CN110260431B - 纺织车间空调***控制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及***控制策略技术领域,特别是涉及一种纺织车间空调***控制方法。
背景技术
纺织行业是与民生密切相关的传统行业,也是传统的劳动密集型产业,随着国家产业政策的不断调整及技术水平的不断提高,纺织行业也在逐渐向自动化方向转型。纺织企业的生产车间对温度和湿度要求较高,一般情况下要保持恒温恒湿,而即使在同一个车间,随着季节和天气的变化,温湿度都会不停地变动,这就要求对车间的纺织空调进行不断地调整,我国长期都是采用人工模糊控制的方法对纺织车间的温湿度进行控制,这显然无法适应自动化车间的要求。
而瑞士LUWA公司(洛瓦空气工程有限公司)早在二十世纪八十年代就开发出了适合纺织空调特性的纺织空调自动控制***,国内河南惠银环保工程有限公司(曾用名:郑州惠银空调环保工程有限公司)及申请人公司也较早的对纺织空调全自动控制技术进行了研发并取得了一定的成果。但是目前常用的纺织空调控制方法,如中国发明专利:纺织厂复合式PLC空调自动控制***的控制方法(授权公告号:CN104214911B)中提出的那样,根据“湿度优先”原则,把车间的湿度作为首要对象进行调节,然后湿度满足要求后再对温度进行调节,根据其说明书第34段的描述,当温度满足要求后,对车间进行等湿升温或等湿降温,达到所需的温度;但在实际调节过程中,由于温度和湿度的耦合关系,等湿升温或等湿降温的控制过程非常复杂,难以达到精确控制。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足,提供一种新型的纺织车间空调***控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
本发明提供一种纺织车间空调***控制***,其特点在于,其包括喷淋室、二次回风通道、送风通道、空调车间、PLC控制器和二次混风通道,所述喷淋室下方设有喷淋泵,所述二次回风通道内的回风通过二次回风调节窗后与经过喷淋室吹出的空气在二次混风通道内混合后经由送风通道将混合气体送入空调车间内,送风通道上设有送风机,空调车间内设有温湿度传感器,所述喷淋泵、二次回风调节窗、送风机和温湿度传感器均与PLC控制器相连;
所述PLC控制器用于根据温度值和相对湿度值计算出当前空调车间的含湿量dS,判断含湿量dS与目标含湿量dN的大小关系Δd=|(dS-dN)/dN|;
在判断出Δd≤误差阈值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率维持不变;
在判断出Δd>误差阈值时,进一步判断是否dS<dN,在为是时PLC控制器控制喷淋泵频率增大直至含湿量dS达到目标含湿量dN;
在dS>dN时,判断相对湿度值和目标相对湿度值的大小,在相对湿度值大于目标相对湿度值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率减小,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,在相对湿度值小于目标相对湿度值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率增大,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,在含湿量dS达到目标含湿量dN时,PLC控制器控制喷淋泵的频率维持不变。
较佳地,相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第一设定范围时,调节送风机的频率以使得相对湿度值达到目标相对湿度值相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第二设定范围时,调节二次回风调节窗的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值其中,第一设定范围大于第二设定范围。
较佳地,相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第一设定范围时,调节送风机的频率以使得相对湿度值达到目标相对湿度值相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第二设定范围时,调节二次回风调节窗的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值其中,第一设定范围大于第二设定范围。
较佳地,相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第一设定范围时,调节送风机的频率以使得相对湿度值达到目标相对湿度值相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第二设定范围时,调节二次回风调节窗的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值其中,第一设定范围大于第二设定范围。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于:
(1)可以实现纺纱车间温、湿度的精准控制,实现湿度控制的同时,温度同时得到有效保证;
(2)水泵与送风机为并联的控制回路,车间温湿度出现偏差时,调整速度快,且不会出现超调;
(3)送风状态点沿等含湿量线变化是空气处理过程理论的实现,通过送风机风量的变化满足车间负荷的增减,同时利用风机变频实现了风机节能。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的纺织车间空调***控制***的结构示意图;
图2为本发明较佳实施例的纺织车间空调***控制***的控制流程图;
其中,1:新风通道,11:新风调节窗,12:新风温湿度传感器,2:一次回风通道,21:地回风通道,22:地回风调节窗,23:外吸式滤尘器,24:风机,25:地排风调节窗,26:工艺回风通道,27:工艺回风调节窗,28:工艺排风调节窗,29:工艺回风温度传感器,3:喷淋室,31:温度传感器,32:喷淋泵,4:二次回风通道,41:二次回风调节窗,5:送风通道,51:送风机,6:空调车间,61:温湿度传感器,7:PLC控制器,8:一次混风通道,9:二次混风通道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本实施例提供一种纺织车间空调***控制***的结构示意图,图中虚线所示为PLC控制电路,实线为空气通道,箭头方向为气流方向。
纺织车间空调***控制***包括新风通道1,新风风道1与一次回风通道2经过一次混风通道8混合后连接喷淋室3,新风通道1上设有新风调节窗11,新风调节窗11前端设有新风温湿度传感器12,新风调节窗11和新风温湿度传感器12均与PLC控制器7相连;一次回风通道2包括地回风通道21和工艺回风通道26,地回风通道21和工艺回风通道26均从空调车间6引出,地回风通道21从空调车间6引出后依次连接外吸式滤尘器23、风机24,地回风经风机24输送部分通过地排风调节窗25排出,部分经过地回风调节窗22进入一次混风通道8,部分进入二次回风通道4;工艺回风通道26从空调车间6引出后依次连接外吸式滤尘器23、风机24、工艺回风温度传感器29,工艺回风经风机24输送部分通过工艺排风调节窗28排出,部分经过工艺回风调节窗27进入一次混风通道8,部分进入二次回风通道4,风机24、温度传感器29、地排风调节窗25、地回风调节窗22、工艺回风调节窗27、工艺排风调节窗28均与PLC控制器7相连;喷淋室3由喷淋排、挡水板、导流板等构件组成,喷淋室3的出气端设置有温度传感器31,下方设有喷淋泵32,温度传感器31和喷淋泵32都与PLC控制器7相连接;二次回风通道4内的回风通过二次回风调节窗41后与经过喷淋室3吹出的空气在二次混风通道9内混合后经由送风通道5将混合气体送入空调车间6内,送风通道5上设有送风机51,空调车间6内设有温湿度传感器61,二次回风调节窗41、送风机51和温湿度传感器61均与PLC控制器7相连。
上述温度传感器均采用瑞士伟拓(Vector)的TOC-T1-W2,其检测精度可以达到±0.2℃,温湿度传感器采用瑞士伟拓(Vector)的TOC-H1T1温湿度传感器(其温度检测精度±0.2℃,湿度检测精度为±2.3%RH)或采用奥地利E+E的EE210-HT温湿度传感器(其温度检测精度±0.2℃,湿度检测精度为±2%RH)。
图2所示为本发明纺织车间空调***控制***的湿度控制逻辑图,由车间设计参数,即设定的温度tN、相对湿度计算出相应的设计状态的含湿量dN(计算公式参照周亚素等编写的《纺织厂空气调节》(第三版)),由于纺纱车间散湿量很小,可以认为车间冷负荷主要为显热负荷,经过处理的空气在送风状态点是沿着垂直线,即等含湿量线向室内状态点变化。在自动控制过程中,通过ECOTECT软件生成本地区的标准湿空气焓湿图确定送风状态点,通过改变喷淋泵32频率,增加或减小送风的含湿量,使车间内空气含湿量在设定值附近微小变化,此时,只需改变送风机51频率即可保证送风状态点始终沿着设计状态的含湿量dN线上下变动,利用风机的变风量功能满足车间的送风负荷要求,在满足车间湿度的同时,也相应实现了温度的控制。为实现此功能,执行如下控制策略:
所述PLC控制器7用于根据温度值和相对湿度值计算出当前空调车间的含湿量dS,判断含湿量dS与目标含湿量dN的大小关系Δd=|(dS-dN)/dN|。
PLC控制器7用于在判断出Δd≤误差阈值(例如2%)时,控制喷淋泵32的频率维持不变;而且,根据相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差,调节送风机51的频率或二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值
具体地,相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第一设定范围时,调节送风机51的频率以使得相对湿度值达到目标相对湿度值相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第二设定范围时,调节二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值其中,第一设定范围大于第二设定范围。
PLC控制器7用于在判断出Δd>误差阈值(例如2%)时,进一步判断是否dS<dN,在为是时控制喷淋泵32频率增大直至含湿量dS达到目标含湿量dN;而且,根据相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差,调节送风机51的频率或二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值
具体地,相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第一设定范围时,调节送风机51的频率以使得相对湿度值达到目标相对湿度值相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差属于第二设定范围时,调节二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值其中,第一设定范围大于第二设定范围。
PLC控制器7用于在dS>dN时,判断相对湿度值和目标相对湿度值的大小,在相对湿度值>目标相对湿度值时,控制喷淋泵32的频率减小,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,而且,根据相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差,调节送风机51的频率或二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值
PLC控制器7用于在dS>dN且相对湿度值<目标相对湿度值时,控制喷淋泵32的频率增大,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,而且,根据相对湿度值与目标相对湿度值之间的偏差,调节送风机51的频率或二次回风调节窗41的开度以使得相对湿度值达到目标相对湿度值
PLC控制器7用于在含湿量dS达到目标含湿量dN时,控制喷淋泵32的频率维持不变。
选定江苏省无锡市某一纺织企业某车间空调***对车间空气温湿度的控制调节进行详细说明。
根据当地的季节、温湿度、大气压等参数使用ECOTECT软件生成焓湿图,选定春秋季清花车间,温度要求为24-28℃,相对湿度要求为60-65%RH。取温度中间值26℃,相对湿度65%RH为车间设定状态参数,根据公式计算出设定含湿量dN为13.6g/kg干空气。
1、某日,车间实测温度为26.5℃,相对湿度为63%RH,经计算含湿量dS为13.7g/kg干空气,Δd=0.7%(不大于2%的情况,且温湿度的值符合设定的参数要求),表明送风状态点位于设计状态的dN线,此时维持喷淋泵32当前运行频率不变。
2、某日,车间实测温度为28℃,相对湿度为57%RH,经计算含湿量dS为13.4g/kg干空气,Δd=1.5%(不大于2%的情况,但温湿度的值不符合设定的参数要求),表明送风状态点位于设计状态的dN线,此时维持喷淋泵32当前运行频率不变。相对湿度的偏差是通过和设计值比较算出,然后PLC自控程序输出一个PI值,二次回风调节窗41和送风机51构成一个序列控制回路,例如二次回风调节窗41的控制PI值范围是0-0.5,送风机51的控制PI值范围是0.5-1,若PI值在0.5-1区间,属于偏差大了,则调整送风机51的频率。若PI值在0-0.5区间,则只调整二次回风调节窗41的开度。
3、某日,车间实测温度为26℃,相对湿度为60%RH,经计算含湿量dS为12.6g/kg干空气,Δd=7.4%(大于2%的情况,且车间的含湿量dS小于设定含湿量dN),(此时应提高喷淋泵频率,加大送风的含湿量,直至实测的车间含湿量dS满足设计要求)此时,根据含湿量Δd偏差的大小,由自控程序PLC计算出PI值增加喷淋泵32频率,同时由车间实测参数计算出当前的含湿量与设定值比较,由自控程序如此输出PI值调整喷淋泵32频率直至含湿量满足设定要求。而自控程序的A环路根据相对湿度的偏差计算出相应的PI值,根据其值的大小自动控制送风机51或二次回风调节窗41的开度。二次回风调节窗41和送风机51构成一个序列控制回路,例如二次回风调节窗41的控制PI值范围是0-0.5,送风机51的控制PI值范围是0.5-1,若PI值在0.5-1区间,属于偏差大了,则调整送风机51的频率。若PI值在0-0.5区间,则只调整二次回风调节窗41的开度。
4、某日,车间实测温度为26℃,相对湿度为70%RH,经计算含湿量dS为14.7g/kg干空气,Δd=8.1%(大于2%的情况,且车间的含湿量dS大于设定含湿量dN,车间实测相对湿度>设计相对湿度),此时,根据Δd的大小,由自控程序PLC计算出PI值减小喷淋泵32频率,同时由车间实测参数计算出当前的含湿量与设定值比较,由自控程序如此输出PI值调整喷淋泵32频率直至含湿量满足设定要求。若Δd在2%以内,车间温湿度仍不满足设计要求,则进行前面的案例2过程。而自控程序的A环路根据相对湿度的偏差计算出相应的PI值,根据其值的大小自动减小送风机51频率或增加二次回风调节窗41的开度。二次回风调节窗41和送风机51构成一个序列控制回路,例如二次回风调节窗41的控制PI值范围是0-0.5,送风机51的控制PI值范围是0.5-1,若PI值在0.5-1区间,属于偏差大了,则调整送风机51的频率。若PI值在0-0.5区间,则只调整二次回风调节窗41的开度。
5、某日,车间实测温度为29℃,相对湿度为58%RH,经计算含湿量dS为14.7g/kg干空气,Δd=8.1%(大于2%的情况,且车间的含湿量dS大于设定含湿量dN,车间实测相对湿度<设计相对湿度),自控程序执行湿度优先策略,此时虽然Δd已经大于2%,但湿度小于设定值,所以执行加湿自控程序,即由车间实测相对湿度与设定值的偏差大小,由自控程度计算出PI值增加喷淋泵32频率,同时,由车间实测参数计算出当前的相对湿度与设定值比较,由自控程序如此输出PI值调整喷淋泵32频率直至含湿量dS满足设定要求。同时自控程序的A环路根据相对湿度的偏差计算出相应的PI值,根据其值的大小自动提高送风机51频率或减小二次回风调节窗41的开度。二次回风调节窗41和送风机51构成一个序列控制回路,例如二次回风调节窗41的控制PI值范围是0-0.5,送风机51的控制PI值范围是0.5-1,若PI值在0.5-1区间,属于偏差大了,则调整送风机51的频率。若PI值在0-0.5区间,则只调整二次回风调节窗41的开度。
湿度控制逻辑的实现,将二次回风与送风机串联实现序列控制为一个控制环路A,将喷淋泵单独作为一个控制环路B,两环路为并联同时动作。A环路按照相对湿度与设计状态相对湿度的偏差实现序列控制,B环路按照含湿量的偏差进行喷淋泵的频率控制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种纺织车间空调***控制***,其特征在于,其包括喷淋室、二次回风通道、送风通道、空调车间、PLC控制器和二次混风通道,所述喷淋室下方设有喷淋泵,所述二次回风通道内的回风通过二次回风调节窗后与经过喷淋室吹出的空气在二次混风通道内混合后经由送风通道将混合气体送入空调车间内,送风通道上设有送风机,空调车间内设有温湿度传感器,所述喷淋泵、二次回风调节窗、送风机和温湿度传感器均与PLC控制器相连;
所述PLC控制器用于根据温度值和相对湿度值计算出当前空调车间的含湿量dS,判断含湿量dS与目标含湿量dN的大小关系Δd=|(dS-dN)/dN|;
在判断出Δd≤误差阈值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率维持不变;
在判断出Δd>误差阈值时,进一步判断是否dS<dN,在为是时PLC控制器控制喷淋泵频率增大直至含湿量dS达到目标含湿量dN;
在dS>dN时,判断相对湿度值和目标相对湿度值的大小,在相对湿度值大于目标相对湿度值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率减小,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,在相对湿度值小于目标相对湿度值时,PLC控制器控制喷淋泵的频率增大,直至含湿量dS达到目标含湿量dN,在含湿量dS达到目标含湿量dN时,PLC控制器控制喷淋泵的频率维持不变;
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