地球站功放室智能新风环境自动化管理平台的设计

2017-02-05周海涛

数字传媒研究 2017年11期

关键词：自动控制新风报警

周海涛王君

1.2.国家新闻出版广电总局呼和浩特地球站内蒙古呼和浩特市 010070

地球站功放室智能新风环境自动化管理平台是基于自动化控制，根据地球功放室环境要求设计。实现自动化温度与压力控制的同时，完成地球站全部功放室环境的实时监测与报警等功能，智能新风系统维护方便，滤尘效果理想，能实时监测到功放室温度与湿度变化。

1 主要技术创新点

1.1 环境自动化控制

在室外温度低于设置温度时，采用设备产生的热量辅助空调共同制热以达到热量的循环利用节约电能。温度与压力变化周期长，对其控制不能得到快速的体现，温度控制与压力控制属于大惯性控制，其滞后严重。本设计采用PID算法实现温度与压力的自动控制，利用大量数据，经过反复调试对PID参数进行整定，达到最优控制。

温度自动控制主要针对室外温度低于设置温度的情况，通过设备自身产生的热量辅助空调加热。

压力自动控制系统通过对新风风机的变频控制来实现，在实现压力控制的同时实现变频节能。

1.2 自动化环境管理

功放室环境数据通过传感器采集，PLC对其数据进行处理并进行温度与压力的控制，计算机通过以太网与控制器进行数据对接，实现远程客户端的自动化环境管理。实现了环境数据的分析管理，多客户端可同时登陆，多点监控，实时查看。

1.3 智能报警

功放室环境实时监测，发现数据异常及时报警，显示报警类型与具体内容。多个机房报警数据互不干扰，实现不漏报和错报。报警数据后台自动存储，便于管理和发现问题。

1.4 环境数据分析

环境数据在传回计算机时自动记录，并生成实时曲线，便于管理人员掌握环境数据动态变化趋势，做出合理分析。同时，可查询历史环境数据曲线，对长时间段内的环境变化趋势进行汇总，利于日常管理。

1.5 控制灵活

远程手自动控制与本地手动控制相结合，自动控制方便日常工作。远程手动控制在维护检修时保障系统的稳定运行。本地手动控制在突发情况下可应急控制，保障系统安全。多种控制方式更加灵活，能够适应满足不同情况下的控制要求。

2 技术内容

2.1 地球站功放室智能新风环境自动化管理平台设计

地球站功放室智能新风环境自动化管理平台采用运行稳定、技术成熟可靠的PLC作为下位机，通过PLC将传感器采集的数据进行处理后，将信号传送到上位机即计算机中，再通过计算机实现工作人员对整个系统的控制与管理。如图1所示。

图1 功放室环境实时监控系统框图

2.2 温度自动控制

对于室外温度低于要求温度需使用空调进行加热的情况时，采用高功放产生的热量作为补给以减少能源浪费节约电能。对于辅助加热部分主要选用高功放备机排风口风阀作为控制对象，采用PID算法实现温度控制。风热辅助控制部分，如图2所示。

图2 温度自动控制系统框图

2.3 压力自动控制

功放室内部的压力影响因素即新风系统输送进功放室内的大量风，对于风量进行控制即可完成压力控制，采用控制变频器输出频率的变化，控制风机转速进而完成压力控制。压力控制采用PID算法实现，如图3所示。

图3 压力自动控制系统框图

2.4 变频器设计

变频器控制采用手自动两种控制方式，便于维护及应对突发状况，其具体控制电路及端子连线，如图4所示。

图4 变频器设计图

2.5 PLC设计

PLC主要完成传感器信号的采集及PID算法控制，通过PLC程序的编写以实现恒温、恒压、数据实时监测要求。图5、6为扩展模块硬件设计图。

图5 扩展模块TM2AMI8HT硬件设计

图6 扩展模块TM2AMM6HT硬件设计

2.6 软件设计

软件采用MCGS完成系统远程自动化控制，实现对功放室环境的实时监测、环境数据分析、环境数据异常报警及环境管理。以某功放室页面为例，如图7所示，可实现温度、湿度、压力、粉尘含量及新风系统风速的实时监测与报警限值修改。历史报警数据以表格形式显示，可通过快捷按钮查询历史记录与报警记录，可对温度与压力进行控制。