潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)淺述

中國電子系統(tǒng)工程第三建設(shè)有限公司 施輝輝

潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用，需要重點進(jìn)行潔凈空調(diào)風(fēng)量調(diào)節(jié)控制、環(huán)境溫濕度的控制，合理采用變頻控制技術(shù)，維持良好的正壓環(huán)境，合理進(jìn)行送風(fēng)風(fēng)速的控制，充分發(fā)揮電氣控制系統(tǒng)的作用和價值，確保能夠增強電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

1 潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用意義

我國潔凈技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國家相比，起步時間很晚，目前，凈化技術(shù)與國際先進(jìn)水平相較明顯落后，近年來，在全球化發(fā)展的過程中，我國已經(jīng)開始積極引進(jìn)國際先進(jìn)的潔凈技術(shù)經(jīng)驗，重點提高技術(shù)的自主開發(fā)能力，推廣現(xiàn)代化的潔凈配套產(chǎn)品，電氣控制系統(tǒng)屬于其中非常重要的部分，但是受到資金因素和技術(shù)因素的限制，很多潔凈廠房中的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計非常簡單或是存在諸多不合理之處，很難確保電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，而在國家積極推行節(jié)能環(huán)保理念，頒發(fā)節(jié)能環(huán)保政策的背景下，我國已經(jīng)開始重點關(guān)注潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，通過完善電氣控制系統(tǒng)中收集、反饋、處理、執(zhí)行與檢查等功能，不僅能夠節(jié)約能源消耗量，還能預(yù)防由于潔凈廠房環(huán)境參數(shù)波動過高，所導(dǎo)致出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。由此可見，在潔凈廠房中采用先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)非常重要，應(yīng)重點關(guān)注電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，增強電氣控制效果，滿足當(dāng)前的潔凈廠房電氣控制需求。

2 潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 風(fēng)量與溫濕度的控制

潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)重點進(jìn)行風(fēng)量和溫濕度的控制，確保能夠滿足潔凈廠房空氣環(huán)境的控制標(biāo)準(zhǔn)要求。其一，合理進(jìn)行潔凈空調(diào)風(fēng)量的調(diào)節(jié)控制?？紤]到潔凈廠房需要始終維持潔凈度，應(yīng)進(jìn)行空氣流體組織方面的凈化處理，確保過濾的效率、通風(fēng)量的提升、空氣流體組織的均勻性，與此同時凈化室內(nèi)部存在污染源，而在清潔的過程中凈化的程度越高，凈化室中的塵埃數(shù)量就越多，因此在應(yīng)用電氣控制系統(tǒng)的過程中需要實時性進(jìn)行塵埃粒子的監(jiān)測，利用檢測儀設(shè)備進(jìn)行信號的反饋，準(zhǔn)確判斷是否需要增加或是減小潔凈空調(diào)風(fēng)量，使得塵埃數(shù)值能夠控制在最低范圍內(nèi)，如若潔凈廠房中可以保持非常良好的潔凈狀態(tài)，潔凈度符合標(biāo)準(zhǔn)，就可設(shè)置反向類型的電氣控制系統(tǒng)，減小風(fēng)速、減少風(fēng)量，以此起到一定的節(jié)能環(huán)?？刂谱饔?。

其二，科學(xué)進(jìn)行溫濕度的調(diào)節(jié)控制。在潔凈廠房中，應(yīng)用先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)，不僅能夠為人員營造較為舒適的環(huán)境，還需要滿足工藝技術(shù)的應(yīng)用要求，對廠房內(nèi)部的濕度指標(biāo)和溫度指標(biāo)進(jìn)行控制，使得溫濕度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，滿足精確控制的需求。通常情況下，在電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用期間，需要按照冬季和夏季的恒溫恒濕要求進(jìn)行控制，使得溫度指標(biāo)的浮動范圍維持在2℃之內(nèi)，濕度指標(biāo)的浮動范圍維持在5%之內(nèi)，為確保潔凈廠房溫濕度控制的精確性，需要在空調(diào)機組中設(shè)置加熱功能、制冷功能和加濕功能，明確電氣控制的措施：采用PLC自動化控制系統(tǒng)＋設(shè)置遠(yuǎn)程顯示與調(diào)控系統(tǒng)，實時性監(jiān)測和預(yù)先判斷潔凈廠房的溫濕度變化范圍，提前進(jìn)行合理的控制，以免出現(xiàn)溫度和濕度不良的現(xiàn)象[1]。

2.2 正壓環(huán)境的控制

為使得潔凈廠房的潔凈度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要將環(huán)境增壓值維持在合理范圍之內(nèi)，對于清潔室區(qū)域或是各個等級的潔凈區(qū)域或是非潔凈區(qū)域，相互之間的靜壓差應(yīng)控制在5Pa以上，而潔凈區(qū)和室外區(qū)相互之間的靜壓差應(yīng)控制在10Pa以上。

在此過程中，應(yīng)采用合理的電氣控制方式，使得潔凈廠房的潔凈室正壓控制在合理范圍之內(nèi)：其一，選擇安裝余壓閥設(shè)備，將其設(shè)置在潔凈室的下風(fēng)側(cè)壁位置，對于閘閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用打開閥門和關(guān)閉閥門的方式，使得室內(nèi)的正壓數(shù)值維持在合理范圍；其二，嚴(yán)格進(jìn)行供氣量的控制，使其能夠高于回風(fēng)量，盡可能通過PLC控制系統(tǒng)的壓差計設(shè)備，準(zhǔn)確反饋室內(nèi)正壓環(huán)境的信號，自動化調(diào)節(jié)送風(fēng)量；其三，將分開式多葉調(diào)節(jié)閥，設(shè)備安裝在回風(fēng)管道位置或者是風(fēng)管位置，能夠提升正壓環(huán)境控制的便利性，但是需要注意的是，與余壓閥控制方式相比，分開式多葉調(diào)節(jié)閥正壓環(huán)境控制的精確度稍低，因此，應(yīng)重點使用余壓閥設(shè)備進(jìn)行正壓環(huán)境的控制；其四，在回風(fēng)口的位置設(shè)置空氣阻尼層，通過增加阻尼層的阻力，使得室內(nèi)的正壓力有所增多；其五，重點關(guān)注潔凈廠房的密封結(jié)構(gòu)，確保密封性能符合標(biāo)準(zhǔn)，以免對正壓環(huán)境的控制造成不良影響。

3 潔凈廠房電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用措施

3.1 智能化照明控制

潔凈廠房的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用的過程中，應(yīng)按照潔凈廠房照明系統(tǒng)的應(yīng)用需求，合理采用智能化控制的方式。

3.1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

智能照明控制系統(tǒng)，主要的構(gòu)成部分為以下幾點：

其一，照明集中控制臺的部分，可以通過鍵盤將開啟和關(guān)閉的指令輸入，利用通信線路將指令傳送到各個照明控制終端部分，然后各個終端部分利用繼電氣設(shè)備進(jìn)行照明燈具的開啟和關(guān)閉控制，將燈具的開關(guān)狀態(tài)信息反饋到集中控制臺的部分；

其二，每個控制終端都可以利用對繼電氣觸點的電流進(jìn)行檢測分析，明確照明燈具設(shè)備是否發(fā)生了故障問題，一旦繼電氣設(shè)備處于閉合的狀態(tài)，而未能將電流檢測出來，就代表著燈具設(shè)備存在故障問題，故障信息內(nèi)容就會通過通信線路反饋到集中控制臺；

其三，集中控制臺在進(jìn)行燈具開啟指令和關(guān)閉指令的輸入過程中，液晶顯示屏能夠同步性將輸入信息顯示出來，同時還能顯示燈具設(shè)備的控制結(jié)果信息；

其四，集中控制臺的指示燈，會準(zhǔn)確反映出燈具設(shè)備的開啟狀態(tài)，關(guān)閉狀態(tài)或是故障狀態(tài)[2]。

3.1.2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

為確保潔凈廠房智能化照明控制系統(tǒng)的良好實現(xiàn)，滿足照明電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求，應(yīng)完善智能化照明控制系統(tǒng)的功能模塊：重點完善主控制板的功能模塊。主控制板主要就是CPU，其中涉及到微處理器設(shè)備、通信電路部件、液晶顯示控制電路系統(tǒng)指示燈、控制電路系統(tǒng)鍵盤、控制電路系統(tǒng)和電源部分等；液晶顯示的功能模塊。此類模塊的功能就是能夠顯示出鍵盤所輸入的命令信息和具體操作結(jié)果信息；指示燈功能模塊。將各個照明燈具設(shè)備的狀態(tài)顯示出來，主要涉及到開燈信息、關(guān)燈信息和故障信息；照明控制終端功能模塊。每一組燈具設(shè)備都必須要安裝一套控制終端，同時，還需設(shè)置雙絞線、繼電氣觸點，確保能夠更好進(jìn)行燈具設(shè)備、開關(guān)和系統(tǒng)的控制[3]；電流檢測功能模塊。全面進(jìn)行燈具設(shè)備電流的檢測，如果繼電氣設(shè)備的觸點處于閉合狀態(tài)，而所檢測出來的燈具組電流與設(shè)定數(shù)據(jù)值偏離度較高的情況下，就證明燈具組中所有燈具設(shè)備或是部分燈具設(shè)備發(fā)生了電路故障，控制終端會自動化為相關(guān)檢修人員作出提示，便于檢修人員進(jìn)行照明燈具的檢查和維修。

由于潔凈廠房的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜繁瑣，并且在進(jìn)入廠房的過程中，需要留下充足的自凈時間，值班工作人員在巡查工作中，會耗費很長的時間，潔凈室的照明功率相對較高，在此情況下為滿足節(jié)能環(huán)保的電氣控制要求，并在房間內(nèi)無人的狀態(tài)下維持照明燈具關(guān)閉的狀態(tài)。為滿足節(jié)能控制需求，應(yīng)根據(jù)潔凈廠房的具體工作特點和情況，合理采用智能化、集中性的電氣控制系統(tǒng)，例如，為潔凈廠房中的各個燈具設(shè)備設(shè)置編號，利用鍵盤輸入編號與開啟、關(guān)閉的指令，通過主控制板中的微處理器設(shè)備將指令發(fā)送到控制終端，最終達(dá)到燈具設(shè)備開啟、關(guān)閉的控制目的；再如，通過照明終端實時性進(jìn)行燈具設(shè)備電流的監(jiān)測分析，如果燈具設(shè)備處于開啟的狀態(tài)，所檢測出來的電流數(shù)據(jù)值比預(yù)先設(shè)定的電流數(shù)據(jù)值低，就證明燈具組中有一些燈具設(shè)備沒有正常亮起，需要進(jìn)行燈具或是電路的檢查維修。這樣在智能化、集中性進(jìn)行燈具設(shè)備控制的過程中，可預(yù)防燈具故障問題或是其他問題所帶來的影響，確保燈具的智能化、有效性控制。

3.2 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動化控制

3.2.1 新風(fēng)焓值的控制

露點屬于非常特殊的溫度值，是在空氣維持某個濕度指標(biāo)的過程中需要達(dá)到的最低溫度值，如果空氣溫度數(shù)據(jù)值低于露點的數(shù)據(jù)值，環(huán)境水分就會凝結(jié)成為露水，對潔凈廠房產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量造成不利影響，因此在使用電氣自動化控制系統(tǒng)的過程中，應(yīng)重點進(jìn)行環(huán)境露點溫度的控制。而在新風(fēng)處理方面和露點控制有關(guān)的工藝控制參數(shù)涉及到新風(fēng)焓值，而新風(fēng)焓值是能量單位，屬于溫度指標(biāo)和濕度指標(biāo)的綜合，主要就是在單位空氣范圍內(nèi)進(jìn)行溫度指標(biāo)與濕度指標(biāo)綜合以后的能量刻度，在空調(diào)機組設(shè)備運行的過程中，需要進(jìn)行空氣的加熱處理，制冷處理，加濕處理和除濕處理，僅僅進(jìn)行溫度的對比，不能確保全面進(jìn)行新風(fēng)焓值的控制，因此需要綜合性進(jìn)行計算。

在此情況下，為確保新風(fēng)焓值控制與綜合計算效果，用在新風(fēng)入口的位置設(shè)置溫濕度傳感器，對溫濕度信號的錯誤信息進(jìn)行剔除之后，和加熱盤管以后的溫度共同計算，獲得加熱之后的新風(fēng)焓值，通過自動化計算新風(fēng)焓值，將計算結(jié)果反饋到自動化電氣控制系統(tǒng)終端，然后終端按照預(yù)先設(shè)定的新風(fēng)焓值指標(biāo)，做出相應(yīng)的反饋，發(fā)出新風(fēng)焓值控制的指令，使其控制在合理范圍之內(nèi)。

例如，冬季階段由于室外的新風(fēng)溫度和濕度很低，利用加濕器設(shè)備進(jìn)行霧化之后，水霧會凝結(jié)成為水滴，對加濕效果造成不良影響，在此情況下電氣自動化控制系統(tǒng)就可以通過對新風(fēng)焓值的檢測分析，明確新風(fēng)焓值是否在合理范圍之內(nèi)，如果數(shù)據(jù)值不合理，就可以利用加熱盤管熱水量的控制方式使得熱室外的新風(fēng)有所增加，將新風(fēng)焓值維持在合理范圍之內(nèi)，同時通過PID調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行新風(fēng)焓值的控制，增強控制效果。

3.2.2 潔凈室露點的控制

露點控制主要就是采用串級PID控制回路進(jìn)行處理，將潔凈室露點溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)作主調(diào)節(jié)器設(shè)備測量數(shù)據(jù)值，主調(diào)節(jié)器設(shè)備控制輸出測量數(shù)據(jù)值，進(jìn)行運算之后，設(shè)定副調(diào)節(jié)器設(shè)備的設(shè)定值，然后副調(diào)節(jié)器設(shè)備則按照出口露點的情況，對高壓微霧加濕器的加濕數(shù)據(jù)值進(jìn)行控制，或者是進(jìn)行冷盤管冷凍水流量的控制，使得露點溫度維持在合理范圍[4]。此類露點控制回路在應(yīng)用的過程中，是非常典型的分程控制方式，不能同時進(jìn)行加濕處理或是制冷處理或是除濕處理，只能單純進(jìn)行某種狀態(tài)的運行，冬季階段啟動冬季模式，需要保證加濕器的良好運行，而夏季階段啟動夏季模式，則需要保證制冷功能的實現(xiàn)。

值得一提的是，潔凈室露點控制系統(tǒng)運行的過程中，主調(diào)節(jié)器設(shè)備應(yīng)該設(shè)置成為反作用的狀態(tài)，加濕的過程中，溫度越低，加濕的數(shù)量就越高，整體回路也應(yīng)該屬于反作用，此期間副調(diào)節(jié)器處于正作用的狀態(tài)。而在制冷期間溫度越高，制冷的效果越強，整體的控制回路必須要是正反饋的形式，副調(diào)節(jié)器設(shè)定成為反作用。

4 結(jié)語

綜上所述，潔凈廠房中采用現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)具有重要意義，不僅能夠增強濕度和溫度控制效果，還能確保環(huán)境的潔凈度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，目前我國已經(jīng)開始重點完善潔凈廠房，電氣控制系統(tǒng)的功能，可以實現(xiàn)風(fēng)量和溫濕度的控制、正壓環(huán)境的控制，為提升電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，還需重點采用智能化照明控制方式和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動化控制方式，提升電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果和水平，達(dá)到預(yù)期的電氣控制目的。