洁净厂房电气控制系统浅述

中国电子系统工程第三建设有限公司 施辉辉

洁净厂房电气控制系统的应用，需要重点进行洁净空调风量调节控制、环境温湿度的控制，合理采用变频控制技术，维持良好的正压环境，合理进行送风风速的控制，充分发挥电气控制系统的作用和价值，确保能够增强电气控制系统的应用效果。

1 洁净厂房电气控制系统应用意义

我国洁净技术和西方发达国家相比，起步时间很晚，目前，净化技术与国际先进水平相较明显落后，近年来，在全球化发展的过程中，我国已经开始积极引进国际先进的洁净技术经验，重点提高技术的自主开发能力，推广现代化的洁净配套产品，电气控制系统属于其中非常重要的部分，但是受到资金因素和技术因素的限制，很多洁净厂房中的电气控制系统设计非常简单或是存在诸多不合理之处，很难确保电气控制系统的应用效果，而在国家积极推行节能环保理念，颁发节能环保政策的背景下，我国已经开始重点关注洁净厂房电气控制系统的设计，通过完善电气控制系统中收集、反馈、处理、执行与检查等功能，不仅能够节约能源消耗量，还能预防由于洁净厂房环境参数波动过高，所导致出现的产品质量缺陷。由此可见，在洁净厂房中采用先进的电气控制系统非常重要，应重点关注电气控制系统的设计和应用，增强电气控制效果，满足当前的洁净厂房电气控制需求。

2 洁净厂房电气控制系统的应用现状

2.1 风量与温湿度的控制

洁净厂房电气控制系统的应用，应重点进行风量和温湿度的控制，确保能够满足洁净厂房空气环境的控制标准要求。其一，合理进行洁净空调风量的调节控制。考虑到洁净厂房需要始终维持洁净度，应进行空气流体组织方面的净化处理，确保过滤的效率、通风量的提升、空气流体组织的均匀性，与此同时净化室内部存在污染源，而在清洁的过程中净化的程度越高，净化室中的尘埃数量就越多，因此在应用电气控制系统的过程中需要实时性进行尘埃粒子的监测，利用检测仪设备进行信号的反馈，准确判断是否需要增加或是减小洁净空调风量，使得尘埃数值能够控制在最低范围内，如若洁净厂房中可以保持非常良好的洁净状态，洁净度符合标准，就可设置反向类型的电气控制系统，减小风速、减少风量，以此起到一定的节能环保控制作用。

其二，科学进行温湿度的调节控制。在洁净厂房中，应用先进的电气控制系统，不仅能够为人员营造较为舒适的环境，还需要满足工艺技术的应用要求，对厂房内部的湿度指标和温度指标进行控制，使得温湿度能够符合标准，满足精确控制的需求。通常情况下，在电气控制系统应用期间，需要按照冬季和夏季的恒温恒湿要求进行控制，使得温度指标的浮动范围维持在2℃之内，湿度指标的浮动范围维持在5%之内，为确保洁净厂房温湿度控制的精确性，需要在空调机组中设置加热功能、制冷功能和加湿功能，明确电气控制的措施：采用PLC自动化控制系统＋设置远程显示与调控系统，实时性监测和预先判断洁净厂房的温湿度变化范围，提前进行合理的控制，以免出现温度和湿度不良的现象[1]。

2.2 正压环境的控制

为使得洁净厂房的洁净度符合标准要求，需要将环境增压值维持在合理范围之内，对于清洁室区域或是各个等级的洁净区域或是非洁净区域，相互之间的静压差应控制在5Pa以上，而洁净区和室外区相互之间的静压差应控制在10Pa以上。

在此过程中，应采用合理的电气控制方式，使得洁净厂房的洁净室正压控制在合理范围之内：其一，选择安装余压阀设备，将其设置在洁净室的下风侧壁位置，对于闸阀进行调节，利用打开阀门和关闭阀门的方式，使得室内的正压数值维持在合理范围；其二，严格进行供气量的控制，使其能够高于回风量，尽可能通过PLC控制系统的压差计设备，准确反馈室内正压环境的信号，自动化调节送风量；其三，将分开式多叶调节阀，设备安装在回风管道位置或者是风管位置，能够提升正压环境控制的便利性，但是需要注意的是，与余压阀控制方式相比，分开式多叶调节阀正压环境控制的精确度稍低，因此，应重点使用余压阀设备进行正压环境的控制；其四，在回风口的位置设置空气阻尼层，通过增加阻尼层的阻力，使得室内的正压力有所增多；其五，重点关注洁净厂房的密封结构，确保密封性能符合标准，以免对正压环境的控制造成不良影响。

3 洁净厂房电气控制系统的应用措施

3.1 智能化照明控制

洁净厂房的智能照明控制系统设计和应用的过程中，应按照洁净厂房照明系统的应用需求，合理采用智能化控制的方式。

3.1.1 系统的构成

智能照明控制系统，主要的构成部分为以下几点：

其一，照明集中控制台的部分，可以通过键盘将开启和关闭的指令输入，利用通信线路将指令传送到各个照明控制终端部分，然后各个终端部分利用继电气设备进行照明灯具的开启和关闭控制，将灯具的开关状态信息反馈到集中控制台的部分；

其二，每个控制终端都可以利用对继电气触点的电流进行检测分析，明确照明灯具设备是否发生了故障问题，一旦继电气设备处于闭合的状态，而未能将电流检测出来，就代表着灯具设备存在故障问题，故障信息内容就会通过通信线路反馈到集中控制台；

其三，集中控制台在进行灯具开启指令和关闭指令的输入过程中，液晶显示屏能够同步性将输入信息显示出来，同时还能显示灯具设备的控制结果信息；

其四，集中控制台的指示灯，会准确反映出灯具设备的开启状态，关闭状态或是故障状态[2]。

3.1.2 系统的实现

为确保洁净厂房智能化照明控制系统的良好实现，满足照明电气控制系统的应用需求，应完善智能化照明控制系统的功能模块：重点完善主控制板的功能模块。主控制板主要就是CPU，其中涉及到微处理器设备、通信电路部件、液晶显示控制电路系统指示灯、控制电路系统键盘、控制电路系统和电源部分等；液晶显示的功能模块。此类模块的功能就是能够显示出键盘所输入的命令信息和具体操作结果信息；指示灯功能模块。将各个照明灯具设备的状态显示出来，主要涉及到开灯信息、关灯信息和故障信息；照明控制终端功能模块。每一组灯具设备都必须要安装一套控制终端，同时，还需设置双绞线、继电气触点，确保能够更好进行灯具设备、开关和系统的控制[3]；电流检测功能模块。全面进行灯具设备电流的检测，如果继电气设备的触点处于闭合状态，而所检测出来的灯具组电流与设定数据值偏离度较高的情况下，就证明灯具组中所有灯具设备或是部分灯具设备发生了电路故障，控制终端会自动化为相关检修人员作出提示，便于检修人员进行照明灯具的检查和维修。

由于洁净厂房的结构非常复杂繁琐，并且在进入厂房的过程中，需要留下充足的自净时间，值班工作人员在巡查工作中，会耗费很长的时间，洁净室的照明功率相对较高，在此情况下为满足节能环保的电气控制要求，并在房间内无人的状态下维持照明灯具关闭的状态。为满足节能控制需求，应根据洁净厂房的具体工作特点和情况，合理采用智能化、集中性的电气控制系统，例如，为洁净厂房中的各个灯具设备设置编号，利用键盘输入编号与开启、关闭的指令，通过主控制板中的微处理器设备将指令发送到控制终端，最终达到灯具设备开启、关闭的控制目的；再如，通过照明终端实时性进行灯具设备电流的监测分析，如果灯具设备处于开启的状态，所检测出来的电流数据值比预先设定的电流数据值低，就证明灯具组中有一些灯具设备没有正常亮起，需要进行灯具或是电路的检查维修。这样在智能化、集中性进行灯具设备控制的过程中，可预防灯具故障问题或是其他问题所带来的影响，确保灯具的智能化、有效性控制。

3.2 空气调节系统的自动化控制

3.2.1 新风焓值的控制

露点属于非常特殊的温度值，是在空气维持某个湿度指标的过程中需要达到的最低温度值，如果空气温度数据值低于露点的数据值，环境水分就会凝结成为露水，对洁净厂房产品生产质量造成不利影响，因此在使用电气自动化控制系统的过程中，应重点进行环境露点温度的控制。而在新风处理方面和露点控制有关的工艺控制参数涉及到新风焓值，而新风焓值是能量单位，属于温度指标和湿度指标的综合，主要就是在单位空气范围内进行温度指标与湿度指标综合以后的能量刻度，在空调机组设备运行的过程中，需要进行空气的加热处理，制冷处理，加湿处理和除湿处理，仅仅进行温度的对比，不能确保全面进行新风焓值的控制，因此需要综合性进行计算。

在此情况下，为确保新风焓值控制与综合计算效果，用在新风入口的位置设置温湿度传感器，对温湿度信号的错误信息进行剔除之后，和加热盘管以后的温度共同计算，获得加热之后的新风焓值，通过自动化计算新风焓值，将计算结果反馈到自动化电气控制系统终端，然后终端按照预先设定的新风焓值指标，做出相应的反馈，发出新风焓值控制的指令，使其控制在合理范围之内。

例如，冬季阶段由于室外的新风温度和湿度很低，利用加湿器设备进行雾化之后，水雾会凝结成为水滴，对加湿效果造成不良影响，在此情况下电气自动化控制系统就可以通过对新风焓值的检测分析，明确新风焓值是否在合理范围之内，如果数据值不合理，就可以利用加热盘管热水量的控制方式使得热室外的新风有所增加，将新风焓值维持在合理范围之内，同时通过PID调节的方式进行新风焓值的控制，增强控制效果。

3.2.2 洁净室露点的控制

露点控制主要就是采用串级PID控制回路进行处理，将洁净室露点温度数据，当作主调节器设备测量数据值，主调节器设备控制输出测量数据值，进行运算之后，设定副调节器设备的设定值，然后副调节器设备则按照出口露点的情况，对高压微雾加湿器的加湿数据值进行控制，或者是进行冷盘管冷冻水流量的控制，使得露点温度维持在合理范围[4]。此类露点控制回路在应用的过程中，是非常典型的分程控制方式，不能同时进行加湿处理或是制冷处理或是除湿处理，只能单纯进行某种状态的运行，冬季阶段启动冬季模式，需要保证加湿器的良好运行，而夏季阶段启动夏季模式，则需要保证制冷功能的实现。

值得一提的是，洁净室露点控制系统运行的过程中，主调节器设备应该设置成为反作用的状态，加湿的过程中，温度越低，加湿的数量就越高，整体回路也应该属于反作用，此期间副调节器处于正作用的状态。而在制冷期间温度越高，制冷的效果越强，整体的控制回路必须要是正反馈的形式，副调节器设定成为反作用。

4 结语

综上所述，洁净厂房中采用现代化的电气控制系统具有重要意义，不仅能够增强湿度和温度控制效果，还能确保环境的洁净度符合标准要求，目前我国已经开始重点完善洁净厂房，电气控制系统的功能，可以实现风量和温湿度的控制、正压环境的控制，为提升电气控制系统的应用效果，还需重点采用智能化照明控制方式和空气调节系统的自动化控制方式，提升电气控制系统的应用效果和水平，达到预期的电气控制目的。