浅谈洁净室空调自动化控制PLC控制的应用

左超 吕贵瑜 邸立云

摘 要 基于对洁净室的具体要求，本文介绍了PLC控制系统的工作原理以及其在洁净室当中的具体影响，并在此基础上，阐述了PLC控制系统的运行和控制方法，最后就PLC系统控制洁净室空调系统过程中所表现出来的优点进行总结，希望能够为从事相关领域研究的工作人员提供一定有价值的参考。

关键词 洁净室;PLC系统;优势分析

通常情况下，洁净室空调一般涵盖有两个部分功能，第一部分功能是新风机组用于进行对室外空气的处理，第二是空气处理机组，用来对室内温度进行控制，两个功能板块之间进行协同作用，实现室内温度和湿度的相对稳定。基于这一背景，PLC控制系统将会在洁净室空调中起到巨大的作用。

1洁净室要求分析

1.1 洁净室的洁净等级要求

伴随着我国医疗行业的进步，细微技术在最近几年的发展非常显著，同时，伴随着质量保障体系思想更加深入，产品的精度、纯度均有了不同程度的提升，让洁净室技术市场具有更加广阔的前景。中国目前对洁净室的等级有明确的划分原则，基于该原则录入中国洁净室对应规范中[1]。

1.2 新风量要求

洁净室内需要进行空气的流动，通常情况下，单向流入洁净空气的总量应为送风总量的4%～5%左右，同时非单向洁净室新鲜空气的运输量应为總送风量的10%～30%左右，从而保障人均每小时接收的新鲜空气的总量在40m3左右。

2PLC控制系统的控制原理和应用

2.1 PLC控制系统的原理

通常情况下，洁净室中新风供给需要使用两用一备的新风机装配，该系统可以符合室内相较于室外的气压，同时保持系统和达到室内舒适性要求所要求的温度与湿度。在洁净室当中，其洁净区域在吊顶位置需要安装有过滤功能的风机设备和干冷盘管，来达到空气有效循环和降温等功能的要求。大致流程为：室外空气从冷盘管当中进入，在经过冷盘管的过程中空气被降温、除湿，其间焓值控制在8.22左右，针对焓值的调控能够有效控制室内温度，即若需要降低室温，则应当降低焓值，反之，若需要增加室内温度，则需要调高焓值。

针对洁净室空调系统的控制的发展，一共经历了三个阶段：第一阶段是继电控制模式，第二是直接数字式控制设备，目前是PLC控制系统。其中继电控制模式因为其操作过于复杂，同时故障频发、能耗极高，目前在国内已经被淘汰，而直接数字式控制设备目前在国内仍然被使用，但是其存在有抗干扰能力不足，自身结构局限性大的缺点，而PLC控制系统其运行稳定、安全、能耗比优秀，维护简单，因此在国内开始得到广泛应用。

2.2 PLC控制系统的运行控制方法

在完整的一套PLC控制系统当中，应涵盖有硬件、软件、现场拓展构造三个部分。而PLC控制系统针对洁净室的自动控制也需要基于上述部分。PLC控制系统中的输入和输出依靠模块设计，同时搭配了类似的模块，方便工作人员在后期维护的过程中对其进行替换。不需要对PLC系统进行多余的设置，在该系统背景下，针对现场设备的连接将依靠远程I/O柜。通常情况下，系统备用容量为总容量的25%左右。

首先在水冷系统中，依靠设置水冷机组蒸发器的温度来对出水温度进行控制，同时，决定回水温度的因素是蒸发皿从外部环境中所吸取的热量。洁净室空调中的冷冻水出水温度和回水温度之间的度数差一般设定在5℃左右，针对冷冻水的温度差的有效控制，需使用冷水机组蒸发皿中回水管并在出水管中进行变频装置的安装。让设备在运行的过程中，一旦发生了热负荷变化，冷冻水的运行情况也会随之发生变化。其次，在冷冻水系统之中，低温冷冻水的温度将会受到冷却塔工作模式的巨大影响。因此技术人员若想有效实现对温差的控制，就必须要对高温冷冻水的温度进行控制。目前，常规的做法是使用变频器、PID温差调节器、温度变送器等设备。来实现对冷凝器的出水温度的控制。技术人员在就热负荷进行观测时，还需要对冷却水泵的转速进行关注。最后，在管道当中，技术人员需要对压力信息进行收集，依靠温度差变送器和PID调节设备对目前管道的承受压力情况进行优化，由此实现对水泵电机的有效控制。在运行系统中，水泵电机的数量通常为3台[2]。

3洁净室空调自动化控制PLC控制功能分析

3.1 数据的实时显示

在PLC控制系统模式下，可以实时显示机组目前的运行状况、存储信息等，当需要对某些数据进行使用时，技术人员可以通过系统内自带的搜索引擎获取所需要的数据信息。

3.2 实施控制

在PLC控制系统当中，控制功能是其中最为核心的一项功能，PLC控制系统可以技术之前工作人员所设计好的参数，进行数据的运行并基于所反馈的信息开展PID调试，由此让洁净室空调的运行状态符合各项原本预期要求。常见的控制系统运行模式涵盖有：自动化运行、半手动运行以及就地手动运行三种。自动控制功能的使用让系统对冷却水和冷冻水的变频控制变得更加方便迅速，能够自主进行设备的开启和关闭，同时降低能源使用，防止结冰，有效提升了洁净室空调系统的经济性、稳定性、实用性以及安全性。

3.3 系统保护

在整个洁净室空调自动化控制系统当中，设备的开启或关闭是存在有一定的时间顺序和关联性的。依靠对PLC控制系统的程序设计，就能够对洁净室空调自动化控制系统进行管理。另外，连锁程序是需要相关的保护措施的，来对系统设备的安全稳定运行进行保障。例如：冷却水、机组以及冷冻水组成的连锁控制等。

3.4 操作方便

实际上，PLC控制系统的编程语言是基于简易操作为原则的，这让洁净室空调自动化控制系统的操作变得更加简单容易实现，让相关程序的开发周期变得更短，同时也大幅度降低了程序的容量。特别是顺序功能编程和结构化语言功能的应用，让PLC控制系统的功能变得更加多元化。对于使用者来说，基于PLC控制系统的洁净室空调在操作上也将变得更加简单，能够根据数据分析结果，对设备的运转状况进行自主调节[3]。

4结束语

整体来讲，在洁净室空调控制当中，PLC控制技术在现有背景环境下展现出了无可比拟的优越性，除了能对洁净室空调的运行下达多元化的指令之外，还具有先进性、经济性、可靠性、灵活性等特征，值得进行推广和普及。

参考文献

[1] 刘耀武.PLC控制技术在工业自动化中的应用分析[J].化工管理，2020（11）：99-100.

[2] 王延盛.洁净室空调自动化控制PLC控制系统的应用[J].科技风，2016（20）：57.

[3] 罗小妮，李翠，高立.洁净室空调自动化控制PLC控制系统的应用[J].数字技术与应用，2016（10）：4.