專利名稱：一種工作環(huán)境控制工作站的制作方法
一種工作環(huán)境控制工作站，它適用于對如紡織工業(yè)、生物制品、礦井通風(fēng)、大型地下設(shè)施以及如禮堂、體育館等公共場所的工作環(huán)境控制。
在上面所述的工作環(huán)境中，都需要對其中的溫度、濕度、二氧化碳以及含氧量進(jìn)行控制。目前多數(shù)采用人工定時換氣的方法進(jìn)行控制，通過不斷輸入滿足要求的空氣替換原來的空氣，達(dá)到保持環(huán)境參數(shù)要求的目的?，F(xiàn)在也有一些大型的自動控制設(shè)備，使用自動化儀表的方法測量環(huán)境條件以決定控制的參數(shù)，但由于自動化儀表測量控制策略是由硬件邏輯決定的，不能根據(jù)環(huán)境條件的不同而變化，此外，其控制策略也很簡單，它只考慮了單因素影響。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種工作環(huán)境控制工業(yè)站，采用機(jī)電一體化的方法，結(jié)構(gòu)簡單，使用可以適應(yīng)不同環(huán)境條件的控制策略，節(jié)省環(huán)境控制的能耗。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，它有通風(fēng)機(jī)1、通風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)2、在通風(fēng)機(jī)通風(fēng)通道中有熱源3、冷源4、加濕器5，在被控建筑中有溫度傳感器6、濕度傳感器7、含氧量及二氧化碳含量傳感器8，其特征在于有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9通過標(biāo)準(zhǔn)接口與可編程控制器10連接，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9中插有與傳感器6、7和8相連的適配模塊11、12和13，在通風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)2的輸入端接有可調(diào)頻逆變電源14，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9中還插有控制可調(diào)頻逆變電源14的適配模塊15、控制熱源3和冷源4工作的適配模塊16和17以及控制加濕器5工作的適配模塊18，在通風(fēng)機(jī)1的進(jìn)風(fēng)風(fēng)源處裝有溫度傳感器19和濕度傳感器20，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面中插有與傳感器19和20相連的適配模塊21和22。
本發(fā)明在工作時，通過通風(fēng)機(jī)送入一定流量的空氣，由可編程控制器10測量被控制環(huán)境的溫度、濕度、含氧量等參數(shù)和風(fēng)源的溫度、濕度等參數(shù)，然后分別控制通風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速、熱源3或冷源4的工作和加濕器5的工作等，進(jìn)行環(huán)境空氣的調(diào)節(jié)。在本發(fā)明中，傳感器6、7、8、19和20都只是一個敏感元件，通過導(dǎo)線與插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9中的適配模塊11、12、13、21和22相連。適配模塊把由敏感元件得到的電信號直接轉(zhuǎn)換為可編程控制器10所需要的數(shù)字信號，可編程控制器10在需要測量被控環(huán)境的溫度、濕度、含氧量或是空氣源的溫度、濕度中的某一個參數(shù)時，通過向標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9相連的接口發(fā)出地址選通信號，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9選通相應(yīng)的適配模塊，適配模塊把相應(yīng)的測量值送回可編程控制器10中。同時，可編程控制器10把測量得到的參數(shù)進(jìn)行處理后，將通過輸出地址選通信號給標(biāo)準(zhǔn)控制介面9選通相應(yīng)的控制適配模塊，然后送出修改的控制數(shù)據(jù)，通過控制適配模塊使相應(yīng)的執(zhí)行裝置動作。例如，測得含氧量降低后，可編程控制器10通過標(biāo)準(zhǔn)接口送出選通可調(diào)頻逆變電源14的適配模塊15，隨后送出增大可調(diào)頻逆變電源14輸出頻率的數(shù)據(jù)指令，適配模塊15收到數(shù)據(jù)后，改變可調(diào)頻逆變電源14的頻率，使驅(qū)動電機(jī)2的轉(zhuǎn)速增加，從而增大通風(fēng)量。如象加溫、加濕等控制也與通風(fēng)量的控制一樣?？删幊炭刂破?0采用定時掃描的方法對環(huán)境參數(shù)和風(fēng)源參數(shù)不斷地進(jìn)行測量，并通過計算處理，實(shí)時對通風(fēng)量、加熱、制冷以及加濕等進(jìn)行控制，而控制策略與輸入?yún)?shù)的關(guān)系可以是比較復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，例如，在被控環(huán)境含氧量降低時，增加通風(fēng)量的同時，還可以根據(jù)風(fēng)源溫度、濕度與被控環(huán)境要求的關(guān)系，決定在增大通風(fēng)量的同時是否加溫(或降溫)、加濕等，以達(dá)到最佳的控制效果。更主要的是，控制策略可以通過軟件輸入的方法輸入到可編程控制器10中，這樣可以根據(jù)被控環(huán)境現(xiàn)場條件，臨時修改控制策略和特征參數(shù)，以適應(yīng)不同的環(huán)境要求。由于在可編程控制器10中可以使用比較復(fù)雜的控制策略，可以考慮到諸如增大通風(fēng)量對溫度、濕度的影響，因而預(yù)先作出處理，減少了對環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)時的能耗。
在本發(fā)明中，各種傳感器通過電線與相應(yīng)的適配模塊相連，沒有使用傳統(tǒng)的自動化儀表的形式，由傳感器直接得到的電信號被適配模塊直接數(shù)字化后送入可編程控制器，而各個傳感器的非線性、靈敏度和漂移誤差由可編程控制器進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算校正，不使用校正控制補(bǔ)償電路。而各傳感器的調(diào)校標(biāo)定也由可編程控制器(或外接計算機(jī))自動完成，把各種修正數(shù)據(jù)存入控制器中。這既簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本，也減少了人工調(diào)校的工作量，提高了計量精度。同時，只有傳感器裝于被控環(huán)境和風(fēng)源環(huán)境中，而其它的電路都裝于一個箱體內(nèi)，不受外界環(huán)境影響。
本發(fā)明中的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面和可編程控制器可以適用美國OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPMENTINC.)的DPA-ID和PCS-1。各個輸入測量適配模塊可以采用OPTO22公司的AD3或類似的A/D轉(zhuǎn)換模塊。用于控制可調(diào)頻逆變電源14的適配模塊15可選用OPTO22公司的DA3或類似的D/A轉(zhuǎn)換模塊。用于控制熱源3、冷源4和加濕器5的適本模塊16、17和18都可以選用OPTO22公司的OAC5模塊或相似的開關(guān)量模塊。可調(diào)頻逆變電源14可以是日本富士公司的G7系列逆變器或其它固態(tài)逆變器。
權(quán)利要求
1.一種工作環(huán)境控制工作站，它有通風(fēng)機(jī)1、通風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)2、在通風(fēng)機(jī)通風(fēng)通道中有熱源3、冷源4、加濕器5，在被控建筑中有溫度傳感器6、濕度傳感器7、含氧量及二氧化碳含量傳感器8，其特征在于有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9通過標(biāo)準(zhǔn)接口與可編程控制器10連接，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9中插有與傳感器6、7和8相連的適配模塊11、12、和13，在通風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)2的輸入端接有可調(diào)頻逆變電源14，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面9中還插有控制可調(diào)頻逆變電源14的適配模塊15、控制熱源3和冷源4工作的適配模塊16和17以及控制加濕器5工作的適配模塊18，在通風(fēng)機(jī)1的進(jìn)風(fēng)風(fēng)源處裝有溫度傳感器19和濕度傳感器20，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面中插有與傳感器19和20相連的適配模塊21和22。
全文摘要
一種工作環(huán)境控制工作站，它適于對紡織工業(yè)、大型地下設(shè)施以及公共場所等的環(huán)境控制。它有通風(fēng)機(jī)、冷、熱源和加濕器、溫度、濕度及含氧量等傳感器。其特征在于有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面及可編程控制器，有對通風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行控制的可調(diào)頻逆變電源，在控制介面內(nèi)插有各傳感器的適配模塊和控制逆變電源、冷、熱源及加濕器的適配模塊。由于使用了機(jī)電一體化的形式，用軟件的方法對各傳感器的誤差進(jìn)行校正和實(shí)現(xiàn)控制策略，簡化了電路結(jié)構(gòu)，節(jié)省能耗。
文檔編號F24F11/02GK1072491SQ91110688
公開日1993年5月26日 申請日期1991年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月16日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠