一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，包括有PLC控制器、觸摸屏顯示器、過熱度控制器、電加熱能量調(diào)節(jié)器、信號檢測模塊和電氣執(zhí)行元件，所述的PLC控制器的輸出端分別與電加熱能量調(diào)節(jié)器和電氣執(zhí)行元件的輸入端連接，PLC控制器的輸入端分別與過熱度控制器和信號檢測模塊的輸出端連接，所述的觸摸屏顯示器與PLC控制器之間通過profibus-DP通訊口進行數(shù)據(jù)通訊；本發(fā)明利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的PID控制技術(shù)來對電加熱投入量、電動三通閥開啟度進行調(diào)節(jié)，同時電動三通閥的使用一定程度上減少了電加熱投入的功率，通過系統(tǒng)本身實現(xiàn)了節(jié)能作用，操作簡單方便，控制精確。
【專利說明】一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的發(fā)展，發(fā)射的航天裝置越來越多，因此對地面發(fā)射條件也提出了新的要求。地面發(fā)射一個重要方式是通過活動發(fā)射平臺進行，這類平臺包括大量的控制設(shè)備區(qū)域以及工作人員控制間。整個發(fā)射過程是需要眾多設(shè)備和大量工作人員的共同協(xié)調(diào)完成，因此空調(diào)系統(tǒng)既要考慮設(shè)備的安全、可靠運行，也要兼顧工作人員的工作環(huán)境。為發(fā)射平臺配備空調(diào)機組，控制設(shè)備運行的溫濕度、工作人員的工作環(huán)境是必要的。
[0003]由于活動發(fā)射平臺本身的特殊性，普通空調(diào)設(shè)備很難同時滿足溫度、濕度的要求。一般設(shè)備工作環(huán)境要求溫度20°C、濕度50%左右，工作人員的工作間則以溫度25°C、濕度50%適宜?？刂凭纫鬁囟取?°C、濕度±5%。鑒于活動發(fā)射平臺工作穩(wěn)定、可靠是航天工作正常運行的基本要求，空調(diào)機組的穩(wěn)定可靠的自動運行至關(guān)重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，包括有PLC控制器、觸摸屏顯示器、過熱度控制器、電加熱能量調(diào)節(jié)器、信號檢測模塊和電氣執(zhí)行元件，所述的PLC控制器的輸出端分別與電加熱能量調(diào)節(jié)器和電氣執(zhí)行元件的輸入端連接，PLC控制器的輸入端分別與過熱度控制器和信號檢測模塊的輸出端連接，所述的觸摸屏顯示器與PLC控制器之間通過profibus-DP通訊口進行數(shù)據(jù)通訊，所述的信號檢測模塊包括有設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器和壓力傳感器以及報警電路，所述的電氣執(zhí)行元件包括有壓縮機、冷凝風(fēng)機、蒸發(fā)風(fēng)機、電子三通閥、電子膨脹閥和電加熱器，在蒸發(fā)風(fēng)機的出口處設(shè)有壓力傳感器P和溫度傳感器T ；PLC控制器根據(jù)進口空氣焓值hi與目標溫濕度條件下焓值hs差值A(chǔ)hl，確定制冷系統(tǒng)開啟數(shù)量；在？^控制器中設(shè)定出風(fēng)溫度設(shè)定值1^和出風(fēng)濕度設(shè)定值，所述的設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器和壓力傳感器以及報警電路將檢測到的當前系統(tǒng)出風(fēng)溫度、出風(fēng)濕度和故障狀態(tài)信息上傳至PLC控制器中并與出風(fēng)溫度設(shè)定值T&出風(fēng)濕度設(shè)定值Hs的焓值差Λ h2進行判斷工作模式，若進入加熱模式，PLC控制器輸出控制信號給電加熱能量控制器，電加熱能量控制器控制電加熱器進行加熱；若進入制冷模式，PLC控制器輸出開關(guān)量信號給壓縮機，啟動壓縮機，過熱度控制器被激活，過熱度控制器根據(jù)蒸發(fā)風(fēng)機出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T的數(shù)據(jù)計算實際的過熱度，過熱度=T-T’，其中T為溫度傳感器T的溫度值，T ’為制冷劑在壓力傳感器P壓力對應(yīng)的飽和溫度；將過熱度的值傳給PLC控制器，PLC控制器將接收到的過熱度的值與設(shè)定的過熱度的值進行比較，并輸出控制信號控制電子膨脹閥的開度，當電子膨脹閥或蒸發(fā)器出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T出現(xiàn)異常時，過熱度控制器向PLC控制器發(fā)送報警信號；PLC控制器對電子三通閥的控制分為以下兩種方式進行控制:
[0007]a)當回收冷凝熱是用來提高待處理空氣溫度時，直接將電子三通閥開度調(diào)節(jié)至實際需要開度大小；
[0008]b)當回收冷凝熱是用于控制出風(fēng)溫度時，在達到最大回收冷凝熱開度前，通過比例積分調(diào)節(jié)電子三通閥開度，使得出風(fēng)溫度等于出風(fēng)設(shè)定溫度；
[0009]在加熱過程中，利用回收冷凝熱對空氣進行加熱時，當回收冷凝熱無法將空氣處理至出風(fēng)設(shè)定溫度時，則再啟動電加熱器對空氣進行加熱。
[0010]所述的報警電路包括有機組風(fēng)系統(tǒng)的壓差開關(guān)、電加熱過熱、壓機過載、風(fēng)機過載、過熱度控制器過載、電加熱能量調(diào)節(jié)器故障等報警電路。
[0011]所述的PLC控制器為西門子S7-300系列PLC模塊。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的PID控制技術(shù)來對電加熱投入量、電動三通閥開啟度進行調(diào)節(jié)，同時電動三通閥的使用一定程度上減少了電加熱投入的功率，通過系統(tǒng)本身實現(xiàn)了節(jié)能作用，操作簡單方便，控制精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的控制原理框圖。

【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，包括有PLC控制器1、觸摸屏顯示器
2、過熱度控制器3、電加熱能量調(diào)節(jié)器4、信號檢測模塊5和電氣執(zhí)行元件6，所述的PLC控制器I的輸出端分別與電加熱能量調(diào)節(jié)器4和電氣執(zhí)行元件6的輸入端連接，PLC控制器I的輸入端分別與過熱度控制器3和信號檢測模塊5的輸出端連接，所述的觸摸屏顯示器2與PLC控制器I之間通過profibus-DP通訊口進行數(shù)據(jù)通訊，所述的信號檢測模塊5包括有設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器7、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器8和壓力傳感器9以及報警電路10，所述的電氣執(zhí)行元件包括有壓縮機11、冷凝風(fēng)機12、蒸發(fā)風(fēng)機13、電子三通閥14、電子膨脹閥15和電加熱器16，在蒸發(fā)風(fēng)機13的出口處設(shè)有壓力傳感器P和溫度傳感器T ；PLC控制器I根據(jù)進口空氣焓值hi與目標溫濕度條件下焓值hs差值，確定制冷系統(tǒng)開啟數(shù)量及壓縮機的加卸載；在？1(:控制器I中設(shè)定出風(fēng)溫度設(shè)定值Is和出風(fēng)濕度設(shè)定值，所述的設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器7、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器8和壓力傳感器9以及報警電路10將檢測到的當前系統(tǒng)出風(fēng)溫度、出風(fēng)濕度和故障狀態(tài)信息上傳至PLC控制器I中并與出風(fēng)溫度設(shè)定值Ts、出風(fēng)濕度設(shè)定值的焓值差A(yù)h進行判斷，若進入制熱模式，PLC控制器I輸出控制信號給電加熱能量控制器4，電加熱能量控制器4控制電加熱器16進行加熱；若進入制冷模式，PLC控制器I輸出開關(guān)量信號給壓縮機11，啟動壓縮機11，過熱度控制器3被激活，過熱度控制器3根據(jù)蒸發(fā)風(fēng)機13出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T的數(shù)據(jù)計算實際的過熱度，過熱度=T-T’，其中T為溫度傳感器T的溫度值，T’為制冷劑在壓力傳感器P壓力對應(yīng)的飽和溫度；將過熱度的值傳給PLC控制器1，PLC控制器I將接收到的過熱度的值與設(shè)定的過熱度的值進行比較，并輸出控制信號控制電子膨脹閥15的開度，實現(xiàn)在不同運行工況下維持期望的過熱度值，當電子膨脹閥15或蒸發(fā)風(fēng)機13出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T出現(xiàn)異常時，過熱度控制器3向PLC控制器I發(fā)送報警信號；PLC控制器I對電子三通閥14的控制分為以下兩種方式進行控制:
[0015]a)當回收冷凝熱是用來提高待處理空氣溫度時，直接將電子三通閥14開度調(diào)節(jié)至實際需要開度大?。?br> [0016]b)當回收冷凝熱是用于控制出風(fēng)溫度時，在達到最大回收冷凝熱開度前，通過比例積分調(diào)節(jié)電子三通閥14開度，使得出風(fēng)溫度等于出風(fēng)設(shè)定溫度；
[0017]在加熱過程中，利用回收冷凝熱對空氣進行加熱時，當回收冷凝熱無法將空氣處理至出風(fēng)設(shè)定溫度時，則再啟動電加熱器16對空氣進行加熱。
[0018]所述的報警電路10包括有機組風(fēng)系統(tǒng)的壓差開關(guān)、電加熱過熱、壓機過載、風(fēng)機過載、過熱度控制器過載、電加熱能量調(diào)節(jié)器故障等報警電路。
[0019]所述的PLC控制器I為西門子S7-300系列PLC模塊。
[0020]在系統(tǒng)運行中，首先使用溫度作為控制參數(shù)，對系統(tǒng)進行控制，若To = Ts時，do =ds,對整流罩送風(fēng)；若To = Ts時，do>ds,需對送入整流罩空氣除濕,使得do = ds。
[0021]當Ti彡Ts, do>ds,系統(tǒng)強制開機制冷，達到除濕的目的，使得do = ds。
[0022] 入11溫度入Il入Il ^系統(tǒng)對肀Z C處觀方設(shè)定溫濕皮+條開Α’?制冷系與設(shè)定溫溫度SM1J式件下個焓?統(tǒng)數(shù)V:
度1J設(shè)設(shè)定禽1J進丨1:1〃(焓
SE SM SiW:1t'i a h
__g_____
di^ds ?￡接對(加熱O
Ti<10sC<Ts...............................................................................................................................................................................................................................di>ds 除濕，加熱__I
di^ds ?接對整流罩送風(fēng)O
Ti=Ts----
di>ds 除S，加熱I
disSds 加熱O
Ti<Ts----
di>ds 除S,加熱 II (TC SiTiS1-----

Ah^38I
30°Cdi>ds 制--, WM,加熱
___38<Ah__2_
Ti>TsAh^3SI_
di^ds 制冷38<Ah^70 2_
_____70<Ah__3_
Ts<30<Ti Ti>Ts disSds 制冷Ah彡 38__I_
_____38<Ah^70 2_
[0023]
___70<Ah__3_

Ah^38I
di>ds 制冷，除濕，加熱 38<Ah在70 2
I_____70<Ah__3_
【權(quán)利要求】
1.一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括有PLC控制器、觸摸屏顯示器、過熱度控制器、電加熱能量調(diào)節(jié)器、信號檢測模塊和電氣執(zhí)行元件，所述的PLC控制器的輸出端分別與電加熱能量調(diào)節(jié)器和電氣執(zhí)行元件的輸入端連接，PLC控制器的輸入端分別與過熱度控制器和信號檢測模塊的輸出端連接，所述的觸摸屏顯示器與PLC控制器之間通過profibus-DP通訊口進行數(shù)據(jù)通訊，所述的信號檢測模塊包括有設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器和壓力傳感器以及報警電路，所述的電氣執(zhí)行元件包括有壓縮機、冷凝風(fēng)機、蒸發(fā)風(fēng)機、電子三通閥、電子膨脹閥和電加熱器，在蒸發(fā)風(fēng)機的出口處設(shè)有壓力傳感器P和溫度傳感器T ;PLC控制器根據(jù)進口空氣焓值hi與目標溫濕度條件下焓值hs差值A(chǔ)hl，確定制冷系統(tǒng)開啟數(shù)量；在PLC控制器中設(shè)定出風(fēng)溫度設(shè)定值Is和出風(fēng)濕度設(shè)定值，所述的設(shè)于機組進出風(fēng)口的溫濕度變送器、設(shè)于機組各制冷系統(tǒng)的溫度傳感器和壓力傳感器以及報警電路將檢測到的當前系統(tǒng)出風(fēng)溫度、出風(fēng)濕度H&@和故障狀態(tài)信息上傳至PLC控制器中并與出風(fēng)溫度設(shè)定值!《、出風(fēng)濕度設(shè)定值Hs的焓值差Λ h2進行判斷工作模式，若進入加熱模式，PLC控制器輸出控制信號給電加熱能量控制器，電加熱能量控制器控制電加熱器進行加熱；若進入制冷模式，PLC控制器輸出開關(guān)量信號給壓縮機，啟動壓縮機，過熱度控制器被激活，過熱度控制器根據(jù)蒸發(fā)風(fēng)機出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T的數(shù)據(jù)計算實際的過熱度，過熱度=T-T’，其中T為溫度傳感器T的溫度值，Τ’為制冷劑在壓力傳感器P壓力對應(yīng)的飽和溫度；將過熱度的值傳給PLC控制器，PLC控制器將接收到的過熱度的值與設(shè)定的過熱度的值進行比較，并輸出控制信號控制電子膨脹閥的開度，當電子膨脹閥或蒸發(fā)器出口處壓力傳感器P和溫度傳感器T出現(xiàn)異常時，過熱度控制器向PLC控制器發(fā)送報警信號；PLC控制器對電子三通閥的控制分為以下兩種方式進行控制: a)當回收冷凝熱是用來提高待處理空氣溫度時，直接將電子三通閥開度調(diào)節(jié)至實際需要開度大??； b)當回收冷凝熱是用于控制出風(fēng)溫度時，在達到最大回收冷凝熱開度前，通過比例積分調(diào)節(jié)電子三通閥開度，使得出風(fēng)溫度等于出風(fēng)設(shè)定溫度； 在加熱過程中，利用回收冷凝熱對空氣進行加熱時，當回收冷凝熱無法將空氣處理至出風(fēng)設(shè)定溫度時，則再啟動電加熱器對空氣進行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的報警電路包括有機組風(fēng)系統(tǒng)的壓差開關(guān)、電加熱過熱、壓機過載、風(fēng)機過載、過熱度控制器過載、電加熱能量調(diào)節(jié)器故障等報警電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)機組的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC控制器為西門子S7-300系列PLC模塊。
【文檔編號】F24F11/00GK104132427SQ201410380462
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】程度煦, 鄧長權(quán), 許永峰, 趙貝 申請人:合肥天鵝制冷科技有限公司