纺织空调控制系统的研究及应用.pdf

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1、第3期邓小龙等．纺织空调控制系统的研究及应用38l纺织空调控制系统的研究及应用邓小龙‘孙建中2陆锦军’徐亮(1．江苏信息职业技术学院电气工程系，江苏无锡214153；2．江苏精亚集团，江苏江阴214426)摘要构建了包含集中监控站、现场控制器和现场执行器的分布式控制系统，自主开发了融合纺织行业特点的组态软件，采用了串级控制和分程控制等智能控制技术。在纺织空调除尘的实际应用中，系统通信顺畅，监控可靠，取得了较好的应用效果。关键词分布式控制系统组态软件串级控制分程控制中图分类号TH89文献标识码A文章编号

2、1000—3932(2013)03-0381-04能源是影响国民经济持续发展的重要因素，对于耗能大户的纺织空调除尘，如何高效利用空调系统的能源，是实现纺织行业节能、降耗和减轻环境负担的一个关键因素¨一。国外纺织空调厂商以德国LTG公司、瑞士Luwa公司等为代表，其空气调节设备和控制系统比较先进，效率高、用电少、管理方便且运行可靠。国内纺织行业通过多年的跨越式发展，设计制造的纺织空调除尘装备已大大缩短了与国外的差距心]，但是其性能差距仍较明显。因而为了节能减耗，基于自主设计生产的空气调节机组设备，研究和

3、应用先进控制技术，设计开发纺织空调控制软件，以提高纺织空调的整体控制水平∞。。针对某纺织厂的空调控制系统项目，笔者基于自主生产的空气调节设备，自行设计开发了用于纺织行业空气调节的既具有组态软件配置灵活方便同时又含有先进控制策略的控制系统。通过现场调试运行，验证了该控制系统的有效性和节能性。1控制系统组成该控制系统采用PC机作为监控主站，20个S7．200作为从站。开发的组态软件通过485总线与下位机PPI通信，中间以第三方OPCServer作为数据交换桥梁。为每个$7-200控制单元配置一个CPU22

4、4XPCN，其中一个16DI数字输入模块，3个4AQ模拟输出，两个8AI模拟输入模块。每个S7．200配置一个TD400C文本显示器，以便能独立调试与控制。2控制策略研究空气调节就是要确保车间的空气参数满足生产工艺要求，车间温湿度值只能在限定的最高值和最低值之间波动(温度控制精度为±0．5℃；相对湿度控制精度为±1％RH)。通常用焓值作为室外空气状态变化的指标，根据空气调节设备对不同室外气象条件进行不同调节过程，可将全年的室外气候大致分为5个空调工况区卜。。对于每个空调工况区，根据室内外参数的变化及执

5、行机构状态信息等，进行综合逻辑判断，分别选择相对合理的空气调节方式，通过程序控制，自动地从一种工况转换到另一种工况，以达到最大限度的节能。在设计空调控制系统时，笔者采用PID控制结合串级控制和分程控制技术，同时采用湿度优先原则。2．1串级控制纺织车间的相对湿度一般对工艺参数性能影响较大，因而要尽可能地严格控制车间的相对湿度，可以允许车间温度有一定的波动。在调节车间空气参数时，采用串级控制，选用湿度优先原则。在先调节湿度值到限定值的情况下，再细化控制相关执行器，稳定车间温度。空凋系统用来调节控制温度、湿

6、度的执行机构主要包括喷淋阀(用以加湿和洗涤空气)、二次加热阀、二次回风阀、送风机、新风阀及一次加热阀等。湿度控制回路为主控制回路，以车间湿度收稿日期：2012．11-05(修改稿)基金项目：江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人基金资助项目(10072020009)；国家自然科学基金项目(61174066)382化工自动化及仪表第40卷为控制目标参数，主要执行机构有喷淋阀、二次加热阀、二次回风阀和送风机。温度控制回路为副控制回路，系统采用定露点控制原理，以露点温度为控制目标参数，主要执行机构为新／回风

7、阀、一次加热阀、喷淋阀及二次加热阀等。两个回路相对独立，优先调节主控制回路，副控制回路对主控制回路影响相对不大。2．2分程控制分程控制就是输入两个或两个以上调节阀来调节输出从而控制一个调节器，借助于阀门定位器，使每个调节阀的全程动作都能使调节器输出信号处于某段范围，全部调节阀的共同作用可使调节器输出信号达至全程。在该控制系统中的主控制和副控制回路中，两个或两个以上的调节阀控制着同一个调节参数(湿度或温度)。在控制系统中，为了改善原系统的空气调节质量，节约空调系统的能耗．增大调节器的调整范围，参与调节温

8、湿度参数的执行器(调节阀)采用相应的优化调节顺序。根据纺织工艺要求，基于自主生产的空气调节设备，对于两个温湿度控制器，该系统采用分程控制，采取相对应的前、后级执行器，并优化各调节阎的调节顺序，其分类和执行顺序可参照文献[5]。3控制软件编程系统软件主要包括下位机PLC程序和上位机程序。3．1下位机PLC程序PLC程序有焓值计算、露点计算、含湿量计算、手动／自动无扰动切换、设定值断电保存、参数显示和设定及操作密码保护等功能，由西门子Step-7200开发，