CN2824105Y

CN2824105Y - 冷干机智能控制器

Info

Publication number: CN2824105Y
Application number: CN 200520042532
Authority: CN
Inventors: 茆春巍; 王骏; 袁立志
Original assignee: SHANGHAI BAOGANG ARCHITECTURE REPAIR Co
Current assignee: SHANGHAI BAOGANG ARCHITECTURE REPAIR Co
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2015-06-16

Abstract

本实用新型属制冷控制技术领域，具体涉及一种对压缩空气进行干燥处理装置的冷干机智能控制器。由操作面板、传感器部分、可编程数字逻辑电路即CPLD部分、驱动控制部分、远程通讯接口部分、故障检测部分组成，驱动控制部分由驱动及中间继电器、回路故障检测器、交流接触器经电路连接组成；CPLD连接驱动控制部分的驱动及中间继电器；故障检测部分连接执行回路故障检测器；温度传感器通过内置式变送器连接A/D模数转换器，A/D模数转换器连接中央处理器，冷媒压力传感器一端连接压缩机的高、低压系统压力传感器；操作面板通过接插件连接中央处理器。本实用新型采用了中央处理器失效无间断工作模块保证设备的运行，具有自寻优、自适应的智能模糊控制，优化了主机运行环境，节省能耗，提高压缩机运行的可靠性和使用寿命。

Description

冷干机智能控制器

技术领域

本实用新型属制冷控制技术领域，具体涉及一种对压缩空气进行干燥处理的冷干机智能控制器。

背景技术

在现代工业生产中，压缩空气被越来越广泛地应用，并且对提高生产效率和产品质量，提高生产操作的自动化程度和工作可靠性等方面，正在起着越来越重要的作用。冷冻式压缩空气干燥机只是净化压缩空气的关键设备，利用全封闭压缩式制冷系统，对空压机排出的压缩空气冷却降温，使其中的水汽迅速达到饱和，并大部分凝结成水滴，积聚后由排水器排出，并除去部分油分。目前大多数冷干机控制器采用传统控制线，线路复杂，使用的元器件多，控制方式简单，从而存在控制精度差，故障率高，能效比低等问题，而且一般都没有通信功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种简便实用、操作方便、运行可靠，在无人的情况下实现自动运行和远程监控，并提供快速故障诊断功能，方便设备维护保养的冷干机智能控制器。

本实用新型提出的冷干机智能控制器，由中央处理器1、操作面板10、传感器部分、可编程数字逻辑电路(CPLD)部分、驱动控制部分、远程通讯接口部分、故障检测部分等组成。其中，驱动控制部分由驱动及中间继电器3、回路故障检测器4、交流接触器5经电路依次连接组成；CPLD 2的一端连接中央处理器1，另一端连接驱动控制部分的驱动及中间继电器3；故障检测部分12的一端连接中央处理器1，另一端连接执行回路故障检测器4；传感器部分由温度传感器7、冷媒压力传感器8组成，温度传感器7通过内置式变送器6连接A/D模数转换器14，MD模数转换器14的另一端连接中央处理器1，冷媒压力传感器8分别连接压缩机9、9’的高、低压系统压力传感器，另一端连接中央处理器1；远程通讯接口部分由远方显示及操作端口11组成，远方显示及操作端口11的一端连接中央处理器1；操作面板10通过接插件连接中央处理器1。

本实用新型中，温度传感器7可以为4个，分别与相应的内置式变送器6相连，温度传感器7的另一端分别连接系统蒸发器的进口端、蒸发器的出口端、冷却水的进口端、冷却水的出口端，每个温度传感器分别用于测量露点温度、压缩空气进气、出气温度、冷却水温度。

本实用新型中，冷媒压力传感器8可以为4个，每两个冷媒压力传感器8分别连接压缩机9、9’的高压端与低压端，分别用于测量压缩机的高压与低压。

本实用新型中，交流接触器5可以为4个，分别与相应的执行回路故障检测器4相连，交流接触器5的另一端分别连接压缩机9、9’、排水阀、备用阀。

本实用新型中，中央处理器1连接看门狗15，以提高装置的可靠性和抗干扰性。

本实用新型中，驱动控制部分、CPLD部分、远程通讯接口部分、故障检测部分、信号检测部分分别位于模糊控制处理器控制主板13上。

本实用新型中，操作面板10采用铝合金粘面，设有计量窗、代码窗、操作键盘、状态指示灯，同时在面板中布置了参数设置代码查询、故障指示代码查询功能。

本实用新型中，操作面板与模糊控制处理器控制主板相背安装，成为整体，固定在机组电控箱的操作面板上。

本实用新型各功能模块为现有技术，均有市售产品。

本实用新型的工作过程如下：本控制系统通过采样冷冻干燥机系统的进、出气体温、湿度及露点信号，将各温湿度传感器信号通过内置式变送器采样后，经过A/D模数转换器处理，将原来的模拟量信号转换成数字量信号，同时将压缩机的压力值也通过压力变送器采样后，经A/D模数转换器处理转换交由中央处理器进行模糊计算处理，根据系统的设置参数，进行最优化处理，并通过CPLD处理器进行控制输出，由驱动输出单元控制交流接触器以完成对控制压缩机的运行，且驱动输出单元采用光电隔离技术，实现了控制与输出的隔离，保证了系统的安全性。同时系统根据电量变送器和执行控制监测回路，实时检测运行情况，完成整个系统的闭环控制运行。

本实用新型的优点是：

1、操作面板采用铝合金粘面，操作键盘采用触模式按键，计量窗、代码窗、运行状态指示灯都安装在面板上，方便直观。

2、面板中布置了参数设置代码查询、故障指示代码查询功能，便于操作、维护、故障诊断。

3、采用了CPU失效无间断工作模块(一担CPU失效或损坏时，有一块大规模可编程数字逻辑电路，根据故障前的运行参数并锁定该参数，保证设备无间断运行，直到故障排除)保证设备的运行。

4、在提高可靠性和抗干扰方面，同时采取了软件看门狗功能。

5、直流供电部分采用了开关电源，以降低由电源端窜入的电网脉动干扰。

6、具有自寻优、自适应的智能模糊控制。采用了模糊控制技术，使系统具有自学习、自寻优和自适应的优化控制功能，实现了系统各种负荷条件下的最大节能，使节能达到16％～20％。

7、优化了主机运行环境，节省能耗。本实用新型全面采集各种运行参量，再利用先进的模糊控制技术对这些相互关联、相互影响的运行参量进行动态优化控制，以满足系统非线性和时变性的要求，使主机始终运行在最佳工况，以保持最高的热转换效率，从而减少主机的能耗。

8、具有压缩机累计工作时间平均模式，它的优点是使所有的压缩机累计工作时间基本一致，提高压缩机运行的可靠性和使用寿命。

9、集中监控及通信，本实用新型在同一机房的群体机组之间采用抗干扰能力强的独立隔离485标准串行通信，使每台设备之间的通信距离达到大于500米或更远，进行双向通信，预留全隔离的远方操作及状态显示(功能包括：开机、停机、实时温度、故障报警停机等)。

本实用新型采用最佳输出能量控制。当环境温度、末端负荷发生变化时，各路压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器，模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，实时计算出负荷所需的制冷量，以及各路温度、温差、压差和流量的最佳值，并以此调节各压缩机的运行状态和效率，使系统的温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值。

由于本实用新型采用了输出能量的动态控制，系统在各种负荷情况下，都能既保证气源的洁净，又最大限度地节省了系统的能量消耗。

制冷系统采用最佳转换效率控制。当供气负荷发生变化时，主机的负荷率将随之变化，主机的最佳热转换温度也随之变化。模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，计算出主机的最佳热转换温度(拐点温度)及冷却水最佳出、入口温度，并以此调节压缩机运行状态，动态调节冷凝器的流量，使进、出口温度逼近模糊控制器给出的最优值，从而保证主机随时处于最佳转换效率状态下运行。

由于采用最佳转换效率控制，保证了主机在满负荷和部份负荷的情况下，均处于最佳工作状态，始终保持最佳的能源利用率(即COP值)，从而降低了主机的能量消耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构图示。

图中标号：1为中央处理器，2为CPLD，3为驱动及中间继电器，4为回路故障检测

图中标号：1为中央处理器，2为CPLD，3为驱动及中间继电器，4为回路故障检测器，5为交流接触器，6为内置式变送器，7为温度传感器，8为冷媒压力传感器，9，9’为压缩机，10为操作面板，11为远方显示及操作端口，12为执行回路故障部分，13为模糊控制处理器控制主板，14为A/D转换器，15为看门狗，16为供电电源。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施方式。

实施例1：将下列各器件按图1所示方式连接，该领域的技术人员均能顺利实施。驱动控制部分由驱动及中间继电器3、回路故障检测器4、交流接触器5经电路依次连接组成，驱动及中间继电器3的型号为SRD-12VDC，交流接触器5的型号SC-3N；CPLD 2的一端连接中央处理器1，另一端连接驱动控制部分的驱动及中间继电器3；故障检测部分12的一端连接中央处理器1，另一端连接执行回路故障检测器4；中央处理器1型号为PHILIPS P89C51RX系列，CPLD2(可编程数字逻辑电路)型号为Lattice ispMACH 4000V；交流接触器5为4个，分别与相应的执行回路故障检测器4相连，交流接触器5的另一端分别连接压缩机9、9’、排水阀、备用阀，分别用于测量压缩机的高压与低压；传感器部分由温度传感器7、冷媒压力传感器8组成，温度传感器7为4个，型号为PT-100，分别通过相应的内置式变送器6连接A/D模数转换器14，内置式变送器6的型号为S3-RD-3，A/D转换器14型号为AD574；温度传感器7的另一端分别连接系统蒸发器的进口端、蒸发器的出口端、冷却水的进口端、冷却水的出口端；A/D模数转换器14的另一端连接中央处理器1，冷媒压力传感器8为4个，型号为830HL，分别连接压缩机9、9’的高、低压系统压力传感器，冷媒压力传感器8另一端连接中央处理器1；远程通讯接口部分由远方显示及操作端口11组成，远方显示及操作端口11型号为RS485，远方显示及操作端口11的一端连接中央处理器1；操作面板10通过接插件连接中央处理器1。

以某炼钢厂电炉分厂的压缩空气冷冻干燥机的控制系统为例。冷干机智能控制器安装在水冷式压缩空气冷冻干燥机电气箱的操作面板上，压力传感器分别安装在制冷系统的高压端和低压端，温度传感器分别安装在系统蒸发器的进出口端和冷却水的进口端，驱动控制分别控制两台压缩机、排水阀接触器的线卷。通信接口通过通信电缆接到集控中心。运行方式通过操作面板上按键选择近控或远控。

Claims

1、一种冷干机智能控制器，由中央处理器(1)、操作面板(10)、传感器部分、可编程数字逻辑电路即CPLD部分、驱动控制部分、远程通讯接口部分、故障检测部分组成，其特征在于，驱动控制部分由驱动及中间继电器(3)、回路故障检测器(4)、交流接触器(5)经电路依次连接组成；CPLD(2)的一端连接中央处理器(1)，另一端连接驱动控制部分的驱动及中间继电器(3)；故障检测部分(12)的一端连接中央处理器(1)，另一端连接执行回路故障检测器(4)；传感器部分由温度传感器(7)、冷媒压力传感器(8)组成，温度传感器(7)通过内置式变送器(6)连接A/D模数转换器(14)，A/D模数转换器(14)的另一端连接中央处理器(1)，冷媒压力传感器(8)分别连接压缩机(9)、(9’)的高、低压系统压力传感器，另一端连接中央处理器(1)；远程通讯接口部分由远方显示及操作端口(11)组成，远方显示及操作端口(11)的一端连接中央处理器(1)；操作面板(10)通过接插件连接中央处理器(1)。

2、根据权利要求1所述的冷干机智能控制器，其特征在于温度传感器(7)为4个，分别与相应的内置式变送器(6)相连，温度传感器(6)的另一端分别连接系统蒸发器的进口端、蒸发器的出口端、冷却水的进口端、冷却水的出口端。

3、根据权利要求1所述的冷干机智能控制器，其特征在于冷媒压力传感器(8)为4个，每两个冷媒压力传感器(8)分别连接压缩机(9)、(9’)的高压端与低压端。

4、根据权利要求1所述的冷干机智能控制器，其特征在于交流接触器(5)为4个，分别与相应的执行回路故障器(4)相连，交流接触器(5)的另一端分别连接压缩机(9)、(9’)、排水阀、备用阀。

5、根据权利要求1所述的冷干机智能控制器，其特征在于中央处理器(1)连接看门狗(15)。

6、根据权利要求1所述的冷干机智能控制器，其特征在于驱动控制部分、CPLD部分、远程通讯接口部分、故障检测部分、信号检测部分分别位于模糊控制处理器控制主板(13)上。