本實(shí)用新型涉及潔凈車間領(lǐng)域，具體涉及一種潔凈車間用空調(diào)自控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，目前在電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)崈糗囬g的要求越來越高， 潔凈技術(shù)也隨之發(fā)展起來。它綜合了工藝、建筑、裝飾、給排水、空氣凈化、暖通空調(diào)等各方面的技術(shù)。潔凈廠房的空調(diào)控制，依照《潔凈室施工驗(yàn)收規(guī)范》，《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)》，《采通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)，需要對溫濕度、正壓、風(fēng)速等方面進(jìn)行控制?，F(xiàn)有技術(shù)中通常是在空調(diào)機(jī)組中增加部分的傳感器，對溫濕度以及出風(fēng)壓力及風(fēng)速控制，但現(xiàn)有技術(shù)中的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式單一，不利于節(jié)能減排；對空調(diào)設(shè)備的故障監(jiān)控不足，不能再故障發(fā)生時即使維修保養(yǎng)；空調(diào)能耗大，不能根據(jù)生產(chǎn)過程中的不同情況自動或手動調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種穩(wěn)定高效，自動化程度高，環(huán)保節(jié)能效果顯著潔凈車間用空調(diào)自控系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種潔凈車間用空調(diào)自控系統(tǒng)，包括空調(diào)機(jī)組和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程監(jiān)控管理層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)采集控制層以及設(shè)備儀表層；

所述遠(yuǎn)程監(jiān)控管理層包括UPS電源、一臺以上的上位機(jī)和打印機(jī)，打印機(jī)連接上位機(jī)的輸出端，上位機(jī)與打印機(jī)均由UPS電源供電；

所述數(shù)據(jù)傳輸通訊層包括一個或一個以上的通訊控制器，通訊控制器為交換機(jī)或通訊轉(zhuǎn)化器；

所述數(shù)據(jù)采集控制層包括PLC/DCC控制柜以及與通訊控制器電連接的一個或多個無線采集協(xié)調(diào)器；

所述設(shè)備儀表層包括與PLC/DCC控制柜電連接的露點(diǎn)溫度變送器、壓差變送器、壓差開關(guān)、風(fēng)管溫濕度變送器、防凍開關(guān)、模擬風(fēng)量閥執(zhí)行器、開關(guān)風(fēng)力閥執(zhí)行器、水閥蒸汽閥執(zhí)行器、風(fēng)機(jī)控制柜、臭氧發(fā)生器，以及與采集協(xié)調(diào)器點(diǎn)連接的無線路由節(jié)點(diǎn)、多個無線溫濕度子節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)的界面顯示包括空調(diào)暖通系統(tǒng)流程圖畫面、歷史數(shù)據(jù)查詢畫面、報(bào)警查詢畫面、空調(diào)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置畫面、用戶管理畫面、報(bào)表打印畫面；所述空調(diào)暖通系統(tǒng)流程圖畫面包含風(fēng)管及潔凈車間溫濕度、潔凈車間壓差、電動執(zhí)行器閥位狀態(tài)、空調(diào)生產(chǎn)模式、值班模式、消毒模式切換；空調(diào)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置畫面包括風(fēng)管及潔凈車間溫濕度、潔凈車間壓差設(shè)置、空調(diào)生產(chǎn)模式、值班模式、消毒模式運(yùn)行時各風(fēng)機(jī)頻率以及風(fēng)閥開度。

進(jìn)一步地，無線采集協(xié)調(diào)器自動創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)將無線信號接收范圍內(nèi)具有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的無線溫濕度采集無線路由節(jié)點(diǎn)以及子節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)中，并按照設(shè)定的采集頻率定時廣播采集指令，接收來自各子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)打包通過通訊控制器發(fā)送到上位機(jī)。

進(jìn)一步地，所述露點(diǎn)溫度變送器安裝于空調(diào)機(jī)組的一次表冷器，壓差變送器安裝于空調(diào)機(jī)組風(fēng)管出風(fēng)口，壓差開關(guān)安裝于空調(diào)機(jī)組各級過濾器，風(fēng)管溫濕度變送器分別安裝于空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)口、出風(fēng)口以及回風(fēng)口，溫濕度變送器安裝與潔凈車間內(nèi)，防凍開關(guān)安裝于一次表冷器，模擬量風(fēng)閥執(zhí)行器安裝于風(fēng)閥，開關(guān)量風(fēng)閥執(zhí)行器安裝與風(fēng)閥開關(guān)，水閥/蒸汽閥執(zhí)行器安裝與水閥/蒸汽閥，風(fēng)機(jī)控制柜與風(fēng)機(jī)電連接，臭氧發(fā)生器安裝與空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口前端，溫濕度無線采集子節(jié)點(diǎn)和溫濕度無線采集路由節(jié)點(diǎn)均布于潔凈車間各角落，安裝潔凈車間溫濕度無線采集路由節(jié)點(diǎn)。

再進(jìn)一步地，所述PLC/DCC控制柜安裝有工業(yè)觸摸屏作為本地顯示和操作，由PLC或DDC作為控制器；控制器程序包括手動控制和自動控制；手動控制狀態(tài)下，由點(diǎn)擊工業(yè)觸摸屏或上位機(jī)控制各執(zhí)行器和風(fēng)機(jī)；自動控制包括停機(jī)模式、生產(chǎn)模式、值班模式以及消毒模式；生產(chǎn)模式和值班模式狀態(tài)下，PLC/DCC控制柜根據(jù)風(fēng)管溫濕度變送器的反饋信號通過PID比例積分微分算法計(jì)算后控制空調(diào)機(jī)組上安裝的各執(zhí)行器及風(fēng)機(jī)；消毒模式狀態(tài)下，PLC/DCC控制柜通過控制開啟臭氧發(fā)生器；消毒模式包括消毒循環(huán)、消毒密閉、消毒排氣三種模式。

采取以上技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果為：

1、空氣凈化 ：一般的潔凈間空間系統(tǒng)中，空氣化處理采用空氣過濾器。通常情況下，安裝初效過濾器和中效過濾器后，空氣潔凈度可以達(dá)到10000級。而對于的超凈要求的潔凈間還應(yīng)安裝高效過濾器。這樣，空氣潔凈度可以達(dá)到更高（如100級甚至更高）。過濾器長期使用時，濾料上沉附的灰塵將慢慢增加，這樣會增大氣流阻力，影響整個空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，工程上應(yīng)對過濾器的氣流阻力變力進(jìn)行自動檢測和報(bào)警。通常采用差壓法測量過濾器前后的壓差Pd,并將此差壓信號進(jìn)行顯示和根據(jù)設(shè)定的差壓限值報(bào)警，以便及時清理或更換。

2、溫度控制 ：A、一次加熱的控制，空氣一次加熱又稱預(yù)加熱，是用來加熱新風(fēng)或加熱新風(fēng)與一次回風(fēng)的混合風(fēng)。一次加熱一般只用于冬季很冷的地區(qū)，防止新風(fēng)與一次回風(fēng)混合后達(dá)到飽和，產(chǎn)生水霧或結(jié)冰。一次加熱還應(yīng)用于一次混合不允許變動的超凈空調(diào)系統(tǒng)中。當(dāng)采用蒸氣或熱水進(jìn)行加熱時，一般采用控制蒸氣或熱水的調(diào)節(jié)閥開度實(shí)現(xiàn)溫度控制；當(dāng)采用電加熱時，通過晶閘管電力控制器，控制其加熱電功率實(shí)現(xiàn)溫度控制。 B、二次加熱與三次加熱的控制

空氣二次加熱通常設(shè)在表冷器之后或二次回風(fēng)混合段后。二次加熱的目的是在有相對濕度要求的情況下，為了保證送風(fēng)溫度或空調(diào)室內(nèi)的溫度。其控制方式與一次加熱的情況基本相同。三次加熱又成精加熱，通常是在高精度溫度控制時，用于溫度微調(diào)而設(shè)置的加熱段。其控制應(yīng)根據(jù)具體情況參照上述原理實(shí)施。

3、濕度控制 ：A、加濕處理及控制，潔凈間空調(diào)工程中，加濕操作一般是在冬季或過渡季節(jié)空氣干燥時進(jìn)行?？諝饧訚竦姆椒ū容^多。通常采用蒸汽加濕器和電加濕器的開關(guān)控制或功率調(diào)節(jié)。蒸汽加濕時，根據(jù)濕度控制要求，可通過對電磁閥進(jìn)行位式控制或采用二通調(diào)節(jié)閥的連續(xù)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。 B、除濕（干燥）處理及控制 空氣冷卻干燥處理常用表冷器來完成。表冷對空氣的處理的等濕冷卻二種處理過程。采用表冷器進(jìn)行濕度控制時，是通過調(diào)節(jié)表冷器的冷媒（如冷凍水）流量來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)濕度高于要求的值時，可通過加大冷水閥的開度來加大其流量，實(shí)現(xiàn)除濕（即干燥）處理；反之減少流量，實(shí)現(xiàn)加濕處理。應(yīng)該說明的是，由于空氣的物理性質(zhì)，其濕度的控制相對比較復(fù)雜，方法也較多。而且，空氣的溫度和濕度二個參數(shù)在調(diào)節(jié)過程中又相互影響。如某些原因使室內(nèi)溫度升高，引起空氣中水蒸汽的飽和分壓變化，在絕對含濕量不變的情況下，將使相對濕度減少。因此，對其中某一參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)時，也會引起另一參數(shù)的變化。例如在夏季采用表冷器進(jìn)行除濕調(diào)節(jié)，開大冷水閥時，在使?jié)穸然謴?fù)正常的同時，也使溫度降低。因此，在工藝設(shè)計(jì)和自控方案設(shè)計(jì)時都應(yīng)充分考慮到這一特點(diǎn)。

4、正壓控制：我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不同級別潔凈室之間應(yīng)大于4.9Pa,潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間應(yīng)大于9.8Pa。潔凈室內(nèi)的結(jié)構(gòu)等基本確定，在運(yùn)行過程中，保持正壓可以通過控制新風(fēng)量或回風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)。即通過控制新風(fēng)門或回風(fēng)門的開度來實(shí)現(xiàn)。

5、溫濕度監(jiān)視：在大規(guī)模潔凈廠房中使用傳統(tǒng)有線溫濕度監(jiān)控施工繁瑣、成本高、增加和調(diào)整檢測點(diǎn)不便，而使用無線溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)彌補(bǔ)了有線傳輸?shù)牟蛔悖蓾M足大規(guī)模潔凈廠房里多節(jié)點(diǎn)溫濕度測量。

6、其它控制與空調(diào)節(jié)能：對潔凈車間而言，除上述必需保證的技術(shù)指標(biāo)示，還有一些對于安全與節(jié)能等方面的要求。結(jié)合多年的工程實(shí)踐，主要有如下一些方面： A、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警，通過檢測風(fēng)機(jī)的風(fēng)流狀態(tài)判斷風(fēng)機(jī)是否正常工作。若因電機(jī)燒毀或皮帶松動等原因?qū)е嘛L(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，應(yīng)立即報(bào)警；B、風(fēng)機(jī)變頻控制

為保持潔凈車間內(nèi)穩(wěn)定的正壓或一定的新風(fēng)/回風(fēng)比，可以對機(jī)（電機(jī)）轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)施變頻控制。實(shí)踐證明，變頻控制比單純的風(fēng)門開度調(diào)節(jié)控制效果更佳，而且可大幅度節(jié)約電力消耗。因?yàn)樵诳照{(diào)系統(tǒng)中，新風(fēng)/回的輸送占電能消耗的最大比例。而風(fēng)門控制實(shí)際上是通過節(jié)流裝置（即風(fēng)門）來實(shí)現(xiàn)氣流的改變；C、水泵變頻控制，在一泵對一調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，采用變頻調(diào)速（水泵轉(zhuǎn)數(shù)）實(shí)現(xiàn)流量控制比采用節(jié)流裝置（即調(diào)節(jié)閥）為佳。這種方式不僅體現(xiàn)在控制效果更佳，同時體現(xiàn)在大幅度節(jié)約電力消耗上；D、節(jié)能程序，由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使節(jié)能控制成為現(xiàn)實(shí)。即除了上述對空調(diào)系統(tǒng)工藝特點(diǎn)實(shí)施的節(jié)能控制手段外，計(jì)算機(jī)控制還可實(shí)現(xiàn)如焓差控制、夜晚循環(huán)、夜風(fēng)凈化、最佳啟停、零能量區(qū)等。當(dāng)然，對于某個特定的潔凈廠房，其節(jié)能程序應(yīng)根據(jù)其具體情況進(jìn)行編制，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的控制框架圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步詳述：

一種潔凈車間空調(diào)自控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括空調(diào)機(jī)組和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控管理層、數(shù)據(jù)傳輸通訊層、數(shù)據(jù)采集控制層和設(shè)備儀表層等四層結(jié)構(gòu)組成。其中遠(yuǎn)程監(jiān)控管理層包括一個或多個上位機(jī)11、打印機(jī)12，上位機(jī)和打印機(jī)都由UPS不間斷電源13供電；數(shù)據(jù)傳輸層包括一個或多個交換機(jī)或通訊轉(zhuǎn)換器21；數(shù)據(jù)采集控制層包括一臺或多臺PLC/DDC控制柜31，一個或多個潔凈車間溫濕度無線采集系統(tǒng)協(xié)調(diào)器32，且控制柜31可按需求配備工業(yè)觸摸屏；設(shè)備儀表層可按需求配置露點(diǎn)溫度變送器401、潔凈室壓差變送器402、空調(diào)機(jī)組初中效和潔凈車間高效壓差開關(guān)403、空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管溫濕度變送器404、潔凈車間房間溫濕度變送器405、空調(diào)機(jī)表冷盤管防凍開關(guān)406、空調(diào)機(jī)新風(fēng)模擬量風(fēng)閥執(zhí)行器407、空調(diào)系統(tǒng)密閉閥開關(guān)量風(fēng)閥執(zhí)行器408、空調(diào)機(jī)表冷/加熱/加濕段電動水閥/蒸汽閥執(zhí)行器409、空調(diào)機(jī)送風(fēng)機(jī)/排風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)控制柜410、潔凈車間消毒用臭氧發(fā)生器411、潔凈車間溫濕度無線采集子節(jié)點(diǎn)412、潔凈車間溫濕度無線采集路由節(jié)點(diǎn)413。

上位機(jī)11具有潔凈車間空調(diào)暖通系統(tǒng)流程圖畫面、歷史數(shù)據(jù)查詢畫面、報(bào)警查詢畫面、空調(diào)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置畫面、用戶管理畫面、報(bào)表打印畫面等；所述上位機(jī)11流程圖畫面具有風(fēng)管及潔凈車間溫濕度、潔凈車間壓差數(shù)據(jù)實(shí)時顯示，電動執(zhí)行器閥位狀態(tài)顯示和控制，空調(diào)生產(chǎn)模式、值班模式、消毒模式切換等功能。上位機(jī)11空調(diào)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置畫面具有風(fēng)管及潔凈車間溫濕度、潔凈車間壓差設(shè)置，空調(diào)生產(chǎn)模式、值班模式、消毒模式運(yùn)行時各風(fēng)機(jī)頻率、風(fēng)閥開度設(shè)置。

控制柜31由PLC或DDC作為控制器，工業(yè)觸摸屏作為本地顯示和操作；控制器程序分為手動控制、自動控制兩部分。手動控制時可由操作人員通過觸摸屏或者上位機(jī)獨(dú)立控制各個執(zhí)行器和風(fēng)機(jī)。自動控制時控制器程序由用戶選擇的空調(diào)運(yùn)行模式和設(shè)置好的各個模式對應(yīng)參數(shù)自動運(yùn)行；控制器31自動控制程序分為停機(jī)模式、生產(chǎn)模式、值班模式、消毒模式。生產(chǎn)模式時滿足潔凈車間生產(chǎn)運(yùn)行時需要的換氣次數(shù)、房間壓差梯度、溫濕度等要求；值班模式時在滿足潔凈車間潔凈度要求的房間壓差梯度下，適當(dāng)降低風(fēng)量減少換氣次數(shù)，達(dá)到節(jié)能效果；消毒模式時通過消毒使?jié)崈糗囬g潔凈度滿足生產(chǎn)要求。其中消毒模式又分為消毒循環(huán)、消毒密閉、消毒排氣三種模式；停機(jī)模式時所有風(fēng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，所有電動執(zhí)行器處于關(guān)閉位置；生產(chǎn)模式時先打開該模式下應(yīng)打開的風(fēng)閥，當(dāng)控制器獲得風(fēng)閥開到位信號時再開啟該模式下需要開啟風(fēng)機(jī)，并按設(shè)定頻率運(yùn)行；值班模式與生產(chǎn)模式相同；消毒循環(huán)、密閉、排氣模式與生產(chǎn)模式相同，切換到消毒模式時，系統(tǒng)先進(jìn)入消毒循環(huán)，循環(huán)計(jì)時時間到后，進(jìn)入消毒密閉模式，密閉計(jì)時時間到后，進(jìn)入消毒排氣模式，排氣計(jì)時時間到后進(jìn)入生產(chǎn)模式；空調(diào)生產(chǎn)模式時根據(jù)回風(fēng)溫濕度通過PID比例積分微分算法調(diào)節(jié)表冷閥、加熱閥、加濕閥開度使?jié)崈羰覝貪穸葷M足生產(chǎn)要求。

溫濕度無線采集協(xié)調(diào)器32負(fù)責(zé)整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營，在上電后自動創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)并將無線信號接收范圍內(nèi)具有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的潔凈車間溫濕度采集無線路由節(jié)點(diǎn)413和子節(jié)點(diǎn)412加入網(wǎng)絡(luò)中。按照用戶設(shè)定的采集頻率定時廣播采集指令，并等待接收來自各子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，接收完畢后，協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到上位機(jī)。

空調(diào)機(jī)組安裝露點(diǎn)溫度變送器401用于檢測一次表冷后溫度調(diào)節(jié)一次表冷閥達(dá)到新風(fēng)露點(diǎn)除濕功能，系統(tǒng)上安裝壓差變送器402用于檢測潔凈車間房間壓差值、風(fēng)管靜壓值，安裝壓差開關(guān)403用于檢測空調(diào)機(jī)初效/中效、潔凈室高效等過濾器堵塞報(bào)警、風(fēng)機(jī)缺風(fēng)報(bào)警，安裝風(fēng)管溫濕度傳感器404用于檢測新風(fēng)溫濕度、回風(fēng)溫濕度、送風(fēng)溫濕度，安裝房間溫濕度變送器405用于檢測潔凈車間溫濕度，安裝防凍開關(guān)406用于檢測一次表冷器溫度，安裝模擬量風(fēng)閥執(zhí)行器407用于調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度，安裝開關(guān)量風(fēng)閥執(zhí)行器408用于控制風(fēng)閥開關(guān)，安裝水閥/蒸汽閥執(zhí)行器409用于控制水閥/蒸汽閥開度，安裝風(fēng)機(jī)控制柜410用于控制變頻或普通風(fēng)機(jī)，安裝臭氧發(fā)生器411用于消毒模式時設(shè)備聯(lián)動，安裝潔凈車間溫濕度無線采集子節(jié)點(diǎn)412用于采集潔凈車間溫濕度和無線傳輸數(shù)據(jù)，安裝潔凈車間溫濕度無線采集路由節(jié)點(diǎn)413用于增加無線數(shù)據(jù)傳輸距離。