一例生產(chǎn)用空氣處理機(jī)組的監(jiān)控設(shè)計(jì)與教學(xué)應(yīng)用

葛昆

摘要：用組態(tài)軟件和DDC集成的監(jiān)控系統(tǒng)，成功地對(duì)空氣處理機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)控制。文中介紹了本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組成、功能及其教學(xué)方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：空氣處理機(jī)組 監(jiān)控 設(shè)計(jì)

1 恒溫系統(tǒng)概述

在一些企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有溫度、濕度、潔凈度等要求，通常采用恒溫系統(tǒng)（中央空調(diào)系統(tǒng)）來(lái)處理生產(chǎn)場(chǎng)所的室內(nèi)空氣，使室內(nèi)空氣保持適宜的溫度、潔凈度、流動(dòng)速度及新鮮度。處理過(guò)程涉及空氣的加熱或冷卻、過(guò)濾、增溫或降溫等操作。風(fēng)管系統(tǒng)、水管系統(tǒng)、空氣處理機(jī)和制冷主機(jī)等是常用設(shè)備。本例生產(chǎn)用恒溫系統(tǒng)中，主機(jī)采用遠(yuǎn)大生產(chǎn)的溴化鋰主機(jī)，空氣處理機(jī)采用新晃空氣處理機(jī)。工作原理為夏季溴化鋰主機(jī)吸收鍋爐蒸汽的熱量，產(chǎn)生冷凍水，該冷凍水進(jìn)入空氣處理機(jī)表冷器吸收空氣中的熱量，如此循環(huán)，把房間中熱量帶出；冬季鍋爐蒸汽進(jìn)入板式換熱器產(chǎn)生熱水，該熱水進(jìn)入空氣處理機(jī)加熱器釋放熱量，對(duì)空氣加熱，把房間溫度升高。本文重點(diǎn)介紹空氣處理機(jī)組監(jiān)控設(shè)計(jì)與在教學(xué)上的應(yīng)用。

2 空氣處理機(jī)組的監(jiān)控設(shè)計(jì)

本空氣處理機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)（Total Distrabuted Control System）。監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站（下位機(jī)DDC）、管理機(jī)（上位機(jī)）、通訊總線(xiàn)3個(gè)基本部分組成，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)采用兩級(jí)微機(jī)控制，監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示?？諝馓幚頇C(jī)包括送、回風(fēng)機(jī)、過(guò)濾器、冷卻器、加熱器、加溫器等，實(shí)際上是把盤(pán)管內(nèi)水的熱量或冷量借助室內(nèi)空氣循環(huán)引入室內(nèi)，并補(bǔ)充適量的新風(fēng)。因此在設(shè)計(jì)空氣處理機(jī)組前，必須掌握與空氣處理機(jī)組配套使用的監(jiān)控設(shè)施的構(gòu)造和工作原理，圖2就是一套空氣處理機(jī)監(jiān)控原理圖。

由圖可知，對(duì)空氣處理機(jī)組的控制，主要是控制被調(diào)區(qū)域的溫、濕度，以及新回風(fēng)量的大小、比例，控制目標(biāo)是以最小的能耗使室內(nèi)維持適宜的溫、濕度壞境。這就需要將溫濕度傳感器裝設(shè)在室內(nèi)，根據(jù)這些測(cè)點(diǎn)的溫濕度所取的平均值來(lái)調(diào)控室內(nèi)溫濕度。本例中空氣處理機(jī)組通過(guò)直接數(shù)字控制器DDC來(lái)實(shí)施調(diào)控，借助上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控全過(guò)程，可直接通過(guò)編程來(lái)全程操控若干個(gè)受控裝置。本例空氣處理機(jī)組控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為集散型，分散控制但集中管理，該控制模式可確保子系統(tǒng)與中央控制單元脫離時(shí)基本可以維持正常運(yùn)行。

3 空氣處理機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 上位機(jī)、監(jiān)控層、中央控制單元

系統(tǒng)運(yùn)行的軟件平臺(tái)采用WINdoos2000美國(guó)HonEYWELL系統(tǒng)集成軟件SYMSTARTER-CD31 SYM

MCTRE及美國(guó)HonEYWELL通信網(wǎng)絡(luò)適配器Q7055A1

007 BNA，它是系統(tǒng)的核心。中央控制PC機(jī)能夠進(jìn)行外部數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算以及信號(hào)輸出和協(xié)調(diào)工作等，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是監(jiān)控自控系統(tǒng)，如基于現(xiàn)場(chǎng)受控設(shè)備和檢測(cè)點(diǎn)的巡檢值進(jìn)行故障預(yù)警，儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)及上位機(jī)、下位機(jī)間通訊等。

3.2 下位機(jī)

由美國(guó)HonEYWELL直接數(shù)字控制器XL50-MMI-

FP組成，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)。通過(guò)采用美國(guó)HonEYWELL風(fēng)管式溫濕度傳感器，風(fēng)道溫度傳感器、壓差開(kāi)關(guān)等將現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)直接接到直接數(shù)字控制器DDC。

3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

主要由瑞士BELIMODN50比例積分調(diào)節(jié)閥、DN65比例積分調(diào)節(jié)閥、NM24 24 8NM ON＼OFF風(fēng)閥執(zhí)行器啟停接點(diǎn)和電控柜組成。

4 空氣處理機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)功能描述

①空氣處理機(jī)組送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，故障報(bào)警監(jiān)視，手動(dòng)/自動(dòng)啟停。

②根據(jù)回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)空氣處理機(jī)組冷卻器或加熱器、水閥開(kāi)度和送風(fēng)溫度。如果現(xiàn)場(chǎng)控制器DDC所接收的被檢測(cè)溫度與設(shè)定溫度不一致，DDC隨即向比例積分調(diào)節(jié)閥發(fā)送控制信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥對(duì)空氣處理機(jī)組加熱器或冷卻器水流量實(shí)施調(diào)控，構(gòu)成閉環(huán)控制（PID）使被控溫度保持在要求的控制范圍內(nèi)。

③新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、水閥與風(fēng)機(jī)進(jìn)行連鎖控制。

④空氣處理機(jī)組有回風(fēng)溫度測(cè)量和回風(fēng)閥門(mén)調(diào)節(jié)，可控制回風(fēng)閥開(kāi)關(guān)。

⑤空氣處理機(jī)組過(guò)濾器兩側(cè)配置壓差開(kāi)關(guān)，可對(duì)過(guò)濾器狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控。當(dāng)壓差開(kāi)關(guān)兩側(cè)的壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)隨即通過(guò)DDC發(fā)出預(yù)警，以提醒工作人員及時(shí)清洗過(guò)濾器。

⑥上述各種監(jiān)控功能均在上位機(jī)上通過(guò)數(shù)據(jù)、文字、圖形等形式來(lái)顯示、控制、打印和記錄。

5 結(jié)語(yǔ)

本空氣處理機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)由實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信軟件、組態(tài)軟件和各種應(yīng)用軟件構(gòu)成，屬于一種新型控制理念和調(diào)控技術(shù)，涵蓋了我院多個(gè)專(zhuān)業(yè)的已開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程和即將開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程，如《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《電氣控制與PLC》、《傳感器技術(shù)》、《組態(tài)控制技術(shù)》等教學(xué)內(nèi)容。若能開(kāi)發(fā)這種體現(xiàn)新知識(shí)、新技術(shù)、綜合性的教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備或以該例空氣處理機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為任務(wù)，可促進(jìn)教學(xué)方法、課程建設(shè)的改革，通過(guò)對(duì)本監(jiān)控系統(tǒng)的了解和使用，既可培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用綜合知識(shí)的能力，又可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型技術(shù)人才。

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