一例生產用空氣處理機組的監控設計與教學應用

葛昆

摘要：用組態軟件和DDC集成的監控系統，成功地對空氣處理機組進行自動控制。文中介紹了本監控系統的設計、組成、功能及其教學方面的應用。

關鍵詞：空氣處理機組 監控 設計

1 恒溫系統概述

在一些企業生產過程中，由于對生產環境有溫度、濕度、潔凈度等要求，通常采用恒溫系統（中央空調系統）來處理生產場所的室內空氣，使室內空氣保持適宜的溫度、潔凈度、流動速度及新鮮度。處理過程涉及空氣的加熱或冷卻、過濾、增溫或降溫等操作。風管系統、水管系統、空氣處理機和制冷主機等是常用設備。本例生產用恒溫系統中，主機采用遠大生產的溴化鋰主機，空氣處理機采用新晃空氣處理機。工作原理為夏季溴化鋰主機吸收鍋爐蒸汽的熱量，產生冷凍水，該冷凍水進入空氣處理機表冷器吸收空氣中的熱量，如此循環，把房間中熱量帶出；冬季鍋爐蒸汽進入板式換熱器產生熱水，該熱水進入空氣處理機加熱器釋放熱量，對空氣加熱，把房間溫度升高。本文重點介紹空氣處理機組監控設計與在教學上的應用。

2 空氣處理機組的監控設計

本空氣處理機組監控系統采用集散控制系統（Total Distrabuted Control System）。監控系統由現場測控站（下位機DDC）、管理機（上位機）、通訊總線3個基本部分組成，整個監控系統采用兩級微機控制，監控系統結構圖如圖1所示。空氣處理機包括送、回風機、過濾器、冷卻器、加熱器、加溫器等，實際上是把盤管內水的熱量或冷量借助室內空氣循環引入室內，并補充適量的新風。因此在設計空氣處理機組前，必須掌握與空氣處理機組配套使用的監控設施的構造和工作原理，圖2就是一套空氣處理機監控原理圖。

由圖可知，對空氣處理機組的控制，主要是控制被調區域的溫、濕度，以及新回風量的大小、比例，控制目標是以最小的能耗使室內維持適宜的溫、濕度壞境。這就需要將溫濕度傳感器裝設在室內，根據這些測點的溫濕度所取的平均值來調控室內溫濕度。本例中空氣處理機組通過直接數字控制器DDC來實施調控，借助上位計算機監控全過程，可直接通過編程來全程操控若干個受控裝置。本例空氣處理機組控制系統結構為集散型，分散控制但集中管理，該控制模式可確保子系統與中央控制單元脫離時基本可以維持正常運行。

3 空氣處理機組的監控系統結構

3.1 上位機、監控層、中央控制單元

系統運行的軟件平臺采用WINdoos2000美國HonEYWELL系統集成軟件SYMSTARTER-CD31 SYM

MCTRE及美國HonEYWELL通信網絡適配器Q7055A1

007 BNA，它是系統的核心。中央控制PC機能夠進行外部數據的采集、計算以及信號輸出和協調工作等，簡單來說就是監控自控系統，如基于現場受控設備和檢測點的巡檢值進行故障預警，儲存歷史數據及上位機、下位機間通訊等。

3.2 下位機

由美國HonEYWELL直接數字控制器XL50-MMI-

FP組成，傳輸介質采用屏蔽雙絞線。通過采用美國HonEYWELL風管式溫濕度傳感器，風道溫度傳感器、壓差開關等將現場的信號直接接到直接數字控制器DDC。

3.3 執行機構

主要由瑞士BELIMODN50比例積分調節閥、DN65比例積分調節閥、NM24 24 8NM ON＼OFF風閥執行器啟停接點和電控柜組成。

4 空氣處理機組監控系統功能描述

①空氣處理機組送風機運行狀態的監視，故障報警監視，手動/自動啟停。

②根據回風溫度調節空氣處理機組冷卻器或加熱器、水閥開度和送風溫度。如果現場控制器DDC所接收的被檢測溫度與設定溫度不一致，DDC隨即向比例積分調節閥發送控制信號，通過調節閥對空氣處理機組加熱器或冷卻器水流量實施調控，構成閉環控制（PID）使被控溫度保持在要求的控制范圍內。

③新風閥、回風閥、水閥與風機進行連鎖控制。

④空氣處理機組有回風溫度測量和回風閥門調節，可控制回風閥開關。

⑤空氣處理機組過濾器兩側配置壓差開關，可對過濾器狀態實施監控。當壓差開關兩側的壓差達到設定值時，壓差開關隨即通過DDC發出預警，以提醒工作人員及時清洗過濾器。

⑥上述各種監控功能均在上位機上通過數據、文字、圖形等形式來顯示、控制、打印和記錄。

5 結語

本空氣處理機組監控系統由實時多任務操作系統、數據庫管理系統、數據通信軟件、組態軟件和各種應用軟件構成，屬于一種新型控制理念和調控技術，涵蓋了我院多個專業的已開設的相關課程和即將開設的相關課程，如《單片機原理及應用》、《電氣控制與PLC》、《傳感器技術》、《組態控制技術》等教學內容。若能開發這種體現新知識、新技術、綜合性的教學實訓設備或以該例空氣處理機組監控系統設計為任務，可促進教學方法、課程建設的改革，通過對本監控系統的了解和使用，既可培養學生應用綜合知識的能力，又可培養學生創新能力，從而培養出高素質的應用型技術人才。

參考文獻：

[1]龍惟定，程大章.智能化大樓的建筑設備[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[2]馬國華.監控組態軟件及其應用[M].北京：清華大學出版社，2001.

[3]陳虹.樓宇自動化技術與應用[M].北京：機械工業出版社，2001.

[4]Honeywell公司.Excel 5000系統應用手冊[Z].