基于AI智能儀表技術的烘房溫度控制系統
基于AI智能儀表技術的烘房溫度控制系統
馮盛炳
（廈門宇電自動化科技有限公司，福建廈門 361006）
摘要：針對傳統烘房溫度控制不**，自動化水平較低的問題，設計了基于AI智能儀表技術的烘房溫度控制系統。該系統通過宇電AI系列智能溫度控制器及開關量模塊進行溫度監控和調節，實現烘房的溫度、濕度等智能控制，以及遠程監控無需專人值守，提高效率、降低成本。
關鍵詞：
烘房控制系統 溫濕度控制 組態 宇電AI儀表
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
傳統烘干房的溫度控制一般需要人為進行檢測溫濕度監控，然后憑借操作者的經驗手動調節溫濕度的參數和時間控制，控制系統功能簡單，自動化控制程度低，烘房內溫度不均，溫度控制精度不準確，效果差。導致被烘干物的物理特性得不到可靠保證，嚴重影響烘房的工作質量，增加了成本。針對這種狀況，設計了基于宇電AI儀表技術的烘房遠程溫度控制系統。本系統主要應用于烘干衣服和紡織品場合，根據項目要求烘房進行烘房在進行烘干過程中可以手動或者自動控制烘干房內的溫度、濕度以及氣流循環，可以進行紫外線**操作，保證烘干物的品質和速度。此外整個系統運行時，如果出現設備故障以及超溫時會自動停止運行，并且報警提示。溫濕度數據和報警信息記錄存儲，方便后續查看歷史數據，實現無人值守，遠程監控自動控制智能化生產。
1 工程實施方案
1.1 系統組成及工作原理
系統由人工智能溫控器、PC機（手機、平板）和若干輸入輸出點組成，如圖1。
圖1
系統以宇電人工智能溫控器為中心，溫濕度傳感器和報警點采集模塊作為人工智能溫控器的反饋信號，人工智能溫控器對獲取的數據，報警點信息進行數據分析，根據分析的結果智能溫控器通過PID算法控制固態繼電器實現溫度調節，通過控制開關量輸出模塊控制不同功能風機和紫外線**設備的工作狀態，從而對整個系統的智能控制.獲取的數據還可生成曲線和報表存儲，方便后期的數據查看。
人工智能溫控器可通過網絡實現和上位機PC電腦/手機/平板進行交互，實現上位機的監控和遠程操作。
1.2 本項目選用了以下宇電AI儀表產品：
（1）宇電AI-516F7GL0L0-Y人工智能溫度控制器作為控制整個系統運行，實現自動控制,控溫人機交互，同時可實現遠程電腦、手機進行監控操作。
（2）宇電AI-3011D5采集開關量輸入，宇電AI-3013D5控制開關量輸出。
1.3 溫度控制
在進行烘干的過程中烘房內保持在40?45℃之間的恒溫狀態是比較適宜的。
宇電AI-516F7GL0L0-Y集溫控器、無紙記錄儀、人機界面觸摸屏功能為一體的人工智能溫度控制器，控溫方面0.3級精度的經濟型溫控器，采用先進的AI人工智能PID調節算法，無超調，具備自整定（AT）功能。現場調試設置好輸入規格（Inp）參數，選擇控制方式(Ctrl)為APID控制，確認輸入類型（Opt）參數為SSR，然后進行自整定獲取合適PID參數即可實現**控溫，完全符合烘房加熱系統的控溫要求。
為了使整個烘房中的溫度均勻，AI-516F7觸摸屏溫控器通過控制固態繼電器達到控制負載加熱，同時通過485通訊連接AI-3013開關量輸出模塊控制加熱風機啟動，達到熱量循環均勻分布到整個烘房。
AI-3011和AI-3013模塊和上位機通過AIBUS通訊，對于AI-3011開關量輸入模塊，讀取編號10H 參數數據低 10 位（D0-D9）表示對應的開關量狀態（0-斷開，1-接通）；對于AI-3013開關量輸出模塊，上位機向參數編號 10H 寫入對應低8位（D0-D7）寫0或寫1對應繼電器斷開和接通。
1.4 濕度控制
在烘房進行烘干過程中，蒸發出的大量水份變為水蒸汽充斥在整個烘干房之中，濕度也會達到很高的水平，如不及時將濕氣去除，控制好濕度，勢必會影響其烘干速度和烘干品質。
濕度控制首先采用濕度傳感器采集烘房中的實時濕度，該濕度傳感器支持MODBUS-RTU協議通訊，通過通訊把實時濕度值傳給宇電的AI-516F7觸摸屏溫控器。然后AI-516F7觸摸屏通過判斷烘房濕度超過濕度設定值就控制宇電AI-3013D5開關量輸出模塊開啟濕度風機，濕度風機先把烘房內的濕度空氣排出，然后將排出的高溫高濕度的空氣經過除濕后的相對干燥熱空氣排入烘房，通過空氣循環達到只除濕不浪費烘房內固有的熱量，同時烘房的濕氣也能被分離排出；這樣，不僅烘房的濕氣能夠得以快速去除，而且濕度也能夠得到有效控制。
1.5 循環風和紫外線**控制
通過宇電AI-516F7觸摸屏控制AI-3013D5開關量輸出模塊控制循環風機和紫外線**設備的開啟和關閉，可以手動按鈕點擊控制，也可以自動模式下定時控制運行時間自動停止，實現無人操作智能化控制。
2 溫控器無紙記錄儀觸摸屏功能
2.1功能介紹
宇電AI-516F7GL0L0-Y集溫控器、無紙記錄儀、人機界面觸摸屏功能為一體的人工智能溫度控制器。
支持的通訊功能：接口形式：RS232、RS485、以太網口（10/100M 自適應以太網口）；串口通訊波特率：1200bps-19200bps；本系統使用485口走AIBUS協議與宇電AI-3011開關量輸入、AI-3013開關量輸出模塊進行通訊；使用232口走MODBUS-RTU協議與濕度傳感器進行通訊；使用網口連接到互聯網中，電腦、手機可以訪問屏上相同界面，同時可以遠程操作系統。
2.2 系統軟件界面
人機交互界面可以進行手自動模式切換，系統監控、數據采集記錄，系統異常故障點報警，控制IO點輸出狀態等，當系統重要設備工作異常會報警提示并記錄在報警信息表格中，同時系統也會停止運行。該型號人工智能溫控器還支持局域網和外網遠端PC電腦、手機訪問人機界面進行監控、遠程操作，方便隨時監控系統運行狀況。如下圖2。
圖2
無紙記錄儀功能記錄數據報表，同時有實時趨勢和歷史趨勢圖查看。記錄的數據報表可以把數據導出為Excel表格文件，也可以全部導出數據包，然后在電腦上用數據查看軟件查看溫濕度數據報表、曲線（可打印曲線）。
2.3 系統運行邏輯
烘房可實現手自動控制，手動模式下可通過人機界面按鈕控制濕度風機、加熱風機、紫外線**、循環風機啟停，實現靈活控制。
自動模式下，濕度風機、加熱風機、紫外線**、循環風機按鈕無法通過手動點擊控制，只是顯示狀態功能，系統實現自動控制。設置好烘房的目標溫度和濕度，同時可以設置烘房的定時控制，如下圖3。
圖3
可以設置烘干時間，紫外線**時間，循環分機運行時間。
自動模式下啟動后，點擊啟動系統加熱分機自動啟動，系統自動進行溫濕度控制，烘干時間達到后自動啟動紫外線**，同時啟動循環分機，排出烘房內空氣并吹入新空氣，兩者達到設定時間后自動停止，烘干完成停止系統。
2.4 手機監控畫面
手機通過APP訪問屏上相同界面，可進行和屏上相同的監控和操作。如下圖4。
圖4
2.5 電腦監控畫面
通過專用瀏覽器進行訪問屏上相同界面，可進行和屏上相同的監控和操作。如下圖5。
圖5
3 結束語
目前，本系統在客戶現場運行良好，系統工作穩定可靠，幫助實現自動高效烘干衣物紡織品，降低成本提高品質。該系統還可以應用于其它烘干房中，比如：農產品烘干房、食品烘干房、高溫烘干房等。由于宇電人工智能溫度控制器可編程組態功能，再配合通訊加入其它設備，如PLC、變頻器等設備，可實現多樣化控制，如監控、人機交互等，憑借良好的性能，在諸多場景中得到廣泛的應用，幫助企業實現智能化轉型升級。
作者簡介:馮盛炳（出生年1992-），男，福建三明，漢族，本科，軟件工程師，主要從事工業自動化控制系統開發工作。