此系统充分利用台达各产品的强项，并用HMI和PLC将这此产品整合，达到强强联合的效果。此套控制系统，构架巧妙，控制精度高，为客户提供了一个性价比优异的控制方案。
　　关键字：双螺杆挤出机、台达、控制精度。
　　Abstract: This article mainly introduces the characteristic of co-rotating twin screw extruder.It realizes automaic control of co-rotating twin screw extruder for customers. This system utilizes each Delta&s products& advantage and integrates them with HMI and PLC. Thus it can acquire a good result.This control system offers a high performance-price ratio control scheme with its good framework and high control precision.
　　Key words: Co-rotating twin screw extruder, Delta, Control Precision
　　在橡塑机械领域中，作为聚合物加工的主要设备之一，同向双螺杆挤出机以其优异的分散和分布混合能力、较窄的停留时间分布、优良的自洁性等特点，广泛地用于聚合物配混、排气及反应挤出等领域。
　　目前双螺杆挤出机控制系统的控制方式主要可分为传统的继电器＋温控表控制模式、PLC控制模式和DCS控制模式。传统的继电器＋温控器控制模式的优势在于价格便宜，缺点是电柜尺寸大，线路复杂；DCS主要用于大型生产线，档次高，但价格昂贵。而以PLC为控制核心的控制模式是目前挤出机控制系统的主流。
　　在本文中，作者和大家分享利用台达全套自动化产品，开发的同向双螺杆挤出机控制系统，本系统充分利用台达机电产品的高灵活性和扩展性，这些都为PLC在橡塑机械领域的应用提供了极大地方便。
2 同向双螺塑料挤出机的工作原理
　　同向双螺杆塑料挤出机主要由主驱动电机、传动系统、温控系统、喂料系统、真空系统、切粒系统、输送系统及辅机系统等部分组成（见图1）。
图1 同向双螺杆塑料挤出机构成图
　　原料从料斗经喂料系统进入塑料挤出机，物料通过温控系统加热后以合适的温度在挤出机中熔融混炼，由真空系统去除废气，混炼后的熔体以一定的压力通过造粒模板被挤出，经冷却、切粒输送至料仓。此设备中，主驱动电机转速、喂料机转速的转速均可根据生产能力调节控制。
3 选型配置：
3.1 调速部分
　　此设备的主驱动电机为三相交流异步电机，电机功率为11KW，变频器采用台达VFD-B系列高机能，矢量控制型变频器110B43A，此变频器适合带动恒转矩负载，起动转矩大，在150%额定电流的过负载情况下，可以连续工作1分钟，此性能在挤出机启动时（此时设备的阻力最大）十分重要。
　　喂料电机采用台达迷你型M型变频器，此型号变频器体积小巧，还具备简易矢量功能 ，并可实现电机的静音运行。
　　台达变频器都内建RS485接口，通讯协议为标准的MODBUS。
　　主电机变频器和喂料电机变频器的频率给定是由PLC通过RS485接口给定，操作时可在B05S100触摸屏上任意修改转速，实现主机、喂料电机的精确速度给定；同时PLC通过MODBUS通讯读取变频器的工作频率和电流，了解设备的工作情况，并在触摸屏上进行显示，当PLC读取变频器的输出电流达到设定报警电流值并持续一定时间时，PLC会停止主机运转，提示操作人员查找故障原因。
3.2 温控部分
　　挤出机工作时，如果挤出温度过低，会使出料口不畅，造成挤出机构负载过大；如果挤出温度过高，则可能改变原料特性，导致成品报废；因此挤出温度控制决定着塑料挤出机的性能。挤出机的加热装置采用的是电加热，而冷却采用水冷，通过控制排管中水循环带走热量，因此要求温控表具有双输出功能。
　　根据以上要求，我们采用DTE模块化温控器，6个温控区分别进行精确温度控制，控制模式为PID，加热/冷却双向控制，并可自整定，温度控制精度可达&1℃，这样可确保同向双螺杆挤出机的正常运行。加热的输出选择的是电压脉冲输出，用来驱动SSR，冷却的输出选择为继电器输出 ，直接带动电磁阀。
　　另外，此设备还要在机头处检测熔体压力和温度，熔体压力变速器过来的信号为0-10V,对应0-25MPA，熔体温度过来的信号为分度号为K的热电偶信号。如果要将检测熔体压力，传统的方法是使用PLC的模拟量模块，但是为1-2路信号选1个4路模块在成本上来说有点高，而由于台达DTE温控器有扩展DTC温控器的能力，因此我们选择2台DTC2000R作为DTE的扩展，DTC和DTE共用电源线和通过线，并且DTC既可接温度传感器信号,又可接标准的0-10V和4-20Ma信号，这样既减少了接线，又使节约的客户的成本，体现了台达产品配套时的灵活性和高经济性。
3.3 主控PLC和触摸屏
　　触摸屏根据客户要求，选择台达5.6寸B系统触摸屏B05S100，此触摸屏利用其多通讯口的优势，COM1口与PLC相联，设置设备的工作参数，COM2口通过RS485与DTE温控表相联，显示与设置DTE的当前值与目标值。
　　PLC选择的是台达小型高性能EH2系列PLC，DVP48EH00R2, 是控制的核心。开关电源选择的也是台达工业平板电源PMC-024V100W1AA，此产品为全铝外壳，输出能力强。
3.4 最终配置：
（1）PLC: DVP48EH00R2*1
（2）人机界面： DOP-B05S100
（3）变频器: VFD0110B43A+VFD015M43B
（4）开关电源：PMC-024V100W1AA
（5）温控器：DTE10T*1+DTE20T*1+DTE20V*2+DTE20R*2+DTC200R*2
4 系统架构
系统框架如图2所示。
图2 系统架构图
　　其中，台达模块化的DTE温控器用来控制温度，B05S100触摸屏利用其多通讯口的优势，COM1口与PLC相联，设置设备的工作参数，COM2口通过RS485与DTE温控表相联，显示与设置DTE的当前值与目标值，PLC用来控制整机的逻辑，VFD-B变频器用来给主驱动电机调速，VFD-M迷你型变频器用来给喂料电机调调速，PLC通过内建的RS485口与两台变频器通讯，设定变频器的工作频率，读取工作时的转速与电流。
5 上位机画面功能
5.1温度参数设置画面
　　温度的设定与显示画面如图3所示，此功能是触摸屏直接通过屏的RS485口与DTE和DTC通讯。
图3 温度参数设置画面
5.2正常开机流程画面
　　此设备的工艺流程是，首先，温控器先控制执行元件让机器升温到正常工作温度，然后打开油泵，油泵打开后才能开主机，主机启动后，喂料电机才可启动。其它电机如水泵，真空泵，切粒等电机在需要时启动。如果没有异常，机器就这样正常运行下去。
　　在台达B05S100屏上设置主机及喂料电机的频率，还包括主机运行时的报警电流准位，如图4所示：
图4 正常开机流程画面
5.3 触摸屏宏程序说明
　　触摸屏启动时，会先执行INITIAL宏程序（如下），将DTE, DTC温控器的工作模式及传感器类型与范围做个设定，之后，DTE自动进行温度控制。
　　并且工作中，熔体的压力与温度由DTC2000R检测，检测值由触摸屏通过BACKGROUND宏将温度与压力写入PLC的D200,D210寄存器，
(1@D200) = (2#3@TEMP_CTRL-1000)
(1@D210) = (2#2@TEMP_CTRL-1000)
5.4 保护及报警处理
　　此控制系统具备保护功能及整机工艺联锁控制。当出现过电流、过载及熔体压力过高等异常情况时，自动停机，保护设备。
　　在PLC程序中，PLC判断熔体压力及主机电流是否超限，如果超限并且持续时间超过一定时间，报警停机，并在触摸屏上显示。
　　当外部设备发生故障时，如空开跳闸，同样可通过HMI报警，方便故障诊断和维修。以下是设置和显示的画面，见图5。
图5 系统报警画面
5.5 状态显示
　　正常生产时，操作人员可通过状态画面，能实时了解当前机器的工作情况，方便工艺参数的调整，见图6。在温度控制方面，触摸屏程序还提供了温度曲线查看及温控器输出百分比柱状图查看，方便客户对产品的品质进行监控，见图7和图8。
图6 状态显示画面
图7 温度曲线图
图8 温控器输出百分比柱状图
5.6 PLC与变频器通讯程序
　　由于台达PLC内建MODBUS便利通讯指令，因此在程序中使用十分方便，编程时最重要的就是保证在同一时刻，只有1条通讯指令执行，并且当通讯完成后，立刻触发下1笔通讯，保证通讯速度。见图9.
图9 PLC与变频器通讯程序
　　此设备调试完成后，得到了客户的好评。台达自动化产品在同向双螺杆挤出机上成功的应用表明，通过成套使用台达产品，可使设备的控制架构最优化，成本最省化，使客户的利益最大化。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，性价比高，值得业界同行借鉴和推广。
【参考文献】
　　[1] 台达全系列可编程序控制器 台达内部资料 2008年
　　[2] 郭宗仁等. 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术. 人民邮电出版社，2002年
　　[3] 变频器在工业中的选择与应用 刘继党等 科技信息 2009年第23期
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达实智控科技股份有限公司
达实智控科技股份有限公司
深圳市铭科达科技有限公司
深圳市创昇科技有限公司&&&&&&& 中国电器科学研究院有限公司& 广东广州& 510000
&&&&&&& 摘要：对螺杆式制冷机组的冷冻油温度进行控制，能有效提高制冷机组的运行效率，有利于制冷机组的发展。本文分析了双级螺杆式机组油路系统，从两个方面对机组运行前的油温控制进行了说明，阐述了机组运行初始阶段的油温控制，为制冷机组的稳定运行提供了保障，期望能给人们这方面有益的参考。
&&&&&&& 关键词：螺杆式制冷机组；油温控制；PID控制系统；分析
&&&&&&& 引言
&&&&&&& 随着我国经济的不断增长，各行业对制冷机组的使用越来越多，制冷机组的应用也随之而变得广泛起来。但是在实际运行当中，如果没有很好地对冷冻油温度进行控制，就会对制冷机组的设备造成损害。因此如何做好制冷机组运行初始阶段的油温控制工作就显得十分必要。下面就此进行讨论分析。
&&&&&&& 1 双级螺杆式机组油路系统
&&&&&&& 系统采用半封闭双级变频螺杆式压缩机1，制冷剂为R22，蒸发温度范围为－60～－30℃，冷冻油型号为3GS，机组运行时注入压缩机的冷冻油最佳温度范围为40～60℃。
&&&&&&& 系统中，冷冻油起到了密封转子间隙、冷却气体制冷剂和及润滑压缩机运动部件从而提高容积效率的作用。过低的冷冻油温度会使其溶解制冷剂的能力增强，令冷冻油黏度及润滑能力降低，加速压缩机运动部件的机械磨损。
&&&&&&& 国内大部分冷库机房均无供暖措施，在寒冷地区如果机组运转率较低，机房内的温度会降至0℃以下。尤其是机组在低环境温度下长期待机时，油气分离器内贮存的冷冻油被周围环境冷却至较低的温度，此时机组开机运行可能对螺杆式压缩机造成损害。因此，螺杆式机组运行初始阶段的油温控制就显得十分必要。
&&&&&&& 2机组运行前的油温控制
&&&&&&& 2.1 机组运行前油温控制的重要性
&&&&&&& 双级螺杆式制冷机组运行时的环境温度一般要求在0～40℃之间，但是在冬季气温较低的情况下，如果机组较长时间停机，油气分离器中贮存的润滑油温度也会随之降低，黏度增大而溶解大量制冷剂。在不同油温及压力条件下，制冷剂R22在冷冻油3GS中的溶解度如图1所示。
&&&&&&& 图1 制冷剂R22在冷冻油3GS中的溶解度曲线
&&&&&&& 随着冷冻油中制冷剂溶解度的增加，冷冻油的黏度明显降低，而油温越高，冷冻油的黏度也会越低。
&&&&&&& 对于双级螺杆式制冷机组，油气分离器中的油温过低，将会导致供给压缩机的冷冻油中的制冷剂溶解量增大，导致冷冻油黏度降低、压缩机轴承润滑不足，从而造成压缩机损伤。而冷冻油中的制冷剂溶解量增大会导致油飞散量增加，油气分离器分油效率降低，大量冷冻油被带入系统从而造成给油量不足，如压缩机供油中断将可能导致压缩机烧毁。而冷冻油大量进入蒸发器会导致其热交换能力低下，冷却效果变差会导致吸气过热度降低。注入压缩机中的冷冻油中如含有大量制冷剂，会对热交换量产生影响，造成排气温度过低，导致恶性循环。
&&&&&&& 因此，对于双级螺杆式制冷系统，根据压缩机生产厂家的建议，需控制R22制冷剂在3GS冷冻油中的溶解度在5％～20％的范围，可以认为对于压缩机是安全可靠的。而在开机前，如油温保持在45℃以上，就基本可以保证制冷剂溶解度控制在允许的范围内。
&&&&&&& 在相同的制冷剂溶解度条件下，油温越高，其黏度会大幅降低，从而使压缩机的8FD0动部件之间无法形成油膜，使其密封性及容积效率降低。而过高的冷冻油温度会使其冷却能力降低，压缩机排气温度过高，易造成报警及容积效率降低。因此，过低或过高的冷冻油温度对螺杆式制冷机组的运行都是不利的，机组开始运行时需将油气分离器中的油温控制在合适的范围内。
&&&&&&& 2.2 机组运行前的油温控制方法
&&&&&&& 双级螺杆式制冷机组在开机初始阶段，为使注入压缩机的3GS冷冻油中制冷剂R22的溶解度控制在合适的范围内，将油气分离器2设计成如图2所示形式。
&&&&&&& 图2 油气分离器外观简图
&&&&&&& 低油位报警器下方安装有内置电加热器，当机组停机时，可产生热量对油气分离器内部的润滑油加热。油温传感器对油气分离器中的润滑油温度进行检测，其检测的温度信号输入PLC控制器，由其控制电加热器的开启或关闭。一般认为将油气分离器中冷冻油温度的目标值控制在45～60℃之间是合适的。
&&&&&&& 由于油气分离器中被电加热器加热的润滑油向上流动，润滑油在竖直方向由上至下存在逐渐降低的温度梯度，而电加热器附近的润滑油温度较油气分离器中其他处的温度要高。因此，油温传感器安装在低油位报警器下方并远离电加热器处。这样所检测的温度最接近于油气分离器本体底部出油管处的润滑油温度。可在油气分离器筒体上焊接一个一端缩口的缩口铜管，将油温传感器装入缩口铜管后用硅胶将感温探头固定在缩口铜管内部，铜管外部接口塞入橡胶塞。
&&&&&&& 3 机组运行初始阶段的油温控制
&&&&&&& 3.1 机组运行初始阶段的油温特点
&&&&&&& 当油气分离器内的冷冻油温度达到使用条件后，螺杆式制冷机组开机运行。此时压缩机排气侧所携带的高温冷冻油与油气分离器中温度较低的冷冻油不断混合，使得油气分离器内的冷冻油温度不断上升，直到达到稳定状态。此时出油管排出的冷冻油温度接近恒定值，由于油气分离器向外界散失了部分热量，此时冷冻油温度稍低于排气温度。
&&&&&&& 根据热力学计算公式，冷冻油在冷却过程中的冷却负荷（W）为
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （1）
&&&&&&& 式中：c为冷冻油的比热容（J/（kg&℃））；为冷冻油的质量流量（kg/s）；&Dt为冷冻油经过板式换热器冷却后的温度变化（℃）。
&&&&&&& 以蒸发温度－50℃工况为例，将冷冻油冷却目标温度设置为50℃，通过式（1）可得，在不同冷凝温度下机组开机运行初始阶段，随着油气分离器出油温度的变化，在螺杆式制冷机组开机运行的初始阶段，油冷负荷是一个逐渐升高的变化过程。冷凝温度越高，油气分离器出油温度所能达到的最大值越高。当出油温度达到最大值后，油冷却负荷逐渐稳定。
&&&&&&& 3.2 机组运行初始阶段油冷却控制优化改进
&&&&&&& 由于在机组运行初始阶段，油冷却负荷是一个从零开始逐渐升高的过程，因此对应油冷系统，很难选定某种型号的热力膨胀阀，使油温稳定在40～60℃使用范围内。此时热力膨胀阀的开启必将导致冷冻油温度剧烈下降，低于机组运行时所要求的冷冻油最低温度。同时，供液电磁阀将不断启停，油温波动使板式换热器存在因热应力冲击造成泄漏的危险。
&&&&&&& 为了减小机组运行初始阶段油温波动对板式换热器造成热应力冲击，将原系统中的热力膨胀阀改为电子膨胀阀，并使用PID控制器对电子膨胀阀进行自动调节的控制方式，油气分离器设置了电加热器。其中冷冻油控制目标值为toil＝50℃，电磁阀在冷冻油温度t＞47℃时开启，t＜47℃时关闭。
&&&&&&& 该系统采用PID控制法，图3中R（t）是油温的期望值，即toil＝50℃，y（t）是系统的实际输出，即冷冻油冷却后测得的温度ｔ，两者构成控制偏差e（t）（e（t）＝R（t）－y（t）＝50－t）即PID控制器的输入。函数u（t）作为PID控制器的输出信号，它是通过对偏差信号ｅ（t）的比例（P），积分（I）和微分（D）运算后得到的。u（t）也是被控对象的输入信号，它给电子膨胀阀驱动电机输入0～480的脉冲信号，使其开度连续增大或减小，从而使进入换热器的制冷剂流量m（t）改变。换热器可视为有滞后的一阶对象，由其来实现冷冻油的冷却功能。
&&&&&&& 图3 PID控制系统原理
&&&&&&& 3.3 油冷却控制系统改进后的油温控制效果
&&&&&&& 使用改造后的油冷系统，对库温－42℃的冷库，环境温度为24℃的情况下，在机组开机运行后对注入压缩机的油温情况进行了测试。其中冷冻油控制目标值为toil＝50℃，油气分离器中的电加热器在机组运行前将油温加热至45℃。
&&&&&&& 图4所示为对应系统改造后机组运行初始阶段的注入压缩机的冷冻油温度变化曲线。通过测试结果可知，机组开始运行后，随着油温逐渐升高，电子膨胀阀开始工作。虽然从油气分离器分离出的冷冻油温度不断升高，但由于PID控制器对电子膨胀阀阀口开度的调节，使得冷却后注入压缩机的冷冻油温度波动幅度保持在10℃以内，并且不超出40～60℃的使用范围。随着螺杆式制冷机组冷凝压力及压缩机排气温度不断升高，油温波动均值逐渐升高。直到运行时间达到26min左右时，排气温度瞬间升高至66℃，又下降至42℃。随后冷冻油温度逐渐上升，并稳定在目标值50℃附近。
&&&&&&& 图4 系统改造后机组运行初始阶段的油温变化
&&&&&&& 图5所示为对应改造前机组运行初始阶段注入压缩机的冷冻油温度变化曲线。通过测试结果可见，当油分离器分离出的冷冻油温度升高至50℃以后，注入压缩机的冷冻油温度不断波动变化，波动幅度超过25℃，且最低温度达到33℃，不在40～60℃的使用范围。
&&&&&&& 图5 系统改造前机组运行初始阶段的油温变化
&&&&&&& 通过比较改造前后的油温变化曲线可知，在开机运行的初始阶段，PID控制法可使油气分离器分离出的冷冻油温度不断升高的情况下，使注入压缩机的油温保持较低的波动幅度，明显低于改造前的油温控制系统。尽管目前使用的PID控制法对油温控制仍有一定的滞后性，在油温稳定前存在一次瞬间的波动情况，但与改造前系统相比油温波动情况明显改善，并可使注入压缩机的油温稳定在目标值。如何通过改进目前PID控制器使用的运算改善其对油温控制的滞后性，是下一步研究和改进的方向。
&&&&&&& 4 结语
&&&&&&& 综上所述，使用由PLC控制并有加热器的油气分离器，可以使螺杆式制冷机组在低温环境下也能正常运行。使用PID控制系统进行冷冻油冷却，可以有效降低机组运行后的供油温度波动幅度，使油温值得到稳定。这样不仅明显降低压缩机的故障率，而且能使板式换热器的危险泄露大幅降低，值得我们推广应用。
&&&&&&& 参考文献：
[1]刘莉宏．基于智能控制的PID控制方式的研究[J]．北京工业职业技术学院学报，）.
[2]吴春明.氟利昂经济器螺杆制冷压缩机组常见故障及处理[J].中国科技博览，2013.
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