CN108548278A - 一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法，该系统通过PLC控制器将用于除尘的执行部件和用于控温控湿的执行部件进行统一控制，解决了现有技术中需要多套控制系统，导致的控制方式复杂，操作不便，且维护成本就高的问题；通过与智能电表的通信连接，实时获取整套设备的用电情况，并将其结合远程系统和大数据进行分析，为优化设备控制参数提供基础；同时，利用上位机的显示单元对各部件的运行情况进行集中显示，极大地方便了操作人员的使用。

Description

一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法
技术领域
本发明属于环境智能控制领域，特别涉及一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法。
背景技术
目前，国家对工业环保治理事业非常重视，对各方面环境监管的力度相当大，厂房环境综合治理尤其是控制技术的智能化和网络化是一个相当大的难题，致力于环保智能控制技术的高、尖、难问题的解决，急不容缓。
大多的现有技术为同时设置空调系统和除尘系统，操作复杂，维护保养成本高。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，提出了一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法，通过将除尘执行部件和控制温湿度的执行部件统一集成至PLC控制器控制，同时，连接远程控制系统，进行实时的远程监控，简化了控制流程，降低了控制成本，提高了控制系统的稳定性。
一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统，包括远程控制系统、上位机以及PLC控制器，所述远程控制系统和上位机均与PLC控制器相连，所述PLC控制器与设置在厂房内的除尘系统部件和空调系统部件相连，且所述PLC控制器与智能电表相连。
通过读取智能电表的用电量，对用电量情况进行远程分析并结合大数据分析，优化运行参数，给用户提供最优工艺参数，可以通过用户授权在线修改工艺参数，达到节能的目的。
进一步地，所述PLC控制器的模拟量输入单元与室外温湿度传感器1、送风温湿度传感器2、回风温湿度传感器3、粉尘浓度传感器4、室内温湿度传感器5、压差传感器6、滤筒压差传感器7、新风风阀执行器8、混风风阀执行器9、排风风阀执行器10、二次回风风阀执行器11、加热系统阀门执行器12、冷却系统执行器13和管路温度传感器14连接；
所述PLC控制器的模拟量输出单元与新风风阀执行器8、混风风阀执行器9、排风风阀执行器10、二次回风风阀执行器11、加热系统阀门执行器12和冷却系统执行器13连接；
所述PLC控制器的数字量输入单元与初效压差开关15、新风滤网压差开关16、送风机风压压差开关17、回风机风压压差开关18、送风防火阀温控开关19、回风防火阀温控开关20、旁通风阀21、回风阀22、急停开关23、送风机电机报警模块24、回风机电机报警模块25和加热装置报警模块26连接；
所述PLC控制器的数字量输出单元与整体报警系统27、旁通风阀21、回风阀22、脉冲控制器28、电加热模块29、电动送风筒30、灭火系统31连接。
进一步地，所述滤筒压差传感器7的设置在滤筒两边。
进一步地，所述粉尘浓度传感器的数量为1-4个；所述室内温湿度传感器5的数量为1-4 个；
所述管路温度传感器14设置在高效过滤段、送风管路段以及回风管路段，其中，设置在高效过滤段的温度传感器的数量为2-4个，设置在送风管路的温度传感器2-8个，设置在回风管路的温度报警器为2-8个。
进一步地，所述加热系统阀门执行器12包括热水阀门执行器、蒸汽阀门执行器以及燃烧器。
进一步地，所述上位机的显示屏幕上设置有控制按钮。
进一步地，还包括与上位机相连的打印模块。
一种应用上述厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统的控制方法，包括控温控湿模式、新风模式以及除尘模式；
所述控温控湿模式包括加热控制、冷却控制、除湿控制以及加湿控制；
所述的加热控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值低于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节加热系统阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的冷却控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值高于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节冷水阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的除湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值高于室内湿度设定值时，采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
所述的加湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值低于室内湿度设定值时，开启加湿装置；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
新风风阀执行器自动开启时，新风风阀执行器的开度为20％；新风风阀执行器为手动开启时，依据输入的手动值设置新风风阀执行器的开度，排风阀根据工艺不同打开相应比例或者关闭，保证提供一定的新鲜空气进入厂房；
所述的新风控制：打开新风风阀执行器和排风阀，并关闭二次回风阀；当新风风阀执行器和排风阀执行器为自动开启时，则新风风阀执行器和排风阀的开度为全开；当新风风阀执行器和排风阀执行器为手动开启时，新风风阀执行器和排风阀的开度依据手动输入值开启，同时打开混风阀，且混风阀开度混风阀开度为100％减去新风风阀的开度；
所述的除尘控制：包含在线定时、压差、离线、手动四种除尘控制方式；
所述在线定时除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到回风机压差开关信号后， PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作；
所述的压差除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到的滤筒压差超过压差设定值后，PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作，当PLC控制器接收到的滤筒压差低于压差设定值与回差设定值的差值时，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的离线除尘控制：回风机停止后，脉冲控制仪开始工作，当PLC控制器接收到脉冲控制仪工作时间超过离线清灰时间设定值时或者接收到回风机启动信号后，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的手动除尘控制：依据输入的手动除尘信号控制脉冲控制仪工作。
进一步地，当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度超过工艺参数设定的温度报警值时，启动报警装置35；
当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度高于工艺参数设定的灭火温度时，启动灭火系统34；
所述灭火温度设定值高于温度报警值。
有益效果
本发明提供了一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统及方法，该系统通过PLC控制器将用于除尘的执行部件和用于控温控湿的执行部件进行统一控制，解决了现有技术中需要多套控制系统，导致的控制方式复杂，操作不便，且维护成本就高的问题；通过与智能电表的通信连接，实时获取整套设备的用电情况，并将其结合远程系统和大数据进行分析，为优化设备控制参数提供基础；同时，利用上位机的显示单元对各部件的运行情况进行集中显示，极大地方便了操作人员的使用。
附图说明
图1为本发明所述控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。
如图1所示，一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统，包括远程控制系统、上位机以及PLC控制器，所述远程控制系统和上位机均与PLC控制器相连，所述PLC控制器与设置在厂房内的除尘系统部件和空调系统部件相连，且所述PLC控制器与智能电表相连。
通过读取智能电表的用电量，对用电量情况进行远程分析并结合大数据分析，优化运行参数，给用户提供最优工艺参数，可以通过用户授权在线修改工艺参数，达到节能的目的。
PLC控制器的模拟量输入单元与室外温湿度传感器1、送风温湿度传感器2、回风温湿度传感器3、粉尘浓度传感器4、室内温湿度传感器5、压差传感器6、滤筒压差传感器7、新风风阀执行器8、混风风阀执行器9、排风风阀执行器10、二次回风风阀执行器11、加热系统阀门执行器12、冷却系统执行器13和管路温度传感器14连接；
所述PLC控制器的模拟量输出单元与新风风阀执行器8、混风风阀执行器9、排风风阀执行器10、二次回风风阀执行器11、加热系统阀门执行器12和冷却系统执行器13连接；
所述PLC控制器的数字量输入单元与初效压差开关15、新风滤网压差开关16、送风机风压压差开关17、回风机风压压差开关18、送风防火阀温控开关19、回风防火阀温控开关20、旁通风阀21、回风阀22、急停开关23、送风机电机报警模块24、回风机电机报警模块25和加热装置报警模块26连接；
所述PLC控制器的数字量输出单元与整体报警系统27、旁通风阀21、回风阀22、脉冲控制器28、电加热模块29、电动送风筒30、灭火系统31连接。
滤筒压差传感器7的设置在滤筒两边。
粉尘浓度传感器的数量为1-4个；室内温湿度传感器5的数量为1-4个；
管路温度传感器14设置在高效过滤段、送风管路段以及回风管路段，其中，设置在高效过滤段的温度传感器的数量为2-4个，设置在送风管路的温度传感器2-8个，设置在回风管路的温度传感器为2-8个。
传感器的数量依据厂房中的工艺条件进行设置。
加热系统阀门执行器12包括热水阀门执行器、蒸汽阀门执行器以及燃烧器。
上位机的显示屏幕上设置有控制按钮，方便进行手动控制或者信息查询。
与上位机相连的打印模块，便于操作人员随时打印相应的设备运行情况，对设备进行精准的维护。
此外，通过远程控制系统的连接，该系统还能将PLC控制器实时获取的监控信息通过远程控制系统发送至移动终端。
一种应用上述厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统的控制方法，包括控温控湿模式、新风模式以及除尘模式；
所述控温控湿模式包括加热控制、冷却控制、除湿控制以及加湿控制；
所述的加热控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值低于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节加热系统阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的冷却控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值高于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节冷水阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的除湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值高于室内湿度设定值时，采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
所述的加湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值低于室内湿度设定值时，开启加湿装置；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
新风风阀执行器自动开启时，新风风阀执行器的开度为20％；新风风阀执行器为手动开启时，依据输入的手动值设置新风风阀执行器的开度，排风阀根据工艺不同打开相应比例或者关闭，保证提供一定的新鲜空气进入厂房；
所述的新风控制：打开新风风阀执行器和排风阀，并关闭二次回风阀；当新风风阀执行器和排风阀执行器为自动开启时，则新风风阀执行器和排风阀的开度为全开；当新风风阀执行器和排风阀执行器为手动开启时，新风风阀执行器和排风阀的开度依据手动输入值开启，同时打开混风阀，且混风阀开度混风阀开度为100％减去新风风阀的开度；
所述的除尘控制：包含在线定时、压差、离线、手动四种除尘控制方式；
所述在线定时除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到回风机压差开关信号后， PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作；
所述的压差除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到的滤筒压差超过压差设定值后，PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作，当PLC控制器接收到的滤筒压差低于压差设定值与回差设定值的差值时，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的离线除尘控制：回风机停止后，脉冲控制仪开始工作，当PLC控制器接收到脉冲控制仪工作时间超过离线清灰时间设定值时或者接收到回风机启动信号后，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的手动除尘控制：依据输入的手动除尘信号控制脉冲控制仪工作。
当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度超过工艺参数设定的温度报警值时，启动报警装置35；
当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度高于工艺参数设定的灭火温度时，启动灭火系统34；
所述灭火温度设定值高于温度报警值。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统，其特征在于，包括远程控制系统、上位机以及PLC控制器，所述远程控制系统和上位机均与PLC控制器相连，所述PLC控制器与设置在厂房内的除尘系统部件和空调系统部件相连，且所述PLC控制器与智能电表相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC控制器的模拟量输入单元与室外温湿度传感器(1)、送风温湿度传感器(2)、回风温湿度传感器(3)、粉尘浓度传感器(4)、室内温湿度传感器(5)、压差传感器(6)、滤筒压差传感器(7)、新风风阀执行器(8)、混风风阀执行器(9)、排风风阀执行器(10)、二次回风风阀执行器(11)、加热系统阀门执行器(12)、冷却系统执行器(13)和管路温度传感器(14)连接；
所述PLC控制器的模拟量输出单元与新风风阀执行器(8)、混风风阀执行器(9)、排风风阀执行器(10)、二次回风风阀执行器(11)、加热系统阀门执行器(12)和冷却系统执行器(13)连接；
所述PLC控制器的数字量输入单元与初效压差开关(15)、新风滤网压差开关(16)、送风机风压压差开关(17)、回风机风压压差开关(18)、送风防火阀温控开关(19)、回风防火阀温控开关(20)、旁通风阀(21)、回风阀(22)、急停开关(23)、送风机电机报警模块(24)、回风机电机报警模块(25)和加热装置报警模块(26)连接；
所述PLC控制器的数字量输出单元与整体报警系统(27)、旁通风阀(21)、回风阀(22)、脉冲控制器(28)、电加热模块(29)、电动送风筒(30)、灭火系统(31)连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述滤筒压差传感器(7)的设置在滤筒两边。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述粉尘浓度传感器的数量为1-4个；所述室内温湿度传感器(5)的数量为1-4个；
所述管路温度传感器(14)设置在高效过滤段、送风管路段以及回风管路段，其中，设置在高效过滤段的温度传感器的数量为2-4个，设置在送风管路的温度传感器2-8个，设置在回风管路的温度报警器为2-8个。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热系统阀门执行器(12)包括热水阀门执行器、蒸汽阀门执行器以及燃烧器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述上位机的显示屏幕上设置有控制按钮。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括与上位机相连的打印模块。
8.一种应用权利要求1-7任一项所述厂房整体控温控湿除尘的智能控制系统的控制方法，其特征在于，包括控温控湿模式、新风模式以及除尘模式；
所述控温控湿模式包括加热控制、冷却控制、除湿控制以及加湿控制；
所述的加热控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值低于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节加热系统阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的冷却控制：当室内温湿度传感器采集的室内温度平均值高于室内温度设定值时，采用PID调节方式调节冷水阀门开度，并采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内温度平均值趋近或者等于温度设定值；
所述的除湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值高于室内湿度设定值时，采用反向PID调节方式反向调节二次回风阀阀门开度；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
所述的加湿控制：当室内温湿度传感器采集的室内湿度平均值低于室内湿度设定值时，开启加湿装置；同时，打开新风风阀执行器和混风阀，混风阀开度为100％减去新风风阀开度，使得室内湿度平均值趋近或者等于湿度设定值；
所述的新风控制：打开新风风阀执行器和排风阀，并关闭二次回风阀；当新风风阀执行器和排风阀执行器为自动开启时，则新风风阀执行器和排风阀的开度为全开；当新风风阀执行器和排风阀执行器为手动开启时，新风风阀执行器和排风阀的开度依据手动输入值开启，同时打开混风阀，且混风阀开度混风阀开度为100％减去新风风阀的开度；
所述的除尘控制：包含在线定时、压差、离线、手动四种除尘控制方式；
所述在线定时除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到回风机压差开关信号后，PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作；
所述的压差除尘控制：启动回风机后，当PLC控制器接收到的滤筒压差超过压差设定值后，PLC控制器发出脉冲控制仪启动信号，触发脉冲控制仪工作，当PLC控制器接收到的滤筒压差低于压差设定值与回差设定值的差值时，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的离线除尘控制：回风机停止后，脉冲控制仪开始工作，当PLC控制器接收到脉冲控制仪工作时间超过离线清灰时间设定值时或者接收到回风机启动信号后，PLC控制器发出脉冲控制仪停止信号，脉冲控制仪停止工作；
所述的手动除尘控制：依据输入的手动除尘信号控制脉冲控制仪工作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度超过工艺参数设定的温度报警值时，启动报警装置(35)；
当设置在高效过滤段的温度传感器中任何一个温度传感器采集的温度高于工艺参数设定的灭火温度时，启动灭火系统(34)；
所述灭火温度设定值高于温度报警值。
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