基于AI智能仪表技术的烘房温度控制系统

　　关键词：
 

　　烘房控制系统 温湿度控制 组态 宇电AI仪表
 

　　Drying Room Temperature Control System Based on AI Intelligent Instrument Technology
 

　　Feng Shengbing
 

　　(Xiamen Yudian Automation Technology Co., Ltd. ,Fujian Xiamen ,361006)
 

　　Abstract：Aiming at the problem of inaccurate temperature control in traditional drying rooms and low level of automation,designed a drying room temperature control system based on AI intelligent instrument technology.The system performs temperature monitoring and adjustment through Yudian AI series intelligent temperature controller and switch module,it realizes the intelligent control of temperature and humidity of the drying room, as well as remote monitoring without special personnel on duty, improve efficiency and reduce costs.
 

　　Key words：
 

　　Drying room control system  Temperature and humidity control  Configuration Yudian AI instrument
 

　　引言
 

　　传统烘干房的温度控制一般需要人为进行检测温湿度监控，然后凭借操作者的经验手动调节温湿度的参数和时间控制，控制系统功能简单，自动化控制程度低，烘房内温度不均，温度控制精度不准确，效果差。导致被烘干物的物理特性得不到可靠保证，严重影响烘房的工作质量，增加了成本。针对这种状况，设计了基于宇电AI仪表技术的烘房远程温度控制系统。本系统主要应用于烘干衣服和纺织品场合，根据项目要求烘房进行烘房在进行烘干过程中可以手动或者自动控制烘干房内的温度、湿度以及气流循环，可以进行紫外线杀菌操作，保证烘干物的品质和速度。此外整个系统运行时，如果出现设备故障以及超温时会自动停止运行，并且报警提示。温湿度数据和报警信息记录存储，方便后续查看历史数据，实现无人值守，远程监控自动控制智能化生产。
 

　　1 工程实施方案
 

　　1.1 系统组成及工作原理
 

　　系统由人工智能温控器、PC机(手机、平板)和若干输入输出点组成，如图1。
 

图1
 

　　系统以宇电人工智能温控器为中心，温湿度传感器和报警点采集模块作为人工智能温控器的反馈信号，人工智能温控器对获取的数据，报警点信息进行数据分析，根据分析的结果智能温控器通过PID算法控制固态继电器实现温度调节，通过控制开关量输出模块控制不同功能风机和紫外线杀菌设备的工作状态，从而对整个系统的智能控制.获取的数据还可生成曲线和报表存储，方便后期的数据查看。
 

　　人工智能温控器可通过网络实现和上位机PC电脑/手机/平板进行交互，实现上位机的监控和远程操作。
 

　　1.2 本项目选用了以下宇电AI仪表产品：
 

　　(1)宇电AI-516F7GL0L0-Y人工智能温度控制器作为控制整个系统运行，实现自动控制,控温人机交互，同时可实现远程电脑、手机进行监控操作。
 

　　(2)宇电AI-3011D5采集开关量输入，宇电AI-3013D5控制开关量输出。
 

　　1.3 温度控制
 

　　在进行烘干的过程中烘房内保持在40〜45℃之间的恒温状态是比较适宜的。
 

　　宇电AI-516F7GL0L0-Y集温控器、无纸记录仪、人机界面触摸屏功能为一体的人工智能温度控制器，控温方面0.3级精度的经济型温控器，采用先进的AI人工智能PID调节算法，无超调，具备自整定(AT)功能。现场调试设置好输入规格(Inp)参数，选择控制方式(Ctrl)为APID控制，确认输入类型(Opt)参数为SSR，然后进行自整定获取合适PID参数即可实现精确控温，*符合烘房加热系统的控温要求。
 

　　为了使整个烘房中的温度均匀，AI-516F7触摸屏温控器通过控制固态继电器达到控制负载加热，同时通过485通讯连接AI-3013开关量输出模块控制加热风机启动，达到热量循环均匀分布到整个烘房。
 

　　AI-3011和AI-3013模块和上位机通过AIBUS通讯，对于AI-3011开关量输入模块，读取编号10H 参数数据低 10 位(D0-D9)表示对应的开关量状态(0-断开，1-接通)；对于AI-3013开关量输出模块，上位机向参数编号 10H 写入对应低8位(D0-D7)写0或写1对应继电器断开和接通。
 

　　1.4 湿度控制
 

　　在烘房进行烘干过程中，蒸发出的大量水份变为水蒸汽充斥在整个烘干房之中，湿度也会达到很高的水平，如不及时将湿气去除，控制好湿度，势必会影响其烘干速度和烘干品质。
 

　　湿度控制首先采用湿度传感器采集烘房中的实时湿度，该湿度传感器支持MODBUS-RTU协议通讯，通过通讯把实时湿度值传给宇电的AI-516F7触摸屏温控器。然后AI-516F7触摸屏通过判断烘房湿度超过湿度设定值就控制宇电AI-3013D5开关量输出模块开启湿度风机，湿度风机先把烘房内的湿度空气排出，然后将排出的高温高湿度的空气经过除湿后的相对干燥热空气排入烘房，通过空气循环达到只除湿不浪费烘房内固有的热量，同时烘房的湿气也能被分离排出；这样，不仅烘房的湿气能够得以快速去除，而且湿度也能够得到有效控制。
 

　　1.5 循环风和紫外线杀菌控制
 

　　通过宇电AI-516F7触摸屏控制AI-3013D5开关量输出模块控制循环风机和紫外线杀菌设备的开启和关闭，可以手动按钮点击控制，也可以自动模式下定时控制运行时间自动停止，实现无人操作智能化控制。
 

　　2 温控器无纸记录仪触摸屏功能
 

　　2.1功能介绍
 

　　宇电AI-516F7GL0L0-Y集温控器、无纸记录仪、人机界面触摸屏功能为一体的人工智能温度控制器。
 

　　支持的通讯功能：接口形式：RS232、RS485、以太网口(10/100M 自适应以太网口)；串口通讯波特率：1200bps-19200bps；本系统使用485口走AIBUS协议与宇电AI-3011开关量输入、AI-3013开关量输出模块进行通讯；使用232口走MODBUS-RTU协议与湿度传感器进行通讯；使用网口连接到互联网中，电脑、手机可以访问屏上相同界面，同时可以远程操作系统。
 

　　2.2 系统软件界面
 

　　人机交互界面可以进行手自动模式切换，系统监控、数据采集记录，系统异常故障点报警，控制IO点输出状态等，当系统重要设备工作异常会报警提示并记录在报警信息表格中，同时系统也会停止运行。该型号人工智能温控器还支持局域网和外网远端PC电脑、手机访问人机界面进行监控、远程操作，方便随时监控系统运行状况。如下图2。
 

图2
 

　　无纸记录仪功能记录数据报表，同时有实时趋势和历史趋势图查看。记录的数据报表可以把数据导出为Excel表格文件，也可以全部导出数据包，然后在电脑上用数据查看软件查看温湿度数据报表、曲线(可打印曲线)。
 

　　2.3 系统运行逻辑
 

　　烘房可实现手自动控制，手动模式下可通过人机界面按钮控制湿度风机、加热风机、紫外线杀菌、循环风机启停，实现灵活控制。
 

　　自动模式下，湿度风机、加热风机、紫外线杀菌、循环风机按钮无法通过手动点击控制，只是显示状态功能，系统实现自动控制。设置好烘房的目标温度和湿度，同时可以设置烘房的定时控制，如下图3。
 

图3
 

　　可以设置烘干时间，紫外线杀菌时间，循环分机运行时间。
 

　　自动模式下启动后，点击启动系统加热分机自动启动，系统自动进行温湿度控制，烘干时间达到后自动启动紫外线杀菌，同时启动循环分机，排出烘房内空气并吹入新空气，两者达到设定时间后自动停止，烘干完成停止系统。
 

　　2.4 手机监控画面
 

　　手机通过APP访问屏上相同界面，可进行和屏上相同的监控和操作。如下图4。
 

图4
 

　　2.5 电脑监控画面
 

　　通过专用浏览器进行访问屏上相同界面，可进行和屏上相同的监控和操作。如下图5。
 

图5
 

　　3 结束语
 

　　目前，本系统在客户现场运行良好，系统工作稳定可靠，帮助实现自动高效烘干衣物纺织品，降低成本提高品质。该系统还可以应用于其它烘干房中，比如：农产品烘干房、食品烘干房、高温烘干房等。由于宇电人工智能温度控制器可编程组态功能，再配合通讯加入其它设备，如PLC、变频器等设备，可实现多样化控制，如监控、人机交互等，凭借良好的性能，在诸多场景中得到广泛的应用，帮助企业实现智能化转型升级。