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涂装线厂房空调群控自动化的设计与开发

董杰  
【摘要】:随着现代化厂房对供冷、取暖及通风要求的进一步提高,如何对空调及通风设备进行有效的控制管理,如何在保证设备正常运行时控制能源的合理使用,满足生产工艺对空调系统的要求,已成为现代厂房设计的一个重要课题。本论文来自一汽卡车涂装线厂房空调自动化系统的研究开发项目,介绍了一汽卡车涂装线厂房空调、排风系统的工艺概况和控制要求,以空调及排风系统的控制要求为线索,详细阐述了控制系统的整体方案设计、软硬件配置、网络通讯结构、通讯实时性分析和控制策略等几部分内容。 根据空调、排风系统的工艺要求,整个控制系统分为8个现场分布控制站和1个主控站。硬件系统采用西门子的S7-300系列控制器作为数据采集及控制单元,利用工业现场总线PRFIBUS的实时性特点,对厂房的空调机组和排气风机机组实现了整体联控。现场空调分站连接操作面板OP3对现场设备进行监控,主站上挂TP270触摸屏对所有空调和排气风机系统进行监控、报警和实时趋势的显示,主站和中央控制室上位机采用工业以太网进行通讯,上位计算机采用西门子的专用监控软件WINCC进行监控和数据的归档,文中对OP3和TP270的软件组态,网络通讯的软件设置,控制程序和WINCC监控软件设计在文中都有详细的说明。 由于涂装线工艺过程对厂房空调系统的温湿度和微正压提出了较为严格的精度要求,在空调的温度控制上,普通的PID控制难以满足室外空气温差变化范围大的特性,在对控制对象作了大量的研究后,我们运用模糊自适应PID控制原理,设计了一个模糊PID控制器,并将其运用于空调机组的加热器控制,实践证明该控制器具有较强的鲁棒性。对于微正压控制,我们采用了经验慢速逼进方法,湿度控制则运用经典的PID控制,都达到了较好的控制效果。 本控制系统已在一汽卡车涂装厂投入运行,运行状况良好并且通过验收,达到了预期控制目的,受到了厂家的好评,给用户带来了可观的经济效益。


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