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应用力控软件完善中央控制室温度控制系统设计的新方法

时间:2010-07-21 07:57来源:未知 作者:yuanyi 点击:
一、前言: 随着工业自动化的迅猛发展,DCS、PLC等控制系统在工业领域的广泛应用,安装有DCS、PLC、安全栅柜、端子柜、操作站、上位机等关键控制设备的中央控制室在工厂或企业的核心地位得到充分的肯定[1],中央控制室作为工厂控制系统的一部分,其功能要求

一、前言:
  随着工业自动化的迅猛发展,DCS、PLC等控制系统在工业领域的广泛应用,安装有DCS、PLC、安全栅柜、端子柜、操作站、上位机等关键控制设备的中央控制室在工厂或企业的核心地位得到充分的肯定[1],中央控制室作为工厂控制系统的一部分,其功能要求(如防电磁干扰、防辐射、防爆、防水、防静电、防鼠,合理的温度、湿度等)在设计上已经逐步规范、完善;中央控制室根据布局划分,基本包括:操作室、上位机室、机柜室、配电室、走廊、辅助人员工作室,一般设有专用中央空调集中负责温度、湿度控制。但是我们发现在夏季经常因为中控室空调主机发生故障,机柜室超温报警,而DCS等电子卡件在高温环境下运行容易发生故障,为了应急许多用户只好钻穿中央控制室的防爆墙,在控制室临时安装几台柜式空调机;而机柜室温度正常时,操作人员却要经常穿着棉衣工作的奇怪现象。
  
  二、原因分析:
  1、根据多年在中央控制室维护DCS的经验和实践中使用远红外线测温仪对控制室内各个部位、设备在不同情况的温度监测,得出在同一空调控制下,控制室内不同位置的温度规率,详见控制室温度分布情况表,通过实际分析,我们发现:对于一个中型以上规模的中央控制室,其机柜室内的控制柜、安全栅柜等的数量是操作室内操作台、打印机等设备数量的3~5倍[2],并且每一个机柜的平均发热量大于操作台的发热量,所以机柜室的温度比操作室高2~5℃,如果机柜间温度在比较理想的温度范围即25℃左右,那么操作室温度往往是在22℃左右,而操作人员长期在控制室工作,所以经常看到他们穿棉衣。
  


  


  
  2、传统的设计思想是把中央控制室作为一个统一整体进行设计,中控室的温度控制主要采用专门设计的中央空调所提供的冷量来冷却、平衡计算机、PLC、DCS、安全栅等电子卡件运行而产生的大量热量;采用统一的温度、湿度设定值控制空调系统运行,忽略了机柜室、操作室、上位机房、维护工作室等房间对温度的不同需求及发热量的差别;空调送风通道相互连接,平均分配冷风量,但是对于一个中型以上规模的控制室其机柜室内的控制站、全栅等设备的发热量是操作室发热量的3~5倍,因此出现“乎冷乎热”现象,也是造成控制系统电子元器件夏季故障发生率明显偏高的原因。
  
  三、新的设计观点:
  1、采用不同空调机组,相互独立的温度设定控制:
  根据中央控制室各房间的对制冷要求存在的实际差异,把中央控制室的空调分两组设计,第一组:把装有控制站、端自柜、安全栅柜、UPS配电柜等发热量较大的设备的房间统一称为机柜室,设计机柜室专用空调,根据机柜室的温度要求控制制冷运行;另一组:把操作室、上位机房、辅助工作室等常有工作人员而且机器设备发热量相对较少的房间统一称为操作室,由操作室专用空调根据操作室内的温度要求调节制冷运行(温度最好控制在常温范围内)。独立的个性化设计,可以根据实际需要调低机柜室温度(一般在25℃以下),保证计算机卡件、安全栅等设备在比较理想的环境中运行,减少卡件的故障率;相对独立的操作室温度控制,保证了在不影响设备正常运行的情况下,把操作室温度设定在25~28℃之间,操作人员更愉快的工作,充分体现了人性化设计[3]。
  2、自由化设计:
  即在空调送风通道之间设有类似风道挡板的调节装置,把机柜室风道设计成为主风道,操作室的风道设计成分支结构,正常时根据操作室温度要求调节风道挡板的开度来控制进入操作室的冷气流量;而操作室根据其温度要求直接控制主风量,因为控制室的温度要求比操作室的温度低些,所以可以自由调节,也是最简捷的使用方案。
  3、系统采用冗余化设计:
  像DCS系统、PLC系统、输送泵一样,中央控制室的空调系统同样采用冗余化设计,并且在按照夏季要求基础上,适当考虑今后装置扩建改造所增加的趋势 ,保证夏季时仍然有一台备用空调,保证定期的检修空调系统,避免因为空调故障而影响DCS、PLC控制系统的正常运行;
  4、温度实时监控设计:
  主要是利用控制室内现有计算机资源,分别把机柜室和操作室的温度、湿度信号引入计算机系统,并且直接用于控制空调的运行,将控制室的环境温度、湿度状态数据在操作台上、上位机中实时监视、记录,设定报警功能,实现中控室环境的数字化控制和时尚化设计。
  
  四、效果分析:
  1、对于将控制室的温度可以有效的控制在25℃以下,保证不会因为使用环境温度高,造成电子元器件的损坏和故障机会增加;操作室的温度控制在25℃~28℃之间,因为与外界的温差相对减少更有效地减少冷量损失。
  2、中央控制室空调系统采用冗余化设计,虽然一次性投资大些,但是同在控制室临时安装几台柜式空调机相比较,钻穿防爆墙、安装排水管,不但施工难度大、影响正常操作,而且破坏了防爆墙的完整性、违反了控制室不许有水管经过的安全规定,费用也差不多少;采用冗余化设计,保证夏季时仍然有一台备用空调,允许定期的检修空调,从长期看有效的增加空调的使用时间,避免因为空调故障而影响中央控制系统的正常运行。
  3、控制室的环境温度的实时监控,可以的及时发现空调系统故障,迅速处理,通过记录分析系统的运行规律,提前检修预防。
  以上方法值得在中央控制室设计时参考使用。

(责任编辑:admin)
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