一种涂装车间内的空调温湿度控制方法及控制系统与流程

本发明属于空调控制领域，特别涉及一种涂装车间内的空调温湿度控制方法及控制系统。

背景技术：

随着汽车制造业的飞速发展，汽车制造车间的基于PLC控制的空调系统被普遍采用。空调控制系统是汽车制造车间重要一个环节。涂装车间做为汽车制造环节的重要一环，在汽车的质量和美观方面有着举足轻重的位置。汽车涂装车间的空调控制系统，针对功能不同，大概分为三类。包括车间空调、工艺空调、岗位空调等。工艺空调控制系统对汽车的涂装过程来说至关重要，如果空调系统的控制做的不好，会影响汽车的喷涂质量，从而造成车身报废，给生产企业造成无法挽回的损失。因此，从某种意义上来说，空调控制系统的好坏，直接影响生产企业的能源和资源的配置和使用。目前，主流的汽车制造车间采取的都是基于PLC系统的PID调节来控制出风口的温度和湿度。此种控制温度和湿度的方法精度不容易控制，并且浪费能源。

基于以上问题，CN103499134公开了一种BRT空调前后温差的控制方法，该控制方法确保前后两台空调的回风温度误差在2℃的范围内；此外CN103213693公开了一种基于绝对含湿量控湿的温湿度独立控制方法，该方法能够使湿度调节完全独立于温度调节过程，从而时间温度、湿度的快速精确控制。以上现有技术公开的温湿度调节方法均没有解决分区域控制温湿度的方法，也没能够精确地控制温湿度，因为不能够节省生产企业的能源，达不到生产企业降本增效，节能环保的目的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供种涂装车间内的空调温湿度控制方法及空调温湿度控制系统，改该空调温湿度控制系统和空调温湿度控制方法是基于PLC系统的分区域控制模式，既让温度和湿度的精度有很大提高，同时节省生产企业的能源；达到生产企业降本增效，节能环保的目的。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种涂装车间内的空调温湿度控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：通过公式a和公式b分别计算出蒸汽压P和绝对湿度X；其中T表示温度，Patm表示标准大气压，RH表示湿度；

P＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+T))

公式a

公式b

步骤2：将绝对湿度X和温度T一起组成集合(X、T)；

步骤3：根据(X、T)所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

公式其中的EXP(-3928.5/(231.667+T))表示的是EXP的(-3928.5/(231.667+T))次方。

进一步改进的方法中，所述步骤3中，具体判断方法如下：如果50％＜X＜100％，T＞18℃，设置在第五区域的第二加热调节器和第二冷却调节器运行；如果25℃＜T＜48℃，0.8-0.012*T＜X≤50％，设置在第四区域的第一冷却调节器和第三湿度调节器运行；如果21℃＜T＜48℃，0.76-0.02*T＜X＜0.8-0.012*T，设置在第三区域的第二湿度调节器运行；34％＜X＜50％，11.5℃＜T＜21℃，设置在第二区域的第一加热调节器运行；如果-10％＜X≤34％，-10℃＜T≤21℃，或21℃＜T＜42℃,0.76-0.02*T＜X＜34％，设置在第一区域的预加热调节器和第一湿度调节器运行。

本发明基于PLC系统的分区域控制模式，根据绝对湿度和温度值，实现分区域控制涂装车间内的不同区域内调节器的运行，实现了让温度和湿度的精度得到了很大的提高，同时节省生产企业的能源，达到生产企业降本增效，节能环保的目的。

更进一步的改进，本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法包括如下步骤：

第一步：在涂装车间内的入口、出口、工位室体、空调机组的进风口和出风口处分别布设温度传感器和湿度传感器；

第二步：温度接收模块和湿度接收模块分别接收温度传感器和湿度传感器采集的温度和湿度，温度计算模块和湿度计算模块分别对接收的温度和湿度进行计算，求出平均温度TAE和平均湿度RHAE；

第三步：参数输入模块用于客户端输入参数，所述参数包括预设温度TSP和预设湿度RHSP；

第四步：PID温度控制模块接收预设温度TSP，并将其传输给FB10功能模块；FB10功能模块则通过公式一和公式二分别计算出蒸汽压PSP和绝对湿度XSP；如果客户端未输入预设温度TSP，FB10功能模块则通过公式三和公式四分别计算出蒸汽压PAE和绝对湿度XAE；Patm表示标准大气压；

PSP＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+TSP))

公式一

公式二

PAE＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+TAE))

公式三

公式四；

第五步：FB10功能模块根据绝对湿度XSP或绝对湿度XAE的值，分别与预设温度TSP或平均温度TAE一起组成集合(XSP、TSP)或(XAE、TAE)；

第六步：FB10功能模块根据(XSP、TSP)或(XAE、TAE)所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

优选地，所述第六步中，具体判断方法如下：如果50％＜XSP或XAE＜100％，TSP或TAE＞18℃，设置在第五区域的第二加热调节器和第二冷却调节器运行；；如果25℃＜TSP或TAE＜48℃，0.8-0.012*(TSP或TAE)＜XSP或XAE≤50％，设置在第四区域的第一冷却调节器和第三湿度调节器运行；如果21℃＜TSP或TAE＜48℃，0.76-0.02*(TSP或TAE)＜XSP或XAE＜0.8-0.012*(TSP或TAE)，设置在第三区域的第二湿度调节器运行；34％＜XSP或XAE＜50％，11.5℃＜TSP或TAE＜21℃，设置在第二区域的第一加热调节器运行；如果-10％＜XSP或XAE≤34％，-10℃＜TSP或TAE≤21℃，或21℃＜TSP或TAE＜42℃,0.76-0.02*(TSP或TAE)＜XSP或XAE＜34％，设置在第一区域的预加热调节器和第一湿度调节器运行。

本发明提供的控制方法中，其可根据客户端预设的温度和湿度来确定哪个区域内的调节器运行，也可根据实时监测的温度和湿度，将其输入到系统中，然后根据计算得到的结果来确定哪个区域内的调节器运行。

进一步改进的方案中，所述第四步还包括FB10功能模块通过公式五或公式六计算热量HSP或HAE

HSP＝TSP+(2496.7+1.881×TSP)×XSP

公式五

HAE＝TAE+(2496.7+1.881×TAE)×XAE

公式六。

优选地，整合模块对热量HSP或HAE及(XSP、TSP)或(XAE、TAE)所在的不同二维坐标范围进行整合，所述FB10功能模块根据整合结果来判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

本发明另一方面提供了一种涂装车间内的空调温湿度控制系统，其中，涂装车间设有五个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；所述温湿度控制系统包括检测单元、调节器单元及执行控制单元，

所述检测单元包括设置在涂装车间内的多个温度传感器和多个湿度传感器；

所述调节器单元包括设置在第一区域的预加热调节器和第一湿度调节器，设置在第二区域的第一加热调节器，设置在第三区域的第二湿度调节器，设置在第四区域的第一冷却调节器和第三湿度调节器及设置在第五区域的第二加热调节器和第二冷却调节器；

所述执行控制单元包括主控器，分别与主控器相连的温度接收模块、湿度接收模块、温度计算模块、湿度计算模块、参数输入模块、PID温度控制模块、FB10功能模块、预加热控制模块、加热控制模块、冷却控制模块和湿度控制模块；所述温度接收模块用于接收温度传感器采集的温度；所述湿度接收模块用于接收湿度传感器采集的湿度；所述温度计算模块用于对接收的温度进行计算，并求出平均温度；所述湿度计算模块用于对接收的湿度进行计算，并求出平均湿度；所述参数输入模块用于客户端输入参数，所述参数包括预设温度和预设湿度；所述PID温度控制模块用于接收预设温度；所述FB10功能模块用于计算蒸汽压及绝对湿度，将平均温度或预设温度及计算出的绝对湿度组成集合，并根据集合所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行；所述预加热控制模块、加热控制模块、冷却控制模块和湿度控制模块分别用于控制预加热调节器、第一加热调节器和第二加热调节器、第一冷却调节器和第二冷却调节器及第一湿度调节器、第二湿度调节器和第三湿度调节器的运行。

优选地，所述温湿度控制系统还包括整合模块；所述FB10功能模块还用于计算热量；所述整合模块对热量及集合所在的不同二维坐标范围进行整合；所述FB10功能模块根据整合结果来判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

进一步的改进，所述参数还包括用于区域切换时计时脉冲的时钟秒、正常工作模式相关数据、待机模式相关数据和清洁工作模式相关数据；所述温湿度控制系统还包括区域切换时间控制模块和输出模块；所述区域切换时间控制模块用于控制五个区域相互切换过程所用的时间间隔；所述输出模块，用于输出平均温度、平均湿度、当前运行的区域、等待运行的区域、及区域切换延时计时时间。

更进一步的改进，所述温湿度控制系统还包括液位控制模块和故障诊断模块；所述液位控制模块用于控制第一湿度调节器、第二湿度调节器和第三湿度调节器的液位；所述故障诊断模块用于诊断调节器单元内的不同调节器的故障，并将故障信号传输到相应数据区域中。

本发明的有益效果如下：

1.本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法和空调温湿度控制系统是基于PLC系统的分区域控制模式，根据绝对湿度和温度值，实现分区域控制涂装车间内的不同区域内调节器的运行，实现了让温度和湿度的精度得到了很大的提高，同时节省生产企业的能源，达到生产企业降本增效，节能环保的目的。

2.本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法和空调温湿度控制系统能够提高温度的控制精度，在空调机组的进风口、出风口及空调机组的最终使用位置(比如喷漆室、调漆间、工位室体等位置)等几个关键部位增加温度传感器，并通过温度计算模块，计算平均温度。

3.本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法和空调温湿度控制系统能够提高湿度的控制精度，在空调机组的进风口、出风口等几个关键，增加湿度传感器，并通过湿度计算模块计算平均湿度。

4.本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法和空调温湿度控制系统内的PID温度控制模块根据平均温度、平均湿度值进而求出绝对湿度，并结合平均温度值，将二者组成集合，并根据集合所在的二维坐标范围，判断涂装车间内五个区域中相应调节器的运行，从而实现分区域控制相应的设备。

5.本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制方法和空调温湿度控制系统节省能源。因为分区域空调控制系统，待系统启动后，会对每个监测点进行关键数据的采集，然后进行内部计算。从而控制相关的生产设备启动和停止，以满足生产的要求。

6.本发明提供的空调温湿度控制系统的可移植性强。基于分区域控制的空调温湿度控制系统，只要最终用户确定温度和湿度，将相关参数输入可操作显示屏即可。

7.此外本发明提供的涂装车间内的空调温湿度控制还包括其他模块，其能够实时显示涂装的运作模式和诊断相关调节器的故障，合理安排涂装工艺和时间，排除可能出现的故障。

附图说明

图1为实施例4所述的一种涂装车间内的空调温湿度控制系统的结构示意图；

图2为实施例5所述的一种涂装车间内的空调温湿度控制系统的结构示意图；

图3为实施例6所述的一种涂装车间内的空调温湿度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1一种涂装车间内的空调温湿度控制方法

一种涂装车间内的空调温湿度控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：通过公式a和公式b分别计算出蒸汽压P和绝对湿度X；其中T表示温度，Patm表示标准大气压，RH表示湿度；

P＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+T))

公式a

公式b

步骤2：将绝对湿度X和温度T一起组成集合(X、T)；

步骤3：根据(X、T)所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行；具体具体判断方法如下：如果50％＜X＜100％，T＞18℃，设置在第五区域的第二加热调节器27和第二冷却调节器28运行；如果25℃＜T＜48℃，0.8-0.012*T＜X≤50％，设置在第四区域的第一冷却调节器25和第三湿度调节器26运行；如果21℃＜T＜48℃，0.76-0.02*T＜X＜0.8-0.012*T，设置在第三区域的第二湿度调节器24运行；34％＜X＜50％，11.5℃＜T＜21℃，设置在第二区域的第一加热调节器23运行；如果-10％＜X≤34％，-10℃＜T≤21℃，或21℃＜T＜42℃,0.76-0.02*T＜X＜34％，设置在第一区域的预加热调节器21和第一湿度调节器22运行。

实施例2一种涂装车间内的空调温湿度控制方法

一种涂装车间内的空调温湿度控制方法，该方法包括如下步骤：

第一步：在空调机组的进风口、出风口及空调机组的最终使用位置(比如喷漆室、调漆间、工位室体等位置)分别布设温度传感器11和湿度传感器12；

第二步：温度接收模块31和湿度接收模块32分别接收温度传感器11和湿度传感器12采集的温度和湿度，温度计算模块33和湿度计算模块24分别对接收的温度和湿度进行计算，求出平均温度TAE和平均湿度RHAE；

第三步：参数输入模块35用于客户端输入参数，所述参数包括预设温度TSP和预设湿度RHSP；

第四步：PID温度控制模块36接收预设温度TSP，并将其传输给FB10功能模块37；FB10功能模块37则通过公式一和公式二分别计算出蒸汽压PSP和绝对湿度XSP；如果客户端未输入预设温度TSP，FB10功能模块37则通过公式三和公式四分别计算出蒸汽压PAE和绝对湿度XAE；Patm表示标准大气压；

PSP＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+TSP))

公式一

公式二

PAE＝14097400000×EXP(-3928.5/(231.667+TAE))

公式三

公式四；

第五步：FB10功能模块37根据绝对湿度XSP或绝对湿度XAE的值，分别与预设温度TSP或平均温度TAE一起组成集合(XSP、TSP)或(XAE、TAE)；

第六步：FB10功能模块37根据(XSP、TSP)或(XAE、TAE)所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行；具体判断方法如下：如果50％＜XSP或XAE＜100％，TSP或TAE＞18℃，设置在第五区域的第二加热调节器27和第二冷却调节器28运行；；如果25℃＜TSP或TAE＜48℃，0.8-0.012*(TSP或TAE)＜XSP或XAE≤50％，设置在第四区域的第一冷却调节器25和第三湿度调节器26运行；如果21℃＜TSP或TAE＜48℃，0.76-0.02*(TSP或TAE)＜XSP或XAE＜0.8-0.012*(TSP或TAE)，设置在第三区域的第二湿度调节器24运行；34％＜XSP或XAE＜50％，11.5℃＜TSP或TAE＜21℃，设置在第二区域的第一加热调节器23运行；如果-10％＜XSP或XAE≤34％，-10℃＜TSP或TAE≤21℃，或21℃＜TSP或TAE＜42℃,0.76-0.02*(TSP或TAE)＜XSP或XAE＜34％，设置在第一区域的预加热调节器21和第一湿度调节器22运行。

实施例3一种涂装车间内的空调温湿度控制方法

一种涂装车间内的空调温湿度控制方法，该方法与实施例2不同的是，所述第四步还包括FB10功能模块37通过公式五或公式六计算热量HSP或HAE

HSP＝TSP+(2496.7+1.881×TSP)×XSP

公式五

HAE＝TAE+(2496.7+1.881×TAE)×XAE

公式六；

整合模块38对热量HSP或HAE及(XSP、TSP)或(XAE、TAE)所在的不同二维坐标范围进行整合，所述FB10功能模块37根据整合结果来判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

实施例4一种涂装车间内的空调温湿度控制系统

该空调温湿度控制系统中，涂装车间设有五个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域；如图1所示，所述温湿度控制系统包括检测单元、调节器单元及执行控制单元，其中，

所述检测单元包括设置在涂装车间内的多个温度传感器11和多个湿度传感器12；

所述调节器单元包括设置在第一区域的预加热调节器21和第一湿度调节器22，设置在第二区域的第一加热调节器23，设置在第三区域的第二湿度调节器24，设置在第四区域的第一冷却调节器25和第三湿度调节器26及设置在第五区域的第二加热调节器27和第二冷却调节器28；

所述执行控制单元包括主控器3，分别与主控器3相连的温度接收模块31、湿度接收模块32、温度计算模块33、湿度计算模块34、参数输入模块35、PID温度控制模块36、FB10功能模块37、预加热控制模块301、加热控制模块302、冷却控制模块303和湿度控制模块304；所述温度接收模块31用于接收温度传感器11采集的温度；所述湿度接收模块32用于接收湿度传感器12采集的湿度；所述温度计算模块33用于对接收的温度进行计算，并求出平均温度；所述湿度计算模块34用于对接收的湿度进行计算，并求出平均湿度；所述参数输入模块35用于客户端输入参数，所述参数包括预设温度和预设湿度；所述PID温度控制模块36用于接收预设温度；所述FB10功能模块37用于计算蒸汽压及绝对湿度，将平均温度或预设温度及计算出的绝对湿度组成集合，并根据集合所在的不同二维坐标范围，判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行；所述预加热控制模块301、加热控制模块302、冷却控制模块303和湿度控制模块304分别用于控制预加热调节器21、第一加热调节器23和第二加热调节器27、第一冷却调节器25和第二冷却调节器28及第一湿度调节器22、第二湿度调节器24和第三湿度调节器26的运行。

实施例5一种涂装车间内的空调温湿度控制系统

一种涂装车间内的空调温湿度控制系统，该空调温湿度控制系统与实施例4不同的是，如图2所示，所述温湿度控制系统还包括整合模块38；所述FB10功能模块37还用于计算热量；所述整合模块38对热量及集合所在的不同二维坐标范围进行整合；所述FB10功能模块37根据整合结果来判断涂装车间的五个区域中，哪个区域内相应的调节器运行。

实施例6一种涂装车间内的空调温湿度控制系统

一种涂装车间内的空调温湿度控制系统，该空调温湿度控制系统与实施例5不同的是，如图3所示，所述参数还包括用于区域切换时计时脉冲的时钟秒、正常工作模式相关数据、待机模式相关数据和清洁工作模式相关数据；所述温湿度控制系统还包括区域切换时间控制模块39、输出模块310、液位控制模块305和故障诊断模块306；所述区域切换时间控制模块39用于控制五个区域相互切换过程所用的时间间隔；所述输出模块40，用于输出平均温度、平均湿度、当前运行的区域、等待运行的区域、及区域切换延时计时时间；所述液位控制模块305用于控制第一湿度调节器22、第二湿度调节器24和第三湿度调节器26的液位；所述故障诊断模块306用于诊断调节器单元内的不同调节器的故障，并将故障信号传输到相应数据区域中。