CN111089401A - 一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法及系统 - Google Patents

一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及负压除臭系统技术领域，尤其涉及一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法及系统。其中，方法包括以下步骤为：S1、以风速仪作为风速检测装置；调节阀作为流量控制的执行装置；风机采用变频电机提供动力；以可编程控制器作为调节阀和变频器的控制装置；S2、检测臭源设备停止或者启动动作，则关闭或打开对应吸风口风阀；S3、实时检测风口对应风速，对比预设风速，通过PID算法计算出对应风阀开度；S4、每隔一定时间，检测风阀开启状态及对应风口风速，动态调整风机频率。本发明通过动态调整负压除臭系统中各有效吸风口风阀开启角度及总风机运行频率，实现最大限度降低风机运行频率，而各有效吸风口风量满足设计要求。

Description

一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法及系统
技术领域
本发明实施例公开了一种负压除臭系统风量的自动控制方法及系统，涉及负压除臭系统技术领域，尤其涉及一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法及系统。
背景技术
目前，在负压除臭领域，普遍没有采用实时调整吸风口开度来控制风量；风机采用普通风机，即使是采用变频风机，也只是采用分段固定速率模式；吸风口风量无检测装置，没有做吸风口风量控制。
然而，上述控制方式存在以下缺陷：1、不能通过检测臭源设备启停情况来实时控制吸风口启停，存在无效吸风情况；2、各吸风口开度没办法根据臭源设备启停状态及系统风压的变化而实时调整，造成在运行过程中某些吸风口风量存在过大或者过小的情况；3、系统风机运行频率没办法持续实时调整，运转中，难免同样存在总风量过大或者过小问题。吸风口或者总风量过大，就会浪费电能；过小，则会减低负压除臭效果。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的其中一个目的在于提供一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法；本发明的另外一个目的在于提供一种基于此方法所形成的多吸风口负压除臭系统风量的自动控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：
一种多风口负压除臭系统风量的自动控制的方法，它包含以下步骤：
S1、以风速仪作为风速检测装置；调节阀作为流量控制的执行装置；风机采用变频器提供动力；以可编程控制器A作为调节阀和变频器的控制装置；
S2、根据各吸风口离主吸风机之间风管距离，从近到远依次标为吸风口1、吸风口2、吸风口3...吸风口N；检测臭源设备启停状态，若检测某一臭源设备停止或者启动动作，则关闭或打开对应吸风口风阀，例如检测到臭源设备N停止或启动，则关闭或开启风阀FVN；
S3、规定某个风口对应的臭源设备开启，则该风口风阀为有效开启风口。实时检测有效开启风口对应风阀风速PN，对比预设风速PSETN，通过PID算法计算出对应风阀开度，再由可编程控制器向风阀调节阀输出开度控制信号控制风阀动作；
S4、每隔一定时间ΔT，检测是否有风阀处于全开状态（开启角度为100%），对应风口风速检测值未达到预设值的，则将风机频率增加一个预设梯度值KSET；检测是否存在所有有效吸风口风速都达到预设值，且最后一个有效吸风口风阀未全开，则将风机频率减小一个预设梯度值KSETN；通过调节最终使最后一个风阀开启最大，且所有吸风口风速风量都达到预设值。
优先地，在所述步骤S1中，以风速仪作为风速检测装置，风速值越大，吸风口管径一定，吸风风量越大。
优先地，在所述步骤S1中，调节阀作为吸风口风阀流量控制的执行装置，其具有开度模拟量反馈信号（4-20mA）和模拟量控制信号（4-20mA）。风阀调节阀反馈信号及控制信号与可编程控制器连接。
优先地，在所述步骤S2中，预选规定吸风口风阀编号，根据各吸风口离主吸风机之间风管距离，从近到远依次标为吸风口1、吸风口2、吸风口3...吸风口N，距离越大，风压压降越大。在所有吸风口管径一样情况下，吸风口1风速最大，吸风口N风速最小。
优先地，在所述步骤S2中，通过检测臭源设备开启情况，确定对应吸风口风阀是否开启。臭源设备开启信息接入可编程控制器A，经过内部计算，再向对应吸风口风阀输出控制信号以控制调节阀动作。
优先地，在所述步骤S2中，臭源设备开启状态具体是通过可编程控制器A与臭源检测设备可编程控制器B用以太网通讯方式读取。
优先地，在所述步骤S3中，根据多吸风口负压除臭系统各吸风口臭源点臭气量及吸风口实际管径大小，分别预先设定各吸风口风速仪设定值PSETN。各风速仪风速设定值可以在实际运行中，根据除臭效果来再次设定，以最终满足各吸风口除臭效果。
优先地，在所述步骤S3中，实时检测有效开启风口对应风阀风速PN，对比预设风速PSETN，通过PID算法计算出对应风阀开度，再由可编程控制器向风阀调节阀输出开度控制信号控制风阀动作。
优先地，在所述步骤S4中，每隔时间ΔT，检测是否有风阀处于全开状态（开启角度为100%），对应风口风速检测值未达到预设值的，意味着系统总风量不足，将风机频率增加一个预设梯度值KSET，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式一：V1=VO+KSET向风机变频器输出频率值。
优先地，在所述步骤S4中，每隔时间ΔT，检测是否存在所有有效吸风口风速都达到预设值，且最后一个有效吸风口风阀未全开，意味着系统风量过大，存在电能浪费情况，则将风机频率减小一个预设梯度值KSETN，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式二：V1=VO-KSET向风机变频器输出频率值。公式一和公式二中，V0为当前风机变频器频率值，单位HZ；KSET为风机变频变化梯度值，单位HZ。V1为风机变频器运行频率值，单位HZ。
本发明采用的第二个技术方案为：
一种多风口负压除臭系统风量的自动控制系统，它包括可编程控制器、风管、风机、变频器、至少一个安装在风管吸风口上的风速检测装置、至少一个安装在吸风口风管上的流量控制执行器，所述风速检测装置为风速仪，所述流量控制执行器为调节阀，其特征在于：
所述可编程控制器A与臭源设备可编程控制器B、风速仪、调节阀、变频器相连，变频器与风机相连。
由于采用了上述方案，本发明最终通过改进系统设备，增加风机变频器频率控制、吸风口风速检测传感器及风阀、并利用工业以太网技术读取臭源点设备开启信息，并提供一种自动控制方法实现风阀开度及吸风机运行频率动态调节；实现各吸风口风量满足工艺的除臭要求，且最大限度降低除臭风机能耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法和系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，以下结合附图对本发明进行详细的描述、本发明的实施例不限于此。
实施例：
S1、以风速仪Kn作为吸风口N风速检测装置；调节阀FVN作为吸风口N风量控制的执行装置；风机F1采用变频器VF1提供动力；以可编程控制器A作为调节阀FVN和变频器VF1的控制装置；
S2、根据各吸风口离主吸风机之间风管距离，从近到远依次标为吸风口1、吸风口2、吸风口3...吸风口N；通过可编程控制器A与臭源检测设备可编程控制器B用以太网通讯方式读取臭源设备N启停状态，检测到臭源设备N停止或启动，则关闭或开启吸风口N风阀FVN；
S3、规定某个风口对应的臭源设备开启，则该风口风阀为有效开启风口。实时检测有效开启风口N对应风阀风速PN，对比预设风速PSETN，通过PID算法计算出风阀FVN开度，再由可编程控制器向风阀调节阀输出开度控制信号控制风阀动作。当PN>PSETN ，可编程控制器通过PID运算减小风阀FVN开度控制信号；反之，则增加风阀FVN开度控制信号。保证各吸风口风量保持在预设值；
S4、每隔一定时间ΔT，当检测到风阀N处于全开状态（开启角度为100%），对应风口风速检测值未达到预设值的，意味着系统总风量不足，将风机频率增加一个预设梯度值KSET，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式一：V1=VO+KSET向风机变频器输出频率值；当检测到所有有效吸风口风速都达到预设值，且最后一个有效吸风口风阀未全开，意味着系统风量过大，存在电能浪费情况，则将风机频率减小一个预设梯度值KSETN，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式二：V1=VO-KSET向风机变频器输出频率值。公式一和公式二中，V0为当前风机变频器频率值，单位HZ；KSET为风机变频变化梯度值，单位HZ。V1为风机变频器运行频率值，单位HZ。
在方法的实际应用过程中，系统总风量的调节不宜过于频繁，因为总风量变化会连锁各有效吸风口开度会同步变化。在步骤4中，每间隔时间ΔT，之，风机变频器频率最多调整一个梯度值。即当可编程控制器A检测到多个频率调整信息，规定只计算一个。
作为一个优选方案，在步骤4中，频率调整的间隔时间：ΔT设定为5至10min为宜，以满足系统稳定控制各吸风口风量的要求。
基于上述的控制方法，如图所示，本实施例还提供了一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制系统，它包括可编程控制器A、至少一个与可编程控制器相连的臭源设备可编程控制器B，风管G1、风机F1、变频器VF1、至少一个安装在风管吸风口上的风速检测装置KN、至少一个安装在吸风口风管上的流量控制执行器FVN，其中，所述风速检测装置为风速仪，所述流量控制执行器为调节阀。所述可编程控制器A与臭源设备可编程控制器B通过以太网通讯线连接，与风速仪KN、调节阀FVN和变频器VF1用控制线连接；电源线接入变频器VF1，变频器VF1与风机F1用动力线相连。
以上所述仅作为本发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、以风速仪作为风速检测装置；调节阀作为流量控制的执行装置；风机采用变频器提供动力；以可编程控制器A作为调节阀和变频器的控制装置；
S2、根据各吸风口离主吸风机之间风管距离，从近到远依次标为吸风口1、吸风口2、吸风口3...吸风口N；检测臭源设备启停状态，若检测某一臭源设备停止或者启动动作，则关闭或打开对应吸风口风阀，例如检测到臭源设备N停止或启动，则关闭或开启风阀FVN；
S3、规定某个风口对应的臭源设备开启，则该风口风阀为有效开启风口；实时检测有效开启风口对应风阀风速PN，对比预设风速PSETN，通过PID算法计算出对应风阀开度，再由可编程控制器向风阀调节阀输出开度控制信号控制风阀动作；
S4、每隔一定时间ΔT，检测是否有风阀处于全开状态（开启角度为100%），对应风口风速检测值未达到预设值的，则将风机频率增加一个预设梯度值KSET；检测是否存在所有有效吸风口风速都达到预设值，且最后一个有效吸风口风阀未全开，则将风机频率减小一个预设梯度值KSETN；通过调节最终使最后一个风阀开启最大，且所有吸风口风速风量都达到预设值。
2.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S1中，以风速仪作为风速检测装置。
3.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S1中，调节阀作为吸风口风阀流量控制的执行装置，其具有开度模拟量反馈信号（4-20mA）和模拟量控制信号（4-20mA），风阀调节阀反馈信号及控制信号与可编程控制器连接。
4.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S2中，预选规定吸风口风阀编号，根据各吸风口离主吸风机之间风管距离，从近到远依次标为吸风口1、吸风口2、吸风口3...吸风口N，距离越大，风压压降越大，在所有吸风口管径一样情况下，吸风口1风速最大，吸风口N风速最小。
5.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S3中，通过检测臭源设备开启情况，确定对应吸风口风阀是否开启,臭源设备开启信息接入可编程控制器A，经过内部计算，再向对应吸风口风阀输出控制信号以控制调节阀动作。
6.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S2中，臭源设备开启状态具体是通过可编程控制器A与臭源检测设备可编程控制器B用以太网通讯方式读取。
7.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S3中，根据多吸风口负压除臭系统各吸风口臭源点臭气量及吸风口实际管径大小，分别预先设定各吸风口风速仪设定值PSETN，各风速仪风速设定值可以在实际运行中，根据除臭效果来再次设定。
8.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S3中，实时检测有效开启风口对应风阀风速PN，对比预设风速PSETN，通过PID算法计算出对应风阀开度，再由可编程控制器向风阀调节阀输出开度控制信号控制风阀动作。
9.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤S4中，每隔时间ΔT，检测是否有风阀处于全开状态（开启角度为100%），对应风口风速检测值未达到预设值的，意味着系统总风量不足，将风机频率增加一个预设梯度值KSET，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式一：V1=VO+KSET向风机变频器输出频率值；每隔时间ΔT，检测是否存在所有有效吸风口风速都达到预设值，且最后一个有效吸风口风阀未全开，意味着系统风量过大，存在电能浪费情况，则将风机频率减小一个预设梯度值KSETN，可编程控制器计算出最终运行频率值，依公式二：V1=VO-KSET向风机变频器输出频率值，公式一和公式二中，V0为当前风机变频器频率值，单位HZ；KSET为风机变频变化梯度值，单位HZ，V1为风机变频器运行频率值，单位HZ。
10.如权利要求1所述的一种多风口负压除臭系统风量的自动控制系统，它包括可编程控制器、风管、风机、变频器、至少一个安装在风管吸风口上的风速检测装置、至少一个安装在吸风口风管上的流量控制执行器，其特征在于：所述风速检测装置为风速仪，所述流量控制执行器为调节阀。
11.如权利要求1所述的一种多吸风口负压除臭系统风量的自动控制系统，其特征在于：所述可编程控制器A与臭源设备可编程控制器B用以太网方式连接，用通讯方式实时读取臭源设备启停状态；所述可编程控制器A与风速仪、调节阀及变频器相连。
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