CN110131842A - 一种纺织车间空调系统plc自动控制方法 - Google Patents

一种纺织车间空调系统plc自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，首先对PLC控制系统进行初始设定；然将纺织车间的各项参数采集到PLC控制系统中；最后PLC控制系统根据采集到的各项数据进行分析计算，最后控制空调系统的运行，能够有效解决现有纺织空调自控系统的控制策略控制精度不够，空调自控系统对车间温、湿度调节滞后的问题。

Description

一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法
技术领域
本发明属于纺织空调系统的节能技术领域，具体涉及一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法。
背景技术
目前纺织厂空调PLC自动控制系统对风机和水泵的调节存在滞后性，而且控制精度也不高，这就导致了纺织空调的能耗居高不下。所以，研究纺织空调系统自动控制节能策略势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，解决现有纺织空调自控系统的控制策略控制精度不够，空调自控系统对车间温、湿度调节滞后的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，具体步骤如下：
步骤1，对PLC控制系统进行初始设定；
步骤2，将纺织车间的各项参数采集至步骤1中的PLC控制系统中；
步骤3，PLC控制系统根据步骤2采集到的各项数据进行分析计算，最后控制空调系统的运行。
本发明的特点还在于：
其中空调系统包括依次连接的进风装置、空调混风室和送风机，其特征在于，所述进风装置、空调混风室和送风机均连接有采集装置，还包括设置在纺织车间内的PLC控制系统，PLC控制系统连接采集装置，所述采集装置用于采集信息反馈给PLC控制系统，所述进风装置、空调混风室和送风机均与PLC控制系统连接；
其中步骤2中采集过程所用采集装置包括新风温湿度传感器，混合点温湿度传感器，喷淋室回水池水温传感器，露点温湿度传感器，车间温湿度传感器，工艺回风温湿度传感器；
其中空调混风室内设置有喷淋室，所述喷淋室还连接有循环水泵以及冷冻水泵，所述喷淋室用于加湿空调混风室产生的冷气，喷淋室内还设置有喷淋室回水池水温传感器；
其中进风装置包括新风机，所述新风机通过安装在纺织车间内且与外部相通的新风窗将室外空气收集至空调混风室；
地排风机，所述地排风机通过设置在纺织车间内部的地排风窗将室内空气收集至空调混风室；
工艺回风机，所述工艺回风机位于纺织车间内的纺织机器车头部位，所述工艺回风机通过工艺回风窗将工作产生空气收集至空调混风室；
其中工艺回风温湿度传感器位于工艺回风机的一侧，用于采集工作产生空气的信息；
所述混合点温湿度传感器位于空调混风室内；
所述露点温湿度传感器位于送风机的内测；
所述新风温湿度传感器位于新风窗的一侧；
所述车间温湿度传感器位于车间内部，用于采集车间内部的空气参数；
其中PLC控制系统的初始设定包括：
送风机的频率调节：通过车间温湿度传感器读取的车间温度参数TPV采集至PLC控制系统，对车间温度TPV与目标温度Tsp的对比，通过PLC控制系统控制送风机的频率，其中目标温度Tsp＝(Tmax+Tmin)/2，Tmax为车间设定温度上限，Tmin为车间设定温度下限；
地排风机的频率调节：地排风机的频率调节和送风机的频率实行联动控制，其中地排风机的频率等于送风机的频率加相应的偏差值，根据空调系统的实际运行情况调节偏差值使车间保持微正压；
工艺风机进行初始赋值，使工艺风机按最大频率运行；
循环水泵的频率调节：通过车间温湿度传感器采集湿度参数RHPV到PLC控制系统中，通过PLC控制系统中循环水泵的算法和车间目标湿度RHsp计算后，控制循环水泵的频率，其中车间目标湿度RHsp＝(RHmax+RHmin)/2，RHmax为车间设定湿度上限，RHmin为车间设定湿度下限；
车间目标焓值计算：用设定的温度下限Tmin和湿度下限RHmin计算出对应的含湿量下限dmin，用设定温度上限Tmax和湿度上限RHmax计算出对应的含湿量上限dmax，再用含湿量下限dmin和相对湿度计算出对应的车间焓值下限imin，含湿量下限dmax和相对湿度计算出对应的车间焓值上限imax，最后用车间焓值下限imin和车间焓值上限imax，计算出车间焓值目标值isp＝imin+imax/2；
其中PLC控制系统的初始设定包括夏季、冬季和过渡季三种模式：
在冬季和过渡季PLC控制系统运行时，新风窗的开度控制：通过混合点温湿度探头测得的车间混合点温湿度参数，通过PLC控制系统计算出车间实时焓值ipv和车间目标焓值isp，通过已经输入PLC控制系统的算法控制新风窗的开度，地排风窗的排风量与新风窗保持一致；
在过度季PLC控制系统运行时，时工艺风窗通过车间温湿度传感器读取的车间温度参数TPV采集至PLC控制系统，对车间温度TPV与目标温度Tsp的对比，通过PLC控制系统控制工艺风窗的开度；
在冬季PLC控制系统运行时，工艺风窗开度开至最大；
在夏季PLC控制系统运行时，新风温湿度传感器采集的车间外温湿度参数返回到PLC控制系统，由PLC控制系统内置焓值算法计算出车间外实时焓值ipv，由车间温湿度传感器读取的车间内温湿度参数返回到PLC控制系统，计算出车间内实时焓值ipv’，通过对车间外实时焓值ipv和车间内实时焓值ipv’相对比，进而控制新风窗与地排风窗；
其中车间外实时焓值ipv和车间内实时焓值ipv’相对比具体包括：当ipv≤ipv’+2KJ/Kg，并且持续时间小于等于5分钟时，PLC控制系统同时发出命令到新风窗和地排风窗，新风窗的开度调至最大，地排风窗开度调至最小，当ipv＞ipv’+2KJ/Kg或者ipv≤ipv’+2KJ/Kg没有持续5分钟，PLC系统同时发出命令到新风窗和地排风窗，新风窗的开度调至10％，地排风窗开度调至最大；
其中夏季PLC控制系统运行时还包括：当混合点温度小于等于tmin，且混合点湿度大于等于RHmax时，PLC控制系统发出命令到循环水泵，循环水泵关闭，室外新风不经过喷淋室加湿直接由送风机送到车间。
本发明的有益效果是：
本发明的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法有效的解决了由于全年气象参数变化大，导致纺织空调运行变化大而难以控制精确的问题；有效的解决了纺织车间温、湿度存在耦合性难以精确控制的问题，能够精确控制车间温、湿度在生产工艺要求的范围内；本发明在控制车间温、湿度时，对每个空调系统设备都采用步进算法来控制，解决了现有控制方法存在滞后性和能耗高的问题，保证了车间的生产工艺要求，大大降低了空调系统运行的能耗，达到高效节能的目的。
附图说明
图1是本发明的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法中空调自控系统结构示意图；
图2是本发明的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法中纺织车间目标焓值计算原理图；
图3是本发明的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法中纺织车间冬季、过渡季空调系统控制策略图；
图4是本发明的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法中纺织车间夏季空调系统控制策略图。
图中，1.工艺回风机，2.地排风机，3.送风机，4.循环水泵，5.冷冻水泵，6.地排风窗，7.工艺回风窗，8.新风窗，9.新风温湿度传感器，10.混合点温湿度传感器，11.喷淋室回水池水温传感器，12.露点温湿度传感器，13.车间温湿度传感器，14.工艺回风温湿度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
由于车间外气象参数变化幅度很大，本发明中纺织空调系统变露点自动控制节能策略按照车间外气象参数分为冬季、过渡季节和夏季三种控制模式：
当PLC控制系统上电开启时，空调系统各设备进行初始赋值，新风温湿度传感器9、混合点温湿度传感器10、喷淋室回水池水温传感器11、露点温湿度传感器12、车间温湿度传感器13、工艺回风温湿度传感器14开始将各自实时采集的参数返回到PLC控制系统，PLC控制系统根据内置算法进行选择控制模式；
其中三种模式中工艺风机1、地排风机2、送风机3和循环水泵4的控制算法如下，
送风机3的频率调节，通过车间温湿度传感器13实时读取的实时温度参数TPV返回到PLC控制系统，通过已经输入PLC系统的送风机算法和车间目标温度Tsp计算后，发出相应命令到送风机3变频器，当车间实时温度TPV大于车间目标温度Tsp时，送风机3频率增大，当车间实时温度小于车间目标温度时，送风机3频率减小，其中车间目标温度Tsp＝(Tmax+Tmin)/2，Tmax为车间设定温度上限，Tmin为车间设定温度下限；
地排风机2的频率调节，地排风机2的频率调节和送风机3频率实行联动控制，其中地排风机2的频率等于送风机3频率加相应的偏差值，由于要保证车间微正压，将偏差值换算成取值范围从一到百分之百的修正参数，当车间正压大时把修正参数往小调节，当车间正压小时吧修正参数往大调节，根据车间空调的实际运行情况调节修正系数最终使车间保持微正压；
工艺风机1进行初始赋值，使其按最大频率运行；
循环水泵4的频率调节，通过车间温湿度传感器13实时读取的实时湿度参数RHPV返回到PLC控制系统，通过已经输入PLC系统的循环水泵4算法和车间目标湿度RHsp计算后，发出相应命令到循环水泵4变频器，当车间实时湿度RHPV大于车间目标湿度RHsp时，循环水泵4频率增大，当车间实时湿度小于车间目标湿度时，循环水泵4频率减小，其中车间目标湿度RHsp＝(RHmax+RHmin)/2，RHmax为车间设定湿度上限，RHmin为车间设定湿度下限；
车间目标焓值计算：如图2所示，用车间设定温度下限Tmin和湿度下限RHmin计算出对应的含湿量下限dmin，用车间设定温度上限Tmax和湿度上限RHmax计算出对应的含湿量上限dmax，再用含湿量下限dmin和相对湿度计算出对应的车间焓值下限imin，含湿量下限dmax和相对湿度计算出对应的车间焓值上限imax，最后用车间焓值下限imin和车间焓值上限imax，计算出车间焓值目标值isp＝imin+imax/2；
当在冬季和过渡季控制模式运行时，其控制流程如图3所示：
其中，新风窗8开度控制，通过混合点温湿度探头10测得空调室混合点温、湿度参数，通过PLC控制系统计算出车间实时焓值ipv和车间目标焓值isp，通过已经输入PLC控制系统的算法控制新风窗8的开度，当混合点ipv焓值大于车间目标焓值isp时，PLC控制系统按照相应的算法计算后发出命令到新风窗8执行器，新风窗8执行器带动新风窗8开度增大，当混合点ipv焓值小于车间目标焓值isp时，PLC控制系统按照相应的算法计算后发出命令到新风窗8执行器，新风窗8执行器带动新风窗8开度减小；
地排风窗6开度控制，由于纺织车间要保持间总风量不变，即通过新风窗8进入车间的风量和通过地排风窗6排出车间的风量要相同，所以地排风窗6的开度等于百分之百减去新风窗8的开度乘以相应的系数；
在过度季模式运行时工艺风窗7，通过车间温湿度传感器13实时读取的实时湿度参数RHPV返回到PLC系统，通过已经输入PLC系统的送风机算法和车间目标湿度RHsp计算后，发出相应命令到工艺风窗执行器，当车间实时湿度RHPV大于车间目标湿度RHsp时，工艺风窗7开度增大，当车间实时湿度小于车间目标湿度时，工艺风窗7开度减小，其中车间目标湿度RHsp＝(RHmax+RHmin)/2，RHmax为车间设定湿度上限RHmin为车间设定湿度下限；
在冬季模式时，当模式切换时，PLC控制系统对工艺风窗7进行初始赋值，使工艺风窗7开度最大；
在夏季模式时，PLC控制系统的具体控制过程如图4所示：
由新风温湿度传感器9读取的车间外温湿度参数返回到PLC控制系统，由PLC控制系统内置焓值算法计算出车间外实时焓值ipv，由车间温湿度传感器13读取的车间内温湿度参数返回到PLC控制系统，计算出车间内实时焓值ipv’，当ipv≤ipv’+2KJ/Kg并且持续时间小于等于5分钟时，PLC系统同时发出命令到新风窗8执行器和地排风窗6执行器，新风窗8的开度调至最大，地排风窗6开度调至最小，如果是ipv＞ipv’+2KJ/Kg或者ipv≤ipv’+2KJ/Kg没有持续5分钟，PLC控制系统同时发出命令到新风窗8执行器和地排风窗6执行器，新风窗8的开度调至10％，地排风窗6开度调至最大；
考虑到南方在夏季梅雨季节时阴雨连绵，车间外空气干湿球温差很小，相对湿度很大，室外空气温湿度不经过空调室处理可以满足生产工艺的要求，混合点温湿度传感器10实时读取的温湿度参数返回PLC控制系统，经过PLC控制系统内置算法运算，当混合点温度小于等于最小温度tmin，且混合点湿度大于等于RHmax时PLC控制系统发出命令到循环水泵4变频器，循环水泵4关闭，室外新风不经过喷淋室加湿直接由送风机3送到车间，经过PLC控制系统判断混合点温度大于Tmin或混合点湿度小于RHmax，PLC控制系统就会根据循环水泵4的返回值判断循环水泵4是否开启，如果循环水泵4没有开启，PLC控制系统会发出命令到循环水泵4变频器循环水泵4开启。

Claims (10)

1.一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，对PLC控制系统进行初始设定；
步骤2，将纺织车间的各项参数采集至步骤1中的PLC控制系统中；
步骤3，PLC控制系统根据步骤2采集到的各项数据进行分析计算，最后控制空调系统的运行。
2.根据权利要求1所述的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，所述空调系统包括依次连接的进风装置、空调混风室和送风机(3)，其特征在于，所述进风装置、空调混风室和送风机(3)均连接有采集装置，还包括设置在纺织车间内的PLC控制系统，PLC控制系统连接采集装置，所述采集装置用于采集信息反馈给PLC控制系统，所述进风装置、空调混风室和送风机(3)均与PLC控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的一种PLC自动控制空调系统，其特征在于，所述步骤2中采集过程所用采集装置包括新风温湿度传感器(9)，混合点温湿度传感器(10)，喷淋室回水池水温传感器(11)，露点温湿度传感器(12)，车间温湿度传感器(13)，工艺回风温湿度传感器(14)。
4.根据权利要求2或3所述的一种PLC自动控制空调系统，其特征在于，所述空调混风室内设置有喷淋室，所述喷淋室还连接有循环水泵(4)以及冷冻水泵(5)，所述喷淋室用于加湿空调混风室产生的冷气，喷淋室内还设置有喷淋室回水池水温传感器(11)。
5.根据权利要求2所述的一种PLC自动控制空调系统，其特征在于，所述进风装置包括新风机，所述新风机通过安装在纺织车间内且与外部相通的新风窗(8)将室外空气收集至空调混风室；
地排风机(2)，所述地排风机(2)通过设置在纺织车间内部的地排风窗(6)将室内空气收集至空调混风室；
工艺回风机(1)，所述工艺回风机(1)位于纺织车间内的纺织机器车头部位，所述工艺回风机(1)通过工艺回风窗(7)将工作产生空气收集至空调混风室。
6.根据权利要求4或5所述的一种PLC自动控制空调系统，其特征在于，所述工艺回风温湿度传感器(14)位于工艺回风机(1)的一侧，用于采集工作产生空气的信息；
所述混合点温湿度传感器(10)位于空调混风室内；
所述露点温湿度传感器(12)位于送风机(3)的内测；
所述新风温湿度传感器(9)位于新风窗(8)的一侧；
所述车间温湿度传感器(13)位于车间内部，用于采集车间内部的空气参数。
7.根据权利要求5所述的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，所述步骤1中PLC控制系统的初始设定包括：
送风机(3)的频率调节：通过车间温湿度传感器(13)读取的车间温度参数TPV采集至PLC控制系统，对车间温度TPV与目标温度Tsp的对比，通过PLC控制系统控制送风机(3)的频率，其中目标温度Tsp＝(Tmax+Tmin)/2，Tmax为车间设定温度上限，Tmin为车间设定温度下限；
地排风机(2)的频率调节：地排风机(2)的频率调节和送风机(3)的频率实行联动控制，其中地排风机(2)的频率等于送风机(3)的频率加相应的偏差值，根据空调系统的实际运行情况调节偏差值使车间保持微正压；
工艺风机(1)进行初始赋值，使工艺风机(1)按最大频率运行；
循环水泵(4)的频率调节：通过车间温湿度传感器(13)采集湿度参数RHPV到PLC控制系统中，通过PLC控制系统中循环水泵(4)的算法和车间目标湿度RHsp计算后，控制循环水泵(4)的频率，其中车间目标湿度RHsp＝(RHmax+RHmin)/2，RHmax为车间设定湿度上限，RHmin为车间设定湿度下限；
车间目标焓值计算：用设定的温度下限Tmin和湿度下限RHmin计算出对应的含湿量下限dmin，用设定温度上限Tmax和湿度上限RHmax计算出对应的含湿量上限dmax，再用含湿量下限dmin和相对湿度计算出对应的车间焓值下限imin，含湿量下限dmax和相对湿度计算出对应的车间焓值上限imax，最后用车间焓值下限imin和车间焓值上限imax，计算出车间焓值目标值isp＝imin+imax/2。
8.根据权利要求5或7所述的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，所述PLC控制系统的初始设定包括夏季、冬季和过渡季三种模式：
在冬季和过渡季PLC控制系统运行时，所述新风窗(8)的开度控制：通过混合点温湿度探头(10)测得的车间混合点温湿度参数，通过PLC控制系统计算出车间实时焓值ipv和车间目标焓值isp，通过已经输入PLC控制系统的算法控制新风窗(8)的开度，所述地排风窗(6)的排风量与新风窗(8)保持一致；
在过度季PLC控制系统运行时，所述时工艺风窗(7)通过车间温湿度传感器(13)读取的车间温度参数TPV采集至PLC控制系统，对车间温度TPV与目标温度Tsp的对比，通过PLC控制系统控制工艺风窗(7)的开度；
在冬季PLC控制系统运行时，所述工艺风窗(7)开度开至最大；
在夏季PLC控制系统运行时，新风温湿度传感器(9)采集的车间外温湿度参数返回到PLC控制系统，由PLC控制系统内置焓值算法计算出车间外实时焓值ipv，由车间温湿度传感器(13)读取的车间内温湿度参数返回到PLC控制系统，计算出车间内实时焓值ipv’，通过对车间外实时焓值ipv和车间内实时焓值ipv’相对比，进而控制新风窗(8)与地排风窗(6)。
9.根据权利要求8所述的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，所述车间外实时焓值ipv和车间内实时焓值ipv’相对比具体包括：当ipv≤ipv’+2KJ/Kg，并且持续时间小于等于5分钟时，PLC控制系统同时发出命令到新风窗(8)和地排风窗(6)，新风窗(8)的开度调至最大，地排风窗(6)开度调至最小，当ipv＞ipv’+2KJ/Kg或者ipv≤ipv’+2KJ/Kg没有持续5分钟，PLC系统同时发出命令到新风窗(8)和地排风窗(6)，新风窗(8)的开度调至10％，地排风窗(6)开度调至最大。
10.根据权利要求5或8所述的一种纺织车间空调系统PLC自动控制方法，其特征在于，所述夏季PLC控制系统运行时还包括：当混合点温度小于等于Tmin，且混合点湿度大于等于RHmax时，PLC控制系统发出命令到循环水泵(4)，循环水泵(4)关闭，室外新风不经过喷淋室加湿直接由送风机(3)送到车间。
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