南通潔凈室的自動控制系統(tǒng)
南通潔凈室的自動控制系統(tǒng)：
本文介紹了潔凈室數(shù)字直接控制系統(tǒng)的設計原理，并介紹了西門子公司APO GEE頂峰系統(tǒng)在通風和空調系統(tǒng)中的設計及其應用。
設計方案的確定是設計成功與否的關鍵。應設置一套較完整的自動監(jiān)控裝置，可設計成單個系統(tǒng)的測量、控制系統(tǒng)，也可設計成數(shù)字計算機控制和管理系統(tǒng)。如同DCS系統(tǒng)在化工、電力自控中的普通應用，數(shù)字直接控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))在樓宇自控中應用是非常廣泛的，而且日趨成熟。
由于使用模塊化設計容易擴展，在允許范圍內(nèi)可以增加輸入、輸出模塊擴展系統(tǒng)的功能。人機界面豐富，可以使用個人計算機( PC)工作站，為管理一個控制器網(wǎng)絡提供圖形操作界面。同時對于DDC計算機控制系統(tǒng)來說，空調控制系統(tǒng)只是整個樓宇自控系統(tǒng)的一部分，還可以將其擴展到照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)。為以后的發(fā)展奠定了基礎。因此對于達到一定規(guī)模的生產(chǎn)車間，自動監(jiān)控系統(tǒng)一般使用直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))。
下面以西門子公司的A PO GEE（頂峰）DDC控制系統(tǒng)在某潔凈車間的應用為例來說明空調自控系統(tǒng)在潔凈廠房HVAC的應用。
1數(shù)字直接控制系統(tǒng)構成
數(shù)字直接控制系統(tǒng)構成如圖1所示，控制主機既作為N SIGHT服務器，又作為NSIGHT工作站，安裝在片劑車間監(jiān)控中心。本工程中，冷凍站、變配電裝置、配電裝置未使用計算機系統(tǒng)。因此，這個A PO GEE系統(tǒng)就沒有管理級網(wǎng)絡(MLN)。本系統(tǒng)樓宇級網(wǎng)絡(BLN)由三臺控制器(DDC1～DDC3)和NSIGHT工作站組成。NSIGHT工作站包括計算機DELL，彩色噴墨打印機EP SON和通訊連接適配器TI -II。DDC控制器包括模塊化樓宇控制器MBC - 24兩臺，MBC -40-臺。模塊化樓宇控制器內(nèi)部安裝必需的處理器模塊、電源模塊、根據(jù)不同輸入輸出點選擇的I/O點模塊。BLN采用點對點(PEER IO PEER)的通信方式，可以進行無主從的對話，DDC控制器安裝在空調機房所控制的空調機組附近。
2系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
系統(tǒng)監(jiān)控配置圖如圖2所示，現(xiàn)對照圖2分析系統(tǒng)控制原理如下：
2.1系統(tǒng)啟停控制：系統(tǒng)的啟停可以在現(xiàn)場手動，也可以在監(jiān)控中心的工作站上控制，啟動時，要求先開送風機(DO)，延時30ms后自動開排風機(DO)。停機時動作相反，先關排風機，10s后自動關送風機。系統(tǒng)啟停應和電氣專業(yè)相配合，手動處應設置手、自動切換。
2.2溫濕度控制：通過安裝在送風總管上的風管溫、濕度傳感器QFM65測量送風溫度、濕度，安裝在回風總管上的溫、濕度傳感器QFM65測量回風溫度、濕度(2*A I)。通過安裝在壓片一、制粒、包裝房間的室內(nèi)溫、濕度傳感器QFA65監(jiān)測房間內(nèi)溫度、濕度(2 *AI)。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風溫度設定點或房間溫度平均設定點來調節(jié)冷凍水水閥或加熱盤管的蒸汽閥開度，以達到降溫或加熱的功能，滿足控制區(qū)域內(nèi)溫度的要求，同時節(jié)約能源。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風濕度設定點或房間濕度設定點來調節(jié)冷凍水水閥或加濕盤管的蒸汽閥開度，以達到除溫或加濕的功能，滿足控制區(qū)域內(nèi)濕度的要求，同時節(jié)約能源。此時，應注意濕度調節(jié)盡量不要過調。因為一般說來加濕容易除濕難。
2.3變頻控制：通過安裝在送風風管上的風速傳感器ESF - 35 -2測量送風流量(AI)。通過安裝于部分室內(nèi)的高精度壓差傳感器DPT - 53對房間內(nèi)外壓差實行監(jiān)測(A D。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風流量控制變頻器頻率(AO)，以達到風管送風量或房間壓差的要求，同時節(jié)約能源。
2.4狀態(tài)監(jiān)測：風機啟動后，風機兩側壓差超過設定值時，風機DP開關閉合，信號輸入系統(tǒng)，控制程序投入運行。同時風門及電動調節(jié)閥送電。反之，當風機停止后風門及電動調節(jié)閥關閉。通過風機過載繼電器狀態(tài)監(jiān)測，產(chǎn)生風機故障報警信號(D D。通過空調控制柜的二次回路監(jiān)測風機的運行狀態(tài)信號(DD。通過與變頻器指定接線端的連接，監(jiān)測變頻器故障報警信號(D D、變頻器運行狀態(tài)信號(DI)、變頻器頻率反饋信號(DI)。通過安裝微差壓傳感器(QBM 63／100)監(jiān)測房間送風口高效過濾網(wǎng)的壓差(AI)。通過安裝壓差開關QBM81 -5，監(jiān)測空調機組上粗效和中效過濾網(wǎng)兩側壓差(2*D I)，根據(jù)預先設定的壓差限值產(chǎn)生阻塞報警信號，提示清洗過濾網(wǎng)，提高過濾效率。一般壓差設定值為20:-500Pa，可根據(jù)不同機組調整報警范圍。
本文介紹了潔凈室數(shù)字直接控制系統(tǒng)的設計原理，并介紹了西門子公司APO GEE頂峰系統(tǒng)在通風和空調系統(tǒng)中的設計及其應用。
設計方案的確定是設計成功與否的關鍵。應設置一套較完整的自動監(jiān)控裝置，可設計成單個系統(tǒng)的測量、控制系統(tǒng)，也可設計成數(shù)字計算機控制和管理系統(tǒng)。如同DCS系統(tǒng)在化工、電力自控中的普通應用，數(shù)字直接控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))在樓宇自控中應用是非常廣泛的，而且日趨成熟。
由于使用模塊化設計容易擴展，在允許范圍內(nèi)可以增加輸入、輸出模塊擴展系統(tǒng)的功能。人機界面豐富，可以使用個人計算機( PC)工作站，為管理一個控制器網(wǎng)絡提供圖形操作界面。同時對于DDC計算機控制系統(tǒng)來說，空調控制系統(tǒng)只是整個樓宇自控系統(tǒng)的一部分，還可以將其擴展到照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)。為以后的發(fā)展奠定了基礎。因此對于達到一定規(guī)模的生產(chǎn)車間，自動監(jiān)控系統(tǒng)一般使用直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))。
下面以西門子公司的A PO GEE（頂峰）DDC控制系統(tǒng)在某潔凈車間的應用為例來說明空調自控系統(tǒng)在潔凈廠房HVAC的應用。
1數(shù)字直接控制系統(tǒng)構成
數(shù)字直接控制系統(tǒng)構成如圖1所示，控制主機既作為N SIGHT服務器，又作為NSIGHT工作站，安裝在片劑車間監(jiān)控中心。本工程中，冷凍站、變配電裝置、配電裝置未使用計算機系統(tǒng)。因此，這個A PO GEE系統(tǒng)就沒有管理級網(wǎng)絡(MLN)。本系統(tǒng)樓宇級網(wǎng)絡(BLN)由三臺控制器(DDC1～DDC3)和NSIGHT工作站組成。NSIGHT工作站包括計算機DELL，彩色噴墨打印機EP SON和通訊連接適配器TI -II。DDC控制器包括模塊化樓宇控制器MBC - 24兩臺，MBC -40-臺。模塊化樓宇控制器內(nèi)部安裝必需的處理器模塊、電源模塊、根據(jù)不同輸入輸出點選擇的I/O點模塊。BLN采用點對點(PEER IO PEER)的通信方式，可以進行無主從的對話，DDC控制器安裝在空調機房所控制的空調機組附近。
2系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
系統(tǒng)監(jiān)控配置圖如圖2所示，現(xiàn)對照圖2分析系統(tǒng)控制原理如下：
2.1系統(tǒng)啟停控制：系統(tǒng)的啟停可以在現(xiàn)場手動，也可以在監(jiān)控中心的工作站上控制，啟動時，要求先開送風機(DO)，延時30ms后自動開排風機(DO)。停機時動作相反，先關排風機，10s后自動關送風機。系統(tǒng)啟停應和電氣專業(yè)相配合，手動處應設置手、自動切換。
2.2溫濕度控制：通過安裝在送風總管上的風管溫、濕度傳感器QFM65測量送風溫度、濕度，安裝在回風總管上的溫、濕度傳感器QFM65測量回風溫度、濕度(2*A I)。通過安裝在壓片一、制粒、包裝房間的室內(nèi)溫、濕度傳感器QFA65監(jiān)測房間內(nèi)溫度、濕度(2 *AI)。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風溫度設定點或房間溫度平均設定點來調節(jié)冷凍水水閥或加熱盤管的蒸汽閥開度，以達到降溫或加熱的功能，滿足控制區(qū)域內(nèi)溫度的要求，同時節(jié)約能源。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風濕度設定點或房間濕度設定點來調節(jié)冷凍水水閥或加濕盤管的蒸汽閥開度，以達到除溫或加濕的功能，滿足控制區(qū)域內(nèi)濕度的要求，同時節(jié)約能源。此時，應注意濕度調節(jié)盡量不要過調。因為一般說來加濕容易除濕難。
2.3變頻控制：通過安裝在送風風管上的風速傳感器ESF - 35 -2測量送風流量(AI)。通過安裝于部分室內(nèi)的高精度壓差傳感器DPT - 53對房間內(nèi)外壓差實行監(jiān)測(A D。根據(jù)系統(tǒng)設定的送風流量控制變頻器頻率(AO)，以達到風管送風量或房間壓差的要求，同時節(jié)約能源。
2.4狀態(tài)監(jiān)測：風機啟動后，風機兩側壓差超過設定值時，風機DP開關閉合，信號輸入系統(tǒng)，控制程序投入運行。同時風門及電動調節(jié)閥送電。反之，當風機停止后風門及電動調節(jié)閥關閉。通過風機過載繼電器狀態(tài)監(jiān)測，產(chǎn)生風機故障報警信號(D D。通過空調控制柜的二次回路監(jiān)測風機的運行狀態(tài)信號(DD。通過與變頻器指定接線端的連接，監(jiān)測變頻器故障報警信號(D D、變頻器運行狀態(tài)信號(DI)、變頻器頻率反饋信號(DI)。通過安裝微差壓傳感器(QBM 63／100)監(jiān)測房間送風口高效過濾網(wǎng)的壓差(AI)。通過安裝壓差開關QBM81 -5，監(jiān)測空調機組上粗效和中效過濾網(wǎng)兩側壓差(2*D I)，根據(jù)預先設定的壓差限值產(chǎn)生阻塞報警信號，提示清洗過濾網(wǎng)，提高過濾效率。一般壓差設定值為20:-500Pa，可根據(jù)不同機組調整報警范圍。
