CN109579241A - 一种车间分布式通风换气自动化控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车间分布式通风换气自动化控制系统及其控制方法，该方法包括控制自由送风机组在自动话控制系统工作的整个过程中处于启动状态；设定第一预设参考温度值和第二预设参考温度值，并实时获取车间内的当前温度值和车间外的当前温度值；比较所述车间外的当前温度值与第一预设参考温度值的大小以及比较所述车间内的当前温度值与第二预设参考温度值的大小；根据比较结果控制所述第一冷风机组、第二冷风机组、第二排风机组以及冷水泵的工作状态来控制车间内的温度、湿度和压差。本发明实现了车间温度、湿度和压差的自动化控制，提高了控制精度，节约了生产成本。

Description

一种车间分布式通风换气自动化控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车间厂房分布式控制系统技术领域，尤其涉及一种车间分布式通风换气自动化控制系统及其控制方法。

背景技术

大面积车间厂房由于面积大，而且部分机器设备会发热，车间温度高，需要使用一款低耗电低成本的水蒸发式冷风机进行降温和送进新风。车间也会产生一些自由分散的废气，采用大风量轴流式排风机，把高温的废气排到车间外面。同时车间也要保持一定的正压，保持一定的湿度。

大面积车间往往分布式的安装了大量的冷风机和排风机，为了给车间降温，排除废气，保持一定湿度，保持一定的正压。工况比较复杂，靠人工进行控制非常繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车间分布式通风换气自动化控制系统，该系统通过分别比较车间内的当前温度与设定的温度值、当前压差值与设定的压差值以及当前湿度值与设定的湿度值之间的关系，从而实现车间的温度、压差和湿度的控制。

为了解决上述技术问题，本发明实施例一提供一种车间分布式通风换气自动化控制系统，包括：第一温度变送器、第二温度变送器、冷水泵、可编程逻辑控制器、分布于所述车间内的第一冷风机组、第二冷风机组、第三冷风机组和第一排风机组，所述第三冷风机组和所述第一排风机组构成了自由送风机组，其中；

所述第一温度变送器用于实时测量所述车间内的当前温度，并将测量值发送给所述可编程逻辑器件；

所述第二温度变送器用于实时测量所述车间外的当前温度，并将测量值发送给所述可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器用于控制所述第一自由送风组在所述控制系统工作的整个过程中处于工作状态，还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度小于第二预设参考温度时，控制启动所述第一冷风机组工作，以及还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制启动所述冷水泵、所述第一冷风机组、所述第二冷风机组工作，还用于在车间外的当前温度小于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作，以降低车间内的温度。

其中，所述系统还包括压差变送器以及第二排风机组，

所述压差变送器用于实时测量所述车间内的当前压差值，并将所述当前压差值发送给所述可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器还用于根据所述当前压差值与设定的压差参考值确定启动所述第二排风机组，以减小所述车间内的当前压差。

其中，所述系统还包括：

湿度变送器，所述湿度变送器用于实时测量所述车间内的湿度值；

所述可编程逻辑控制器还用于根据所述车间内的湿度值与设定的湿度参考值确定启动所述冷却水泵，以增大所述车间内的湿度。

其中，所述第一冷风机组为岗位送风冷风机，用于车间内的工作岗位降温。

本发明还提供一种前述的控制系统的控制方法，包括如下步骤：

控制所述自由送风机组在所述自动化控制系统工作的过程中保持工作状态；

设定第一预设参考温度值和第二预设参考温度值，并实时获取车间内的当前温度值和车间外的当前温度值；

比较所述车间外的当前温度值与第一预设参考温度值的大小以及比较所述车间内的当前温度值与第二预设参考温度值的大小；

若车间外的当前温度大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值小于第二预设参考温度值时，控制启动所述第一冷风机组工作；

若车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，还控制启动所述冷水泵、第一冷风机组以及第二冷风机组工作；

若车间外的当前温度值小于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作。

其中，所述若车间外的当前温度值大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值小于第二预设参考温度值时，控制启动所述第一冷风机组工作具体包括：

控制所述第一冷风机组中的冷风机同时启动工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值的大小；

若所述车间内的当前压差值大于设定的压差参考值，则控制启动第二排风机组工作以降低车间内的压差；

比较车间内的当前湿度值与设定的湿度参考值，若车间内的当前湿度值小于设定的湿度参考值，则控制启动冷水泵工作。

其中，所述若车间外的当前温度值大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制启动所述冷水泵、所述第一冷风机组、所述第二冷风机组工作具体包括：

控制启动所述冷水泵进行工作，并控制所述第一冷风机组的所有冷风机同时启动工作后，依次启动第二冷风机组中的冷风机工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值；

若所述当前压差值大于设定的压差参考值，则控制依次启动第二排风机组中的排风机工作以降低车间内的压差。

其中，所述依次启动第二冷风机组中的冷风机工作具体包括：

在启动第二冷风机组中的下一台冷风机工作之前，判断所述车间内的当前温度值是否小于或等于设定的第二预设参考温度值；

若车间内的当前温度值小于或等于第二预设参考温度值，则停止启动第二冷风机组中的所述下一台冷风机；否则，继续启动第二冷风机组中的下一台冷风机。

其中，所述若车间外的当前温度值小于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作具体包括：

控制启动所述冷水泵进行工作，并控制所述第二冷风机组的冷风机依次启动工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值；

若所述当前压差值大于设定的压差参考值，则控制启动排风机工作以降低车间内的压差。

其中，所述控制所述第二冷风机组的冷风机依次启动工作具体包括：

在启动第二冷风机组中的下一台冷风机工作之前，判断所述车间内的当前温度值是否小于或等于设定的第二预设参考温度值；

若车间内的当前温度值小于或等于第二预设参考温度值，则停止启动第二冷风机组中的所述下一台冷风机；否则，继续启动第二冷风机组中的下一台冷风机。

本发明实施例的有益效果在于：本发明通过车间外的当前温度值与第一预设参考温度值进行比较，同时将车间内的当前温度值与第二预设参考温度值进行比较，通过上述两个比较结果确定采用相应的降温方式，实现了车间的温度、湿度和压差的自动控制，提高了控制精度，节约了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种车间分布式通风换气自动化控制系统的结构示意图。

图2是本发明的自动化控制系统中的第一温度变送器的测量硬件电路结构示意图。

图3是本发明的自动化控制系统中的压差变送器的测量硬件电路结构示意图。

图4是本发明的自动化控制系统中的湿度变送器的测量硬件电路结构示意图。

图5是本发明的自动化控制系统中的第二温度变送器的测量硬件电路结构示意图。

图6是本发明的自动化控制系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

以下参照图1进行说明，本发明实施例一提供一种车间分布式通风换气自动化控制系统，该系统包括：第一温度变送器11、第二温度变送器12、冷水泵16、可编程逻辑控制器15、分布于所述车间内的第一冷风机组17、第二冷风机组18、第三冷风机组19、第一排风机组20、第二排风机组21，该第三冷风机组19和第一排风机组20构成了自由送风机组，其中；第一温度变送器11用于实时测量所述车间内的当前温度，并将测量值发送给可编程逻辑控制器15；第二温度变送器12用于实时测量所述车间外的当前温度，并将测量值发送给可编程逻辑控制器15；可编程逻辑控制器15用于在该自动化控制系统启动的工作的时候，控制启动该自由送风机组工作，并在该自动化控制系统工作的整个过程中，保持自由送风机组工作，还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度小于第二预设参考温度时，控制启动所述第一冷风机组工作，以及还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制启动所述冷水泵、所述第一冷风机、所述第二冷风机组工作，还用于在车间外的当前温度小于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作，以降低车间内的温度。

具体地，该自由送风机组可以保持一个最基本的通风换气量，以便把机器设备泄漏到车间的废气排出车间，确保车间的安全，该自由送风机组只要系统启动，便一直运行。第三送风机组19包括7台冷风机，当条件满足时，第三送风机组19一次性同时启动，该第一排风机组20包括3台排风机，当条件满足时，该3台排风机同时启动工作。

具体地，该第一冷风机组17包括6台冷风机，当需要启动第一冷风机组17时，该第一冷风机组17中的6台冷风机同时启动，该第二冷风机组18具体包括7台冷风机，当需要启动第二冷风机组18时，依次启动第二冷风机组18中的冷风机，当依次启动第二冷风机组18中的某一冷风机后，如果当前温度已经等于或小于设定的温度值，则停止启动第二冷风机组18的下一台冷风机，如果当前温度还是高于设定的温度值，则继续启动第二冷风机组18中的下一台冷风机，该第二冷风机组18中相邻两台冷风机的启动时间间隔为150秒。

其中，该系统还包括压差变送器14以及第二排风机组21，所述压差变送器14用于实时测量所述车间内的当前压差值，并将所述当前压差值发送给所述可编程逻辑控制器15；所述可编程逻辑控制器15还用于根据所述当前压差值与设定的压差参考值确定启动所述第二排风机组21中的排风机，以减小所述车间内的当前压差。

具体地，该第二排风机组21包括6台排风机，相邻的排风机之间的启动间隔为150秒。

其中，该系统还包括湿度变送器13，所述湿度变送器13用于实时测量所述车间内的湿度值；所述可编程逻辑控制器15还用于根据所述车间内的湿度值与设定的湿度参考值确定启动所述冷却水泵，以增大所述车间内的湿度。

第一温度变送器11、第二温度变送器12、湿度变送器13以及压差变送器14将测量到的信号转换为模拟信号输入给PLC的模拟量输入模块，PLC再将模拟量信号转换成数字信号并进行相应的计算，得到相应的温度、湿度和压差值。

其中，第一温度变送器11的模拟输出量的范围为0-10V，温度测量范围为-40度到80度，第一温度变送器可以采用型号规格为RS-WS-V10-2-4室内防水探头。对应的PLC的数值为0-32000，温度变送器将测量获得的数据传送给PLC后，PLC首先对温度变送器测量的模拟量进行模数转换，将测量的温度值转换为数字量，温度的实际值的计算公式为：

SZ30×10＝(SZ10×1200/32000)-400

其中，SZ30为温度的实际值，SZ10为温度变送器的测量值。在具体的计算过程中，乘以10是为了提高测量的精度，将测量的精度准确到0.1。

具体地，上述计算公式的硬件电路图如图2所示，其中，SZ10为室内温度读取值，SZ20为室内温度中间值，D20为SZ20的地址，SZ40为室内绝对温度值，D40为SZ40的地址，SZ30为室内实际温度值。

压差变送器的模拟输出量信号为0-10V，测量范围为0-100Pa，压差变送器可以采用型号为QBM2030-1U0-100Pa的压差变送器。PLC对应的数值为0-32000，压差的实际值的计算公式为：

SZ32×10＝SZ12×1000/32000

其中，SZ32为压差的实际值，SZ12为压差变送器的测量值，将实际值乘以10参与运算时为了提高显示的精度，将压差的计算精度提高到0.1Pa。

具体地，压差计算公式的硬件电路图如图3所示，其中SZ12为压差变送器测量获得的压差，SZ22为压差计算中间值，D22为SZ22的地址，SZ32为实际的压差值。

湿度变送器输出模拟量信号为0-10V，测量范围为0-100％，PLC对应的数值为0-32000，湿度的实际值的计算公式为：

SZ34×10＝SZ14×1000/32000

其中，SZ34是实际湿度值，SZ14是湿度变送器的测量值，将实际值乘以10参与运算时为了提高显示的精度，将湿度的计算精度提高到0.1摄氏度。

具体地，湿度计算公式的已经建电路图如图4所示，其中SZ14为湿度变送器测量获得的湿度值，SZ24为湿度计算中间值，D24为SZ24的地址，SZ34为实际的湿度值。

其中，第二温度变送器的模拟输出量的范围为0-10V，温度测量范围为-40度到80度，第二温度变送器可以采用型号规格为RS-WS-V10-2-4室外防水探头。对应的PLC的数值为0-32000，温度变送器将测量获得的数据传送给PLC后，PLC首先对温度变送器测量的模拟量进行模数转换，将测量的温度值转换为数字量，温度的实际值的计算公式为：

SZ36×10＝(SZ16×1200/32000)-400

其中，SZ36为温度的实际值，SZ16为温度变送器的测量值。在具体的计算过程中，乘以10是为了提高测量的精度，将测量的精度准确到0.1。

具体地，上述计算公式的硬件电路图如图5所示，其中，SZ16为室外温度读取值，SZ26为室外温度中间值，SZ46为室外绝对温度值，SZ36为室外实际温度值。

基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种前述自动化控制系统的控制方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：

S1、当该自动化控制系统启动工作时，控制所述自由送风机组启动工作；

S2、设定第一预设参考温度值和第二预设参考温度值，并实时获取车间内的当前温度值和车间外的当前温度值；

S3、比较所述车间外的当前温度值与第一预设参考温度值的大小以及比较所述车间内的当前温度值与第二预设参考温度值的大小；

S4、若车间外的当前温度大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值小于第二预设参考温度值时，控制启动所述第一冷风机组工作；若车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，还控制启动所述冷水泵、第一冷风机组以及第二冷风机组工作；若车间外的当前温度值小于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作。

以下针对上述三种情况具体举例说明：

在启动了自由送风机组后，如果车间外的温度大于25摄氏度，同时车间内的温度小于30摄氏度，则启动第一送风机组对车间内进行降温，由于送风机工作，导致车间内压差增大，若压差大于20Pa时，便依次启动第二排风机组中的排风机，使车间保持一定的微正压(5-20Pa)。此时如果湿度小于75％，则冷却水泵运行。

当车间外的温度大于等于25℃，同时车间内的温度大于30℃，则启动冷却冷水泵进行降温，启动第一冷风机组进行工作后，还依次启动第二冷风机组中的冷风机进行工作，当启动到第二送风机组中的某一台冷风机后，车间的温度刚好下降到30℃，那么停止启动第二冷风机组中的后面的未启动的冷风机。由于压差加大当压差大于20Pa时，便依次启动第二排风机组中的排风机，使车间保持5-20Pa的微正压。

当车间外的温度小于25℃，同时车间内的温度大于30℃，则启动冷却冷水泵进行降温，同时依次启动第二冷风机组中的冷风机，当启动第二冷风机组中的某一台冷风机后，车间的温度刚好下降到30℃，那么停止启动第二冷风机组中后面未启动的冷风机。当压差大于20Pa时，便依次启动第二排风机组中的排风机，使车间保持5-20Pa的微正压。

当车间外的温度小于等于25℃，同时车间内的温度小于30℃时，则不需要进行其他操作，该车间厂房仅需要使得自由送风机组工作即可。

需要说明的是，第二冷风机组和第二排风机组，当条件满足时，其中的冷风机和排风机是依次启动的过程，当条件不满足时，第二冷风机组中的冷风机和第二排风机组中的排风机也是依次退出的过程，以第二冷风机组中的冷风机的退出为例，当关闭某一台冷风机时，判断当前的温度是否小于某一设定温度，如果小于，则继续关闭下一台冷风机，如果大于，则停止关闭下一台冷风机。

本发明通过车间外的当前温度值与第一预设参考温度值进行比较，同时将车间内的当前温度值与第二预设参考温度值进行比较，通过上述两个比较结果确定采用相应的降温方式，实现了车间的温度、湿度和压差的自动控制，提高了控制精度，节约了生产成本。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种车间分布式通风换气自动化控制系统，其特征在于，包括：第一温度变送器、第二温度变送器、冷水泵、可编程逻辑控制器、分布于所述车间内的第一冷风机组、第二冷风机组、第三冷风机组和第一排风机组，所述第三冷风机组和所述第一排风机组构成了自由送风机组，其中；

所述第一温度变送器用于实时测量所述车间内的当前温度，并将测量值发送给所述可编程逻辑器件；

所述第二温度变送器用于实时测量所述车间外的当前温度，并将测量值发送给所述可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器用于控制所述第一自由送风组在所述控制系统工作的整个过程中处于工作状态，还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度小于第二预设参考温度时，控制启动所述第一冷风机组工作，以及还用于在车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制启动所述冷水泵、所述第一冷风机组、所述第二冷风机组工作，还用于在车间外的当前温度小于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作，以降低车间内的温度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括压差变送器以及第二排风机组，

所述压差变送器用于实时测量所述车间内的当前压差值，并将所述当前压差值发送给所述可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器还用于根据所述当前压差值与设定的压差参考值确定启动所述第二排风机组，以减小所述车间内的当前压差。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

湿度变送器，所述湿度变送器用于实时测量所述车间内的湿度值；

所述可编程逻辑控制器还用于根据所述车间内的湿度值与设定的湿度参考值确定启动所述冷却水泵，以增大所述车间内的湿度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述第一冷风机组为岗位送风冷风机，用于车间内的工作岗位降温。

5.一种用于如权利要求1-4任一项所述的控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制所述自由送风机组在所述自动化控制系统工作的过程中保持工作状态；

设定第一预设参考温度值和第二预设参考温度值，并实时获取车间内的当前温度值和车间外的当前温度值；

比较所述车间外的当前温度值与第一预设参考温度值的大小以及比较所述车间内的当前温度值与第二预设参考温度值的大小；

若车间外的当前温度大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值小于第二预设参考温度值时，控制启动所述第一冷风机组工作；

若车间外的当前温度大于第一预设参考温度且车间内的当前温度大于第二预设参考温度时，还控制启动所述冷水泵、第一冷风机组以及第二冷风机组工作；

若车间外的当前温度值小于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若车间外的当前温度值大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值小于第二预设参考温度值时，控制启动所述第一冷风机组工作具体包括：

控制所述第一冷风机组中的冷风机同时启动工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值的大小；

若所述车间内的当前压差值大于设定的压差参考值，则控制启动第二排风机组工作以降低车间内的压差；

比较车间内的当前湿度值与设定的湿度参考值，若车间内的当前湿度值小于设定的湿度参考值，则控制启动冷水泵工作。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若车间外的当前温度值大于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制启动所述冷水泵、所述第一冷风机组、所述第二冷风机组工作具体包括：

控制启动所述冷水泵进行工作，并控制所述第一冷风机组的所有冷风机同时启动工作后，依次启动第二冷风机组中的冷风机工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值；

若所述当前压差值大于设定的压差参考值，则控制依次启动第二排风机组中的排风机工作以降低车间内的压差。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依次启动第二冷风机组中的冷风机工作具体包括：

在启动第二冷风机组中的下一台冷风机工作之前，判断所述车间内的当前温度值是否小于或等于设定的第二预设参考温度值；

若车间内的当前温度值小于或等于第二预设参考温度值，则停止启动第二冷风机组中的所述下一台冷风机；否则，继续启动第二冷风机组中的下一台冷风机。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若车间外的当前温度值小于第一预设参考温度值且车间内的当前温度值大于第二预设参考温度值时，控制所述冷水泵以及所述第二冷风机组工作具体包括：

控制启动所述冷水泵进行工作，并控制所述第二冷风机组的冷风机依次启动工作；

比较所述车间内的当前压差值与设定的压差参考值；

若所述当前压差值大于设定的压差参考值，则控制启动排风机工作以降低车间内的压差。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述第二冷风机组的冷风机依次启动工作具体包括：

在启动第二冷风机组中的下一台冷风机工作之前，判断所述车间内的当前温度值是否小于或等于设定的第二预设参考温度值；

若车间内的当前温度值小于或等于第二预设参考温度值，则停止启动第二冷风机组中的所述下一台冷风机；否则，继续启动第二冷风机组中的下一台冷风机。