一例生产用空气处理机组的监控设计与教学应用

葛昆

摘要：用组态软件和DDC集成的监控系统，成功地对空气处理机组进行自动控制。文中介绍了本监控系统的设计、组成、功能及其教学方面的应用。

关键词：空气处理机组 监控 设计

1 恒温系统概述

在一些企业生产过程中，由于对生产环境有温度、湿度、洁净度等要求，通常采用恒温系统（中央空调系统）来处理生产场所的室内空气，使室内空气保持适宜的温度、洁净度、流动速度及新鲜度。处理过程涉及空气的加热或冷却、过滤、增温或降温等操作。风管系统、水管系统、空气处理机和制冷主机等是常用设备。本例生产用恒温系统中，主机采用远大生产的溴化锂主机，空气处理机采用新晃空气处理机。工作原理为夏季溴化锂主机吸收锅炉蒸汽的热量，产生冷冻水，该冷冻水进入空气处理机表冷器吸收空气中的热量，如此循环，把房间中热量带出；冬季锅炉蒸汽进入板式换热器产生热水，该热水进入空气处理机加热器释放热量，对空气加热，把房间温度升高。本文重点介绍空气处理机组监控设计与在教学上的应用。

2 空气处理机组的监控设计

本空气处理机组监控系统采用集散控制系统（Total Distrabuted Control System）。监控系统由现场测控站（下位机DDC）、管理机（上位机）、通讯总线3个基本部分组成，整个监控系统采用两级微机控制，监控系统结构图如图1所示。空气处理机包括送、回风机、过滤器、冷却器、加热器、加温器等，实际上是把盘管内水的热量或冷量借助室內空气循环引入室内，并补充适量的新风。因此在设计空气处理机组前，必须掌握与空气处理机组配套使用的监控设施的构造和工作原理，图2就是一套空气处理机监控原理图。

由图可知，对空气处理机组的控制，主要是控制被调区域的温、湿度，以及新回风量的大小、比例，控制目标是以最小的能耗使室内维持适宜的温、湿度坏境。这就需要将温湿度传感器装设在室内，根据这些测点的温湿度所取的平均值来调控室内温湿度。本例中空气处理机组通过直接数字控制器DDC来实施调控，借助上位计算机监控全过程，可直接通过编程来全程操控若干个受控装置。本例空气处理机组控制系统结构为集散型，分散控制但集中管理，该控制模式可确保子系统与中央控制单元脱离时基本可以维持正常运行。

3 空气处理机组的监控系统结构

3.1 上位机、监控层、中央控制单元

系统运行的软件平台采用WINdoos2000美国HonEYWELL系统集成软件SYMSTARTER-CD31 SYM

MCTRE及美国HonEYWELL通信网络适配器Q7055A1

007 BNA，它是系统的核心。中央控制PC机能够进行外部数据的采集、计算以及信号输出和协调工作等，简单来说就是监控自控系统，如基于现场受控设备和检测点的巡检值进行故障预警，储存历史数据及上位机、下位机间通讯等。

3.2 下位机

由美国HonEYWELL直接数字控制器XL50-MMI-

FP组成，传输介质采用屏蔽双绞线。通过采用美国HonEYWELL风管式温湿度传感器，风道温度传感器、压差开关等将现场的信号直接接到直接数字控制器DDC。

3.3 执行机构

主要由瑞士BELIMODN50比例积分调节阀、DN65比例积分调节阀、NM24 24 8NM ON＼OFF风阀执行器启停接点和电控柜组成。

4 空气处理机组监控系统功能描述

①空气处理机组送风机运行状态的监视，故障报警监视，手动/自动启停。

②根据回风温度调节空气处理机组冷却器或加热器、水阀开度和送风温度。如果现场控制器DDC所接收的被检测温度与设定温度不一致，DDC随即向比例积分调节阀发送控制信号，通过调节阀对空气处理机组加热器或冷却器水流量实施调控，构成闭环控制（PID）使被控温度保持在要求的控制范围内。

③新风阀、回风阀、水阀与风机进行连锁控制。

④空气处理机组有回风温度测量和回风阀门调节，可控制回风阀开关。

⑤空气处理机组过滤器两侧配置压差开关，可对过滤器状态实施监控。当压差开关两侧的压差达到设定值时，压差开关随即通过DDC发出预警，以提醒工作人员及时清洗过滤器。

⑥上述各种监控功能均在上位机上通过数据、文字、图形等形式来显示、控制、打印和记录。

5 结语

本空气处理机组监控系统由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件构成，属于一种新型控制理念和调控技术，涵盖了我院多个专业的已开设的相关课程和即将开设的相关课程，如《单片机原理及应用》、《电气控制与PLC》、《传感器技术》、《组态控制技术》等教学内容。若能开发这种体现新知识、新技术、综合性的教学实训设备或以该例空气处理机组监控系统设计为任务，可促进教学方法、课程建设的改革，通过对本监控系统的了解和使用，既可培养学生应用综合知识的能力，又可培养学生创新能力，从而培养出高素质的应用型技术人才。

参考文献：

[1]龙惟定，程大章.智能化大楼的建筑设备[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

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[3]陈虹.楼宇自动化技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2001.

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