教育裝備采購網訊：隨著便攜電子產品的日益普及，充電電池的需求量在飛速增長。盡管國產電池的產量在逐年提高，但與進口產品相比，國產電池的質量和性能仍存在一定差距，特別是國產電池的使用壽命一直難以達到理想要求。影響質量和性能的關鍵元器件Colleetor(集電器)必須在恒溫低濕的環境下處理24小時，以增強電池正負極效果，延長電池的使用壽命，提高產品的合格率。因此，恒溫除濕間的控制精度已成為電池生產質量和性能保證的重要因素之一。
1概述
1.1系統指標
為了提高電池質量和性能，建立穩定的恒溫除濕間是其生產過程中必不可少的、重要的保證環節。目前恒溫控制技術比較成熟，但在恒溫條件下保證除濕效果，其控制的實現還較為復雜。利用西門子公司最新推出的Synco系列通用控制器，我們較好地實現面積達18平方米密封的恒溫除濕車間的控制。
(1)主要控制指標：
a)溫度30℃一35℃可調，波動范圍士1℃;
b)濕度10%一15%可調，波動范圍士4%;
c)送風回風溫濕度受監控，顯示在線趨勢狀況，現場控制器和上位機可修改設定參數;
d)其他受控設備只受監控;
e)現場控制器和上位機均可啟?？刂圃O備。
(2)主要受控設備：
制冷機(開關控制)，電加熱器(開關控制)，除濕機(包括：除濕轉輪、再生風機、再生電加熱)、主風機(開關控制)。
(3)其它監測點：
送回風溫濕度、風機故障狀態、過濾網阻塞情況等。
1.2控制器選型及點數表
控制器選型根據用戶要求及現場控制設備情況，選擇西門子最新推出的Synco系列通用控制器(如下圖)。
(1)通用控制器主要用于綜合通風、空調和冷卻水設備的控制，處理溫度、相對/絕對濕度、壓力/差壓、氣流、室內空氣質量等控制變量。具有以下特點：
·控制器可自由組態，最大程度地適應相關型號的設備。
·模塊化擴展。
·分別由操作機(插入型或分離型)進行菜單驅動操作。
·操作和程序信息的Konnex總線連接。
(2)通用控制器輸入主要用于：
·無源或有源的模擬輸入信號，輸入信號參數涉及：℃、%、克/公斤、KJ/公斤、瓦/米2、巴、毫巴、米/秒、帕和ppm等。
·數字輸入信號(無電位接觸)。
(3)幾種控制器型號基本功能：
型號參數通用輸入定位輸出開關輸出控制環數默認語言
RMU710-26221德、英、法、新拉丁語
RMU720-28342德、英、法、新拉丁語
RMU730-28463德、英、法、新拉丁語
(4)自控設備選型：根據使用需求，系統選用RMU73O-2控制器1個。系統共有三個控制回路，溫度、濕度、濕度差控再生風機等。具體控制點表如下：
型號AIAODIDO回路
RMU73O-24O353
其他設備選擇：嵌入式操作面板(RMZ790)1個，軟件與操作工具(OCI700.1)1套，風道溫濕度傳感器(QFM3160)2個，壓差開關(QBM81-5)2個，風閥執行器(GDB331.1E)1個。
(5)RMU730-2控制器主要功能：
·順序控制器有3個加熱順序(反作用)和2個冷卻順序(正作用),可用作控制器，提供P-、PI或PID模式,或者用作差動控制器;
·各順序可分派為調制控制;
·2種順序可形成同樣的模擬控制(如優先冷卻/除濕);
·一般限制功能(每個順序控制器以PI模式形成最大/最小功能),可用作絕對限制(如用于送風溫度或送風濕度),也可用作相對溫度限制(如室內/送風氣溫溫差)。限制對所有的順序都有作用。
1.3應用說明
電池恒溫除濕間每十二小時開門一次，取放元器件。其余時間一直密封，保證元器件在除濕間內充分除濕，達到電池除濕技術要求。
(1)除濕機在控制中的應用
·除濕機包括三部分：除濕轉輪、再生風機、排風機、電加熱。
·除濕轉輪的開啟是根據回風濕度實際值和控制器的設定值比較，由控制器輸出信號控制，除濕轉輪是完全吸附式除濕，把空氣中的水分吸附到轉輪上，在除濕機內有一電加熱，加熱蒸發除濕轉輪上的水分，由排風機排出除濕機。
·除濕效果理想與否，根據送回風濕度差來判斷，送回風濕度值越接近，證明除濕效果不好，這時需開再生風機，再生風機直接吹除濕轉輪，加速轉輪上的水分蒸發。
1.4主要技術難點
根據現場情況和控制要求，有幾個問題需要考慮：
(1)所控設備都是開關量控制，溫度要保持在士1℃，在控制器上要仔細調整比例積分時間，根據設備工作情況選擇VARSTEP模塊和PUMP模塊。
(2)在除濕機除濕效果不好的情況下會打開再生風機和再生電加熱，這時除濕機和電加熱的能量可能會對溫度濕度有影響，是否會造成干擾性的波動。必要的時候要在再生電加熱上加一個溫控開關，防止高溫影響除濕間溫度。
(3)除濕轉輪在吸附空氣中水分效果特別好時，是否會超調(濕度實際值低于設定值)等。
2控制方案
2.1控制方案
控制系統在除濕間送風口附近和回風管道中分別安裝QFM3160溫濕度傳感器，監測送、回風溫濕度。實際系統中，經過充分混合的回風口溫濕度應該與除濕間溫室度最接近，故將其作為控制溫濕度目標，即此溫濕度傳感器受控?？刂葡到y的效果和精度不僅依賴于控制系統的電氣特性，在很大程度上還依賴于控制方案的設計、執行機構的選擇以及控制模式和參數的確定等因素。
(1)溫度控制：根據回風溫度控制制冷機和電加熱。實際溫度高于控制器設定值，制冷機開;實際溫度低于控制器設定值，冷機關，電加熱開。
(2)濕度控制：根據回風濕度控制除濕機。實際濕度高于控制器設定值，除濕轉輪開，實際濕度低于設定值，除濕轉輪關。
(3)再生風機和再生電加熱的控制：根據送風濕度和回風濕度差值判斷除濕機的除濕效果。濕度差值很小，則判斷除濕效果好，可以啟動再生風機和再生電加熱;差值大于設定值時，關閉再生電加熱，同時延時一段時間關閉再生風機，以便帶走余熱。
(4)過濾器檢測：在初效和中效過濾器上分別安裝壓差開關，監視過濾網的吸塵效果，根據壓差判斷過濾器是否堵塞，并在控制器上報警，提示采取措施。
(5)風機狀態檢測：監控風機運行狀態(如開啟/關閉，正常/故障等)，根據運行狀況提供相應保護措施。在風機停止或故障停止，控制器報警，提示風機故障，同時立即停止所有受控設備，保護空調機組。
(6)風閥和風機聯動：風機運行，風閥開啟;風機停止，風閥關閉。
2.2系統構成
整個控制系統構成分為軟件部分和硬件部分。
軟件部分：ACS7軟件，支持在線趨勢圖和在線控制。
硬件部分：現場控制器采用西門子Synco系列通用控制器RMU730-2和控制器操作面板RMz791等，執行器和傳感器等選用配套進口產品?？刂破髋c上位機連接，使系統達到遠程控制與監控功能。溫濕度傳感器QFM3160感應送風溫濕度，通過控制器和執行機構控制除濕間溫濕度。壓差開關QBM81-5監測初、中效過濾網，檢測風道阻塞狀況并報警。系統控制執行機構包括：冷機、電加熱、除濕轉輪，再生風機、再生電加熱，主風機等。
2.3人機界面
系統的人機界面簡潔明了，操控方便，具有室內溫濕度趨勢圖顯示功能?？刂平缑娌捎矛F場流程模式和模塊化結構。
3軟件設計與系統調試
3.1控制流程
根據系統功能和控制目標，結合系統結構、執行器和傳感器的性能。
3.2RMU730-2控制器組態配置
西門子RMU7xx系列控制器中每種型號的產品都有5個預編程應用程序。其中有些應用程序要求擴展模塊支持。
在一臺設備試車時，必須先輸入相關的設備型號。然后，激活所有的相關功能、端子分配、設置和顯示，同時，使不需要的參數無效。另外，每個通用控制器都裝入3個空應用程序：
·1個用于基型A(通風控制器)
·1個用于基型C(冷凍控制器)
·1個用于基型U(通用控制器)
使用操作機RMZ790或RMZ791,控制器可以：
·激活預編程應用程序。
·修改預編程應用程序。
·自由地配置應用程序。
·優化控制器的設置。
本系統使用的RUM730-2控制器上選擇了“基型U(通用控制器)”，就是在控制器的模式中選擇了“U模式”。根據控制要求，在RMU730-2TYPEU模塊圖上畫出連線圖，在調試過程中逐步調整。
3.3主要功能模塊說明
1)控制主風機模塊應用
此功能模塊更多應用于水泵和調解閥，在打開調解閥的情況下才能使泵運行，可以設定閥開度為百分之幾的時候泵開始運行，節能，避免憋泵。因為百分數可以設定，它是依據controller的輸出y，若設定30%，則y輸出3.0V。此時q輸出開關信號，在除濕間控制中ON設定為0%，OFF設定為0%，q就一直有一個開的信號，只有在斷電或保護狀態下才輸出關的信號。
2)濕度差控制回路應用
濕度差控制利用controller3控制回路?；仫L濕度和送風濕度比較，濕度差小于4%時開再生風機。在除濕間里送風濕度總是大于回風濕度的，作差值控制回風濕度的輸入NX1就必須連接controller3模塊的Main，送風濕度的輸入NX4就必須連接controller3模塊的Differential，這樣controller3模塊會隨時計算送風濕度與回風濕度的差值，如果NX1與NX4反接,會出現負值，則一直會認為除濕效果不好。
差值設定方法是把controller3模塊的¤uppercomfsetp與¤Lowcomfsetp的值設為同一個數，執行差值計算。
4)報警模塊應用
FAULS報警模塊可以接受四個不同的報警信息，報警時，紅燈閃爍，在面板上顯示報警信息，在RMU7xx系列控制器中，報警信息根據現場實際情況書寫(僅支持英文)。本系統主要有初效過濾器和中效過濾器報警，風機故障報警。
3.4調試中遇到的問題及解決辦法
1)根據除濕間模塊初步連線圖在控制器上設定好模塊連接，觀察一段時間，發現主風機不起
因為主風機是受控的，在主風機不起時，控制器已經認為是保護模式，控制器按鈕變紅色報警。僅僅按照控制連線圖把模塊連接，沒有做PID和程序參數設置，主風機在正常情況下是按照控制器的起停來影響風機的。在控制器中風機占用濕度差回路的正比例接點，與步進模塊連接，在正比例輸出0%時，風機就啟動，也就是說控制器正常運行時，風機總是啟動的。只有在保護狀態下，風機停止。
2)進一步調試發現溫濕度波動范圍較大
溫濕度波動范圍比較大，主要是因為控制器的PID等參數沒有和整個控制系統相協調，需要分析系統的熱容量然后摸索設定，并通過實驗等待一個系統穩定時間逐步調試。
3)室內濕度符合要求，但再生風機不關
按照系統設置，濕度符合設定值應該關除濕機，濕度差大于4%，不開再生風機，濕度差小于4%，認為除濕效果不佳，再生風機和再生電加熱開，把除濕轉輪上水分吹干帶走，提高除濕效率。但濕度在控制器設定值范圍之內，如果濕度差還大于設定值，按系統設置，再生風機和再生電加熱還啟動，這是不允許的，會損壞除濕轉輪。
4)風機聯動控制
系統要求控制器正常運行時，風機就要運行。系統設計時使控制器正常運行狀態中給外部一個數字信號。在TYPEA模式下可以通過送風模塊完成這個控制，在TYPEU模式下利用了Varstepswitch模塊可調整信號輸入值給出開關量，使設定值為0%，則實現控制器正常運行時，風機就有控制信號。
4結束語
在電池除濕間溫濕度控制項目中一些技術要求與其它恒溫恒濕項目不同，濕度值要求非常低，僅用制冷除濕是遠遠達不到的，所以要用到專用設備――除濕機。
除濕間要求是恒溫恒濕，濕度要求10%～15%，這個濕度值的要求與其他凈化廠房、凈化車間、藥廠的空調差別很大。但應用了專業的除濕設備后，僅僅給控制一個開關點，通過調節PID和再生風機等連鎖控制就完全達到電池的生產要求。再生風機和除濕機的相互連鎖控制需要專業的空調技術人員提出要求。制定控制方案時，如果沒有考慮到濕度差和再生風機的矛盾之處，將導致濕度低于設定值，可能損壞除濕轉輪。因再生風機和再生電加熱連鎖，如果轉輪不轉，電加熱只加熱局部，后果嚴重。通過控制器輸出外部接線連接輸入給再生風機一個優先停的信號，使再生風機與除濕轉輪相互連鎖，協調工作，完成濕度控制。
