专利名称：侧吹风空调计算机控制方法
技术领域：
本发明涉及化纤行业的侧吹风空调控制方法，它主要适用于化纤行业生产中长丝、短丝的侧吹风空调计算机控制系统。
背景技术：
由于化纤行业的长丝、短丝生产中的侧吹风工段为关键的加工工段，对送风的温度、湿度、风压控制精度要求高。目前，在该行业中大多都是采用德国LTG产品，该类产品采用常规仪表控制方法。所谓的常规仪表控制方法是指，利用常规控制仪表，对温度、湿度即相对湿度及风压进行检测。然后只能对单变量逐个调整，如温度偏低，就单纯只调节温度。由于温度和湿度两者是耦合关系，调整湿度而使原来符合要求的温度变得不符合要求，相同湿度的改变同样会影响温度的改变。由于，这种关系在调节的过程中温度和湿度常常会发生“振荡”而告败。以及包括配套的自控设备，需从外国进口，价格昂贵，不易大规模推广。还有一少部分采用计算机系统控制方法，在数学模型上仍用单变量调节，仍会出现常规仪表控制中的湿度和温度两变量无法解耦造成“振荡”而使得控制效果不佳，不易达到高精度要求。
发明内容
本发明所要的解决的技术问题是旨在克服上述技术缺陷，提供一种利用计算机计算系统控制能够有效对温度和湿度两者间进行解耦，能在生产过程中工作稳定性高同时能保证温度、湿度、压力精度三者高精度，且耗能少的侧吹风空调计算机控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是该种侧吹风空调计算机控制方法，包括以下控制步骤通过计算机相连的子系统对数据实时采集；在计算机上对采集的数据进行数学模型判别，判定结果参数是否在工艺所要求的温度、湿度、风压三者范围内，结果参数符合要求，则计算机继续观察下一时段的全部参数；其特征在于如果参数不符合要求，对参数进行焓值控制和最优化节能控制调整，对调整后的参数结果通过数学模型计算输出值，通过输出值来调整控制阀门的大小，直到符合生产要求为止，然后计算机继续观察下一时段的全部参数。
本发明所述的焓值控制是通过计算机对测吹风控制过程中具有耦合关系湿热的两个参数进行焓值控制。
本发明所述的最优化节能控制在被控参数因外界干扰时，首先按数学模型计算控制手段得出一些控制参数，然后按系统资源情况，以最节能的目标来选择实际操作。
本发明所述的数据采集是进行删除法和误差法进行检测，剔除由于信号传输过程中失真的数据信号。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果1、对参数采用了焓值控制原理克服了有关侧吹风系统在控制过程中湿度和温度容易产生“振荡”的技术缺陷，工作稳定性高，且保证温度、湿度、压力精度三者高精度；2、采用最优化的方案，节能效果明显；同时整个系统的成本更低，更容易大规模的工业推广。3采用计算机控制方式与常规仪表控制方法相比，具有控制精度高，且工作效率更高的优点。
图1为侧吹风控制系统的原理图。
图2为本发明的程序框图。
图3为本发明的I～D湿空气焓湿图。
图4为本发明对送风温度偏大进行系统诊断示意图。
具体实施例方式
参见图1，在本实施例中，本发明所运行的侧吹风计算机控制系统整体所采用控制方式是一种集散系统控制方式，即分布式计算机控制系统。本实施例中它主要包括与计算机3相连的子系统，通信网络2，中央管理站1。中央管理站1通过通信网络2与各个子系统相连进行数据通信和交换。在本实施例利用控制计算机代替现有的常规仪表与各个子系统相连，通过不同的工段把整个系统以不同要求分配成一个任务专一子系统。子系统包括空调机子系统31，冷冻站子系统32，热交换系统33，电力子系统34，消防子系统35和保安子系统36。通过利用对计算机编程控制，实现对侧吹分控制系统对温度，湿度，风压三者的精度实现控制。局部通信网络2主要采用了分布式微机控制系统专用通讯网络。它主要实现中央工作站中微机1与各级计算机3之间的信息传送。在本实施例中采用的通信网络为RH-NET局部通讯网络。
本实施例中所述的计算机3是指直接面向现场，具有很高的可靠性的工业控制计算机，它主要负责对现场的各种数据的采样和监控。在本实施例中的计算机型号为空调控制专用的RH-DCU-6403机型，还可以采用RH-DCU-2000机型或是更高级工业控制机机型。该类计算机具有多样的测控手段，每台控制机都具有独立进行参数和状态检测。计算机通过一个双工通讯接口与局部通信网络进行通信，实现中央站统一管理，通过相应上位机微机指令，可以独立地进行检测控制，体现了分布式微机控制系统的优势。同时对计算机采用了抗干扰的电源，保证了与计算机相连的各传感器正常可靠地工作。
本发明具体实现的PID算法及最优化控制，即本发明进行对参数进行最优化调整所采用数学模型，是通过计算机把连续量以离散化形式去控制阀门，PID连续方程式为Td/kdddtp(t)+p(t)=1/δ[e(t)+1Ti∫e(t)dt+Tdddte(t)],]]>其中式中P为输出值，e为被控偏差，y被控量，r为给定量，δ为比例带，Ti为积分时间，Td为微分时间，Kd微分增益。利用有限分形式加以离散化，通过推导得到离散化位置型输出表达式，即计算机的编辑控制软件的算法P(n)＝P(n-1)Kp(en-en-1)+Kien参见图2，为本发明的软件流程图。首先，开机，进行初始化。通过使用者从中央管理站调用指令，计算机根据指令，进入相应现场数据监控运行，器通过读时钟，判定是否到了巡检周期，巡检周期大小可以根据用户需要自行设定，如果没有到巡检周期继续读时钟。
反之，则进入现场数据采集。如果参数异常、系统置错，重新采集数据，对所采集的数据进行删除法和误差法进行检测，剔除由于信号传输过程中失真的数据信号，同时作出一个参数曲线图。对采集的数据进行数学模型判别，判定结果参数是否在精度范围内，即温度、湿度、风度的范围内，如果参数结果符合生产要求，继续观察下一时段的全部参数。
如果某个结果参数不合要求，进入控制周期，对这个结果参数，根据焓值控制原理和最优化节能控制原理的两种方案基础上，进行最优化控制调整；同时对调整后的参数结果进行数学模型计算输出值，通过输出值在系统中自动调整自控阀门大小或人工根据设定值调整阀门大小。且对调整后参数进行检查控制效果并监控；如果这个结果还是不满足生产要求，则继续调整，直到满足生产要求为止。
焓值控制，是指湿热能解耦原理。由于空调系统是由若干的空气及水处理组成，这些设备工作能力是按负荷计算确定的，实际使用时，由于负荷的不定性和外界因素的影响，会引起被控参数变化。控制的目标参数为温度，湿度，压力通过分析发现系统特性表现一定的滞后性，温度、湿度二个参数存在一定的互耦性，在控制过程中，改变温度会影响湿度，改变湿度又会影响温度，即湿热两者是一对有耦合影响的被控参数。如单个量调整是无法达到两者都能满足控制精度要求的。通过总体全局的观念，利用计算机的分析，判断功能，对温度和湿度即相对湿度两个参数进行焓值控制，且遵循下列原则既要按照能源价格的先后顺序投入设备，防止冷热抵消，节约能源，又要在运行的过程中在注意冬夏环境的区别，避免运行过程中出现虚调，及时地检查设备介质是否达到要求。我们采用焓值控制方法就是避免了湿热两者的相互影响，这样就达到了解耦的目的。
最优化节能控制原理充分利用新风，尽量避免冷热抵消，把空气参数控制在极限值，通过I～D图采取合理的分区，定时地进行条件判断，观察空调运行在那个区，采集现有种种参数信息，按数学模型计算控制手段得出一些控制参数，如阀门开度等的调节量，然后按系统资源，例如现有的冷水资源、加热手段等情况，以最节能的目标来选择实际操作的调节手段。输出相应的控制指令，对执行机构进行控制。
参见图3，本发明通过焓值控制和最优化节能控制，对温度、湿度两个耦合关系的参数从A点到E点进行调节的一个具体的实施过程。A点的湿度为65％温度为0度，E点的相对湿度60％，温度为28度，该调节过程可分为，先通过一个等湿度过程从A点到B点，在经过B点到C点，从C到D点，最后经D点到E点。其中A到B点为一个等相对湿度过程，B到C点为一个等含湿量过程，C到D为一个等焓值过程，D到E为一个同时微量改变温度和湿度目标调节过程。通过总体全局的观念，利用计算机的分析，判断功能，遵循最优节能控制原则，用焓值控制的方法避免了湿热两者的相互影响，达到了解耦的目的。
本发明保证了计算机除了判断分析运算外，还有设备及参数初始化，测量参数屏蔽，时钟中断以及通讯中断。通过以上软件功能，使得计算机能够根据各种设备及参数的初始值处于一种合理状态，同时在信号的采样的过程中采用了剔除法和误差法，保证了空调的被控对象为大惯性环节，其状态参数波动不会太大，提高工作的可靠性。同时也避免了如传感器等敏感元件由于质量关系，意外的干扰或信号传输过程中的畸变而使测量值失真。
参见图4，以侧吹风空调控制系统中计算机对送风温度偏大进行系统诊断为例进行说明。首先，现场工业控制机检测传感器是否坏了，如果传感器坏了，置故障报表；反之，进一步检测控制阀门是不是完全打开，如果不是则调节控制阀门大小；如果控制阀门已经到了100％则，进一步检测第一时间供水温度，如果温度偏高则在故障报表上置水温度偏高；反之，进一步通过检测第二时间供水温度是否小于12度，如果是，在置故障报表上置表冷器效率差，如不是在故障报表上置水压偏低三通阀失灵。通过故障报表可以相应的调节控制参数，从而满足工艺生产要求。
权利要求
1.一种侧吹风空调计算机控制方法，包括以下控制步骤通过计算机相连的子系统对数据实时采集；在计算机上对采集的数据进行数学模型判别，判定结果参数是否在工艺所要求的温度、湿度、风压三者范围内，结果参数符合要求，则计算机继续观察下一时段的全部参数；其特征在于如果参数不符合要求，对参数进行焓值控制和最优化节能控制调整，对调整后的参数结果通过数学模型计算输出值，通过输出值来调整控制阀门的大小，直到符合生产要求为止，然后计算机继续观察下一时段的全部参数。
2.根据权利要求1所述的侧吹风空调计算机控制方法，其特征在于所述的焓值控制是通过计算机对测吹风控制过程中具有耦合关系湿热的两个参数进行焓值控制。
3.根据权利要求1所述的侧吹风空调计算机控制方法，其特征在于所述的最优化节能控制在被控参数因外界干扰时，首先按数学模型计算控制手段得出一些控制参数，然后按系统资源情况，以最节能的目标来选择实际操作。
4.根据权利要求1所述的侧吹风空调计算机控制方法，其特征在于所述的数据采集是进行删除法和误差法进行检测，剔除由于信号传输过程中失真的数据信号。
全文摘要
本发明涉及化纤行业的侧吹风空调控制方法，它主要适用于化纤行业生产中长丝、短丝的侧吹风空调计算机控制系统。包括以下控制步骤通过计算机相连的子系统对数据实时采集；在计算机上对采集的数据进行数学模型判别，判定结果参数是否在工艺所要求的温度、湿度、风压三者范围内，结果参数符合要求，则计算机继续观察下一时段的全部参数；其特征在于如果参数不符合要求，对参数进行焓值控制和最优化节能控制调整，对调整后的参数结果通过数学模型计算输出值，通过输出值来调整控制阀门的大小。对参数采用了焓值控制克服了有关侧吹风系统在控制过程中湿度和温度容易产生“振荡”的技术缺陷，工作稳定性高，且保证温度、湿度、压力精度三者高精度。
文档编号F24F11/02GK1580658SQ20041001645
公开日2005年2月16日 申请日期2004年2月20日 优先权日2004年2月20日
发明者陈建信 申请人:陈建信