涂装车间喷房温湿度控制

1、涂装车间喷房温湿度控制中国汽车丁业.程公司门控丁.程院 覃振 中国汽车T业匸程公司自控丁程院罗祖宪一、引言涂装不间喷漆京空调温湿度控制不同丁一般的空调控制系统。涂装车间喷 漆室内的温湿度要求控制糟度比较高，几要求持续稳定。但是，由于喷漆家内 温度与湿度Z间存在交叉耦合情况，即温度控制会引起湿度变化，湿度控制也 会引起温復变化；并且，喷漆京空调的进风是向接采集丁然风，进风温湿度 受外界天气的变化影响很大，不容易控制。因此，涂装车间喷漆家的温湿度控 制是一种非线性的、滞后的、时变的复杂过程，这种系统若采用传统的仪表控 制来实现显然是不合适宜的。本文根据多个涂装车间项II中控制喷漆宰空调温 湿度的经

2、验，提供一个喷房温湿度控制的方法。二、系统设计胳个空调温湿度控制系统主要分为三个控制段，分别为表冷段、加热段、 喷淋段。进入表冷段的冷水虽和加热段的热水虽分别山他们乞门管路上的冷、 热水阀来控制，而进入喷淋段的水喷淋量则山喷林泵来实现。其硬件如卜图所 示：三、系统控制原理：在介绍系统控制原理之前我们首先引入一个焙值的概念：焙值是-种能战的单位，代表的是定容积显空气中含的水分和温度的综 合歌，是空气温度和湿度大小的综合衡昴单位，直值的大小完全只由温度和湿 度决定，其计算公式如下：温度：t 湿度： k1开式温度计算:2、饱和空气压力计算|n(pv)= r_ + C24-C3-7 + C4-72+C

3、5-734-C6T4 +C7-ln(T) 其中：Ci = -5674.5359C2 = 6.3925247C3 =-0.9677843x10 2C4 = 0.62215701 *10C5 = 0.20747825* IO18C6 =-0.9484024 *1()12C7 = 4.16350193、计算饱和空气压力蒸汽分丿K力Pq=k/IOO*Ps4、计算含湿量d=622* Pq/( 101000- Pq)5、计算焙值h= 1.01【+0.001 d(250l+ 1.841)也就是说，只耍知道了T前的温湿度，就能通过以上公式计算相应的焙值。温湿度控制系统的被控参数是喷漆家内的温度和湿度。温湿度信

4、号由安装 在喷漆室内的温湿丿支传感器检测得出。温湿度传感器将检测到的温湿度信号输 入PLC,由此 可在PLC程序小通过电流值与温湿度值Z间的换笄关系计舁 出肖时条件下温湿度的半前值。在程序中给PID功能模块分别输入KP、KI、 KD参数，同时输入温湿度的设定值，程序中的PID功能模块根据输入的这些 值通过运算输出控制III分比，再曲PLC上的模拟星输出模块将控制门分比转 换成4-20mA电流信号分别来控制和应的执行机构。将PID的输出分成加热、 制冷和加湿信号，每个PID功能模块分别单独控制孑自的热水调if阀、冷水 调W阀开度和加湿泵变频器的频率，从而实现了对喷漆室内温湿度的控制。那么我们不妨

5、立义-下，设楚值和、前值为温度的PID功能模块为温度 功能模块；设定值和前值为湿度的PID功能模块为湿度功能模块；设定值 和|前值为焙值的PID功能模块为焙值功能模块。功能模块在PLC程序中的 表现如下：PID控制程序段:MOV*IOV-MoveSource Temp_Transmter_NO1 .CKP 500* NO1 _Hot_TemKP50 0*DestMotor start OK电机启动芫成VFDjMr.Suppty.NO1 S.OKMoveSource TempTransmter.NOI C KD 0Q KD 0.0*DestDestNOl.Hot.T0DenvahveMoveSo

6、urce TempTransrrtterNOI CM00005*Temperature control by PID funebon instruqiQq .呦皆令控板度P(D功能模块MoveTefTpTransmfter.NOI C SP22 0*PID模块输出Proportional IrtegreriPDN01J1o.TerJO_PD Process Vanabie Temp.Kot5sm“r_N011 Temp Tteback0Control Vanabte Temp_HotJ _Transmiter_NO1 OPT PID Master Loop inhoMBt tnhcM Valu

7、e SetportfProcess VariaUe22.0* 22.12* 39.996082 冷水调节阀、热水调节阀、喷淋泵变频器都分别由哪些功能模块来控制开 度垃频率为好呢。在以往的调试过程中，我们往往是用焙值功能模块來控制冷 水询节阀的开度來除湿，用温度功能模块來控制热水调廿阀开度來控制温度， 用湿度功能模块來控制喷淋泵变频器频率來调肖喷淋量控制湿度，这个控制方 案历经了现场实际生产的考验,证明是可行的.控制精度和稳定性都很高，并 且能应付务种复杂多变的气候。解决了哪个功能模块分别哪个执行机构的问题，下一个要研究的就是在程 序中如何控制这些元器件以应付一年四季复杂多变的天气,在这吐不同的

8、季节 条件下，外界的温湿度差别非常人，比如炎热的夏季，外界温度和湿度都比较 尚，这种条件下需要降温和除湿：而在寒冷的冬李温度低、气候干燥湿度小， 这时需要加热和增湿；但在人气比较复杂的多变的祁秋季，一人之内，加热、 降温、除湿、増湿要同步进行才能保证喷漆空里的温湿度保持岛秸度和高稳定 性。为了解决这个问题，我们给空调人为的设置了三种运行模式，即夏季模式、 冬季模式和春秋季模式。这三种模式的切换由安装在控制柜上的三位选择旋钮 来人为的进行，在哪个季节就将旋钮打到哪种模式。夏季模式:温度高、湿度高是这个季节的气候特点,在这个模式下,用焙 值功能模块來控制冷水阀的开度，将空气的焙值控制到设定焙值。比

9、如，”喷 漆室的温湿度要求为温度25C,湿度为60%时，通过上面的公式计算出，所 要求的焰值为10.041758，即焰值的设定值为10.041758,第步疔先就要通 过表冷段除湿将空气的焰值控制到这个值。第二步，用温度功能模块控制热水 调节阀的开度，空气在通过第一段的表冷段后，温度值都会低于设定值，这时 就需耍加热，将温度控制到设定值。这两步就完成了夏季模式温湿度的控制， 半将焙值和温度都控制到设定值后，湿度也就自然被控制到了所需耍的设定值。控制流程图如H：冬季模式：冬季温度和湿度都比较低，需要加热和加湿，在这种情况下我 们也是分两步控制：第一步用温度功能模块热水调节阀开度，将温度控制到设 疋

10、值；第二步是用湿度功能模块控制喷淋泵的变频器，将湿度控制到设怎值。 在这里需要特别说明的是，对应PLC输出给它420mA电流信号变频器的输出 范鬧应该为1050HZ,因为十变频器输出低于10HZ时,喷淋泵喷出的水量太小, 在空调喷淋段里无法形成水雾，起不到给空气加湿的作用。控制流程图如下：春秋模式：这是两个气候比较复杂，温湿度比较难控制的季廿，同一天Z 内，温度和湿度的变化都很大，时而需要除湿，时而又需要加湿，时而需要升 温，时而又需要降温。在这种模式下，垠好的办法只能是冷水、热水、喷淋一 起开，止这三种力暈在空调里混合调节，白己达到平衡。在这种模式下，用恰 值功能模块控制冷水调节阀的开度，用温度功能模块控制热水调节阀的开度， 用湿度功能模块控制喷淋泵变频器的输出频率。控制流程图如下:该控制系统在实际生产过程中经过长时间的运行表明：该控制系统超调吊 小，控制性能稳定,抗干扰能力强，达到了用户的要求,温度控制误