空调机组风机风门自动控制的设计.pdf

一 ‘ 空调机组风机风、门直动控蒂 ll 的设计 ， 一 一 、 ＼ 国振华刘玉贵吕明仁焦杰 纺织工业非织造布技术开发中心 。 沈阳市 。 1 1 0 0 1 5 【 内容提要】 本文详细论述 7为国产 3 0 0 0 t ／ y纺粘法生产线 空调机组设计制造的 。风门电控 系统的I作原理、 控制方法和各部的作用。 通过 与原 引进生产线气动控 制糸 统的对比证明， 采用新设计的电控方法比 气动控 制具 有更好的控制稳定性。 占有很重要的位置 ， 其主要作用有以下几点 1 满足成网机网下真空度的要求 ， 使不 同克重的纤网吸附在风帘上 。 2 空调 系统所产生的风量一部分输送 给牵伸风机组并经牵伸机系统加压后送往喷 嘴， 用以纺丝牵伸； 另一部分风量送给骤冷系 统 ， 经骤冷机组冷却后送给侧吹组件 ， 以便满 足生产工艺对冷却风的要求。 ‘ 3 空调系统除了完成上述任务外 ， 还将 剩余部分的风量送往车间， 以改善车间的工 作环境 。 根 据生产 条件 和工艺对 空调系统 的要 求， 在设计空调莱统时必须保证系统工作可 靠、 稳定， 同时还必．频为精足不同产品克重和 规格的需要进行l风量 真垫发等的自动调整 满足上述条件的关键是空调系统中风机风门 的控制， 下面就如何实现风 门的 自动控制 加 论述。 ’ 1 气动控制风门 纺粘法生产线在我 国发展的历史较短 ， 早期引进的几条生产线风机风门的控制方法 均采用气动调节 。 其优点是灵敏度高 、 控制方 法 比较简单 ； 缺点是所需要的辅加条件多 、 稳 36 等 ， 因此可靠性较差， 给生产带来诸 多不便。 { f 进的纺粘法生产线风门调节过程如图 固 1 风 门气动蔼节示意酉 其工作原理是 根据生产工艺的要求， 在 控制仪表上设研髂参数。仪表根据所设定的 工艺参数， 输出一个 4 2 0 mA的电流信号， 此信号控制电气转换器 1 ／ 的输出量。 电气 转换器 的输 出量再被送 至伺服执行气 缸 ， 由 执行气缸根据 I 送来的信号太小控制 风门 的开启度。 同时 ， 压头将压力信号检测 出来并 传送给压力变送器 P ／ I ， P ／ I 将送来的压力信 号转换成 4 2 0 mA 电流信号反馈到控制仪 表 ， 并 由该表将压力变送器 P ／ I 送来 的信号 与初始设定的信号值进行自动比较。比较后 的差值信号通过电气转换器并控制其输出 量， 进而达到控制伺服执行气缸， 即风门开启 度的 目的。这样就完成了一个闭环调节系统 非 炽 遣 布No 几 w0 v 1 9 9 7年 第 1期 I l - { - j 维普资讯 的功能。 2 T N3 0 0 0空调系统风门控制方法 在国产第 一条 3 0 0 0 t ／ y纺牯法生产线的 研制 中 即 F N3 0 0 0工程 ， 通过 研究分析 引 进生产线风门控制的诸多因素和 目前国产气 缸功能 及质量的实际状况 ， 我们大胆地采 用 了 D KJ --4 2 0型执行器和伺服放大器 F C， 这 是一种新的控制模式 为了实现整个工程电 控制系统 的完美性 ， 我们又将执行器手动操 作系统改为 由控制仪表 8 0 8 直接进行控制。 经过使用证 明， 采用 D K卜一 4 2 0型执行器后 ， 调节方便、 简单、 可靠性好 ， 解决 了气动控制 方式所不能解决 的问题 。其控制过程如图 2 所 示 。 图 2风门电动控制示意 图 其基本 的工作原理是 根据生产工艺的 要求 ， 在控制仪表上设定所需要的参数 ， 控制 仪表根据该设定值输曲 一个 4 2 0 mA 的电 流信 号 ， 当将此 电流信号传输给 F C伺服 放 大器 后， 伺 服放 大器 将仪 表送 来 的信 号 与 D K卜一 4 2 0执行器 中位置发送器在该时刻 的 反馈信号进行 比较 ， 再 由比较后的差值信号 来控制执行机构 。压力变进器的检测方法与 气动控制检测方法相 同， 这里不作重述。 但需 要说 明的是 ， 由于在整个 闭环控制中有 3个 4 2 0 mA 电流信号在 一个循环 中要进行 两 次比较 ， 因此在安装调试过程中， 不但要考虑 各仪表的零点和信号的极性 ， 而且要考虑压 头位置的选择 。 要反复多次的调整， 直到稳定 为 止 。 3 F C伺服放 大器线路 的分析 F C伺服放大器是完成 由设 定仪表 与位 置发送器反馈信号进行 比较输出 的关 键部 件 ， 因此其稳定与否是非常重要的。 3 ． 1 伺服放大器线路分析 ， 伺服放大器是 由前置级磁放大器 、 触发 器 、 可控硅交流开关线路和 电源部分所组成 ， 其线路图如图 3所示。 圉3 F C伺服放大器线路图 非 织 造 布Non wov en s 19 9 7年 第1期 维普资讯 3 ． 1 ． 1前置鼓磁放大器的组成 前置级磁放大器的线路采用了直流穑 出 内反馈推挽的形式， 其工作原理是基于铁磁 材料的非线性 。 磁放大器的铁芯是由四个相同的环形导 磁体组成 ， 每个导磁体上都单独绕有交流绕 组 ， 在交流绕组 中串有硅二极管 D ～De 和 电 阻 R 、 R m 流经电阻 R 。 、 R 的电流是经过 D ～ D 。 整流后的直流电流 。 四个导磁体又组成 了两个单臂 ， 上面分别绕有信号绕组、 反馈绕 组和偏移绕组。 线路中 R 的大小可以控制偏 移电流的大小 ， 调整 R 可以获得磁放大器的 最佳工作点 其原理图如图 4 所示。 图 4磁藏大 器 原理 圃 3 ． 1 ． 2前置短磁 放大器 I作 原理 当控制仪的设定输出为零时 ， 也即没有 信号输入时， 由于两个单臂 1 F C和 2 F C的参 数相 同且工作对称 ， 所 以流经输出电阻 R。 、 R 。 的电流相等， 方向相反。从而使R ， 、 R 。 上 所产生的 电压降也相等且方 向相反 ， 故在磁 放大器 2 l和 船 两点上输出的电压为零 。线 路中的 R a为调零 电位器 ， 调整 R a可以改变 偏移电流的分配， 使前置级磁放大器在无信 号输入时使其输 出电压 U 。 ～u 两点为零。 R 是调节前置缀磁放大器负反馈深度 电位 器 ， 调节 Rb 可以改变伺服放大器 F C的灵敏 度， 从而改善该系统的调节精度和稳定度 当有信号输入时 ， 其输 入信号建立起的 直流磁场破坏 了两个单臂平衡状态， 促使两 个单臂中铁芯的导磁率发生变化， 从而改变 了交流绕组的感抗 。于是在输出电阻 R 、 R， o 的输出电压 U 。 、 U 也随之改变 由于直流 信号在一个单臂中产生的磁通方向与交流绕 组中直流成份产生的磁 通方向根同 ， 这样就 使铁芯趋于饱合 ， 因而交流绕组的阻抗减小 ， 而在另一个单臂中却恰好相反地 由于铁芯失 去饱合而使交流绕组的阻抗增加， 于是流经 R 、 R。 。 的电流就不相等， 从而使 2 l 、 2 2两 点 产生电压输出。 umU 的大小是根据输入信 号大小而改变的， 所以在实际生产过程中 ， 根 据工艺参数不同数值的设定来改变 U U 。 。 的输出电压 ， 进而达到控制角执行器的位置 偏移量 ， 控制风门开启度的 目的 。 3 ． 2 触发器 触发器是伺眼放大器中的一都分 ， 它的 作用是将前置级磁放太器输出电压转变为触 发脉冲。触发器共分为两组 ， 分别触发 s c R 和 S C R ， 其 目的是使二相伺服电动机可逆 转 。 触发器采用了“ 并联” 单结晶体管触发电 路， 第 一组由 R I 9 1 R l 、 R c 、 D 9 、 D 1】 、 B M， 、 D， s 平 口T。 、 T 组成的驰张振荡器为可控 硅 S C R, 挺供触发信号； 第二组 由R l‘ 、 R 、 R C ． 、 C e 、 D D z 、 D1 ． 和 Tz 、 T． 组成的驰张 振荡器 为可控硅 S c R 提 供触发 脉冲信号， 其第一组触发电路如图 5所示 。 我 们知道-， 单结 晶体管有两个基极 B 。 、 B 和一个发射极 E 。若在两个基极上施加 电压 ， 则会呈现出 N型硅的高阻特性 ， 发 射 极在两个基极之间其结部产生一参与距离相 当的分压比。如果在发射极上再补加一个电 非 奴 造 布N o n wo v o n s 1 9 9 7年 鳙 1期 维普资讯 压 uc ， 则会出现 如下情况 当发射极 电压小 于结部分压时 ， 发射极 E到 B 之间有很高的 阻抗 ， 此时没有电流通过 ； 若发射极 电压大 于 结部分 压时 ， 则发射极 E到基极 B 之间的电 阻将急剧下降 ， 且 电流越大其阻抗越小 ， 呈现 负阻特性 。 圈 5般 发 器 电 路 图 本驰张振荡器就是利用了单结晶体管负阻特 性这一特点而设计的 。为了既能解决发射极 辅助电源， 又能为降低成本而减少线路中稳 压源的个 数 ， 在发射极上并联一个 自举 电容 C s c 和晶体三极管 T L ， 根据 线路结构 和特点 ， T。 是工作在开关状态。为了使 T T。 能正常工作 ， 电源经 R R 。 加到 T T。 的集 电极和发射极上 ， 晶体管 T． T 。 的 基极经过偏置 电阻 R． ； R 。 与 电源正极相连 接， 形成一个固定的基极偏流， 使之在无信号 输入时晶体管的管压降保持最小。单结晶体 管 T 。 T 发射极 的电压 uc远小于开通 电 压， 此时脉冲变压器 B M 无输 出， 故 可控硅 非 织 造 布Non wo ve ns 1 9 9 7年 第1期 整 流元件处 于正 向阻断状态 。当晶体管 T。 T 有输入信号时 u 或 u ≠o ， 晶体管 T T 管压降增大 ， 电源电压 u。经电阻 R R 向电容 C c 充电， 发射极 电压 uc将 随 C ； c e 的充电而增加。当发射极 电压大于 或等于结部分压时 ， 发射极 E与 B 1 之间处于 导通饱合状态 ， 电容 C 通过发射扳瞬时 间l向脉冲变压器 B i． B M 放电， 在脉冲变 压器付边就会产生尖峰脉冲。 放 电完毕 ， 发射 极 电流小于谷点电流 ， 因而 E、 B 间呈截 止 状态 ， 而后电源叉 向电容器 C 。 c 充电 周 而复始 ， 这样产生的一系列脉冲加到 S C R 、 S C R 。 可控硅的控制极上 ， 就使可控硅交流开 关线路导通， 驱动二相伺服电动机运转 3 、 3可控硅交流开关线路 主回路的可控硅交流开关是该伺服放大 器的功率放大部分， 其线路采用一个可控 硅 S CR和 。个二 报管椅成 的交流无触 点开 关 线路 设有两组可控硅交流开关的 目的是实 现二相伺服电动机逆转的需要。在 图 6所示 的主回胳 中， S C R S C R。 相当于一个开关 。 图 6 S C R可控硅线路图 维普资讯 当控制极 G加触发脉冲时， 在交流舶每 一 个半周 内导 通， 负载 P 实际是 二相伺服 电机 中有交流电流通过。 反之当触发脉冲消 失对 ， 交流 电为零 当可控硅整流 元件圆流过 的电流小于其雏持 电流而关断时 ， 就相 当于 开关断开 ， 负载中无 电流通过 ， 线路中 R “ R C 岛 是为 了抑制 电 J一 网浪涌电压 ， 防止 S C R正 向电压上升率 过大产生误导通而设置的阻容吸收装置 线 路 中 限 流 电感 L L 。 是 用 来 限 制 S C R 、 S C R 导 通时 电机 分相 电容 C D的 瞬 时放电电流， 避免 S C R 1 、 S C R j 的电流上升率 过大而损坏元件 。 通过以上的分析不难 看 出， 采用 电气控 制风 门的手段完全可以达到生产工艺对空调 风的要求 ， 同时也简化 了控制结构 。另外 ， 伺 服放 大器和执行机构设有 电限位 的功能， 保 证了风机电机在无载荷状态下启动。由于上 述控制系统的设计还是第一次在纺粘法生产 线上应用， 在闭环调节系统中还存在着调试 过程复杂等缺点 ， 但经过使用、 修改、 完善后 ， 使用这种装置将会越来越理想 ’ 来 稿 日期 ， 1 9 9 7年 1月 De s i g n o f Ai r Ga t e Au t o c o nt r o l o f Ai r-- c o nd i t i o ni n g S y s t e m ． Gno Zhe nh u a e t c ． No n v v e n s n c h n o l o g y De v e l o p me n t Ce n t r e o f T e x t i l e I n d u s t r y Ab s t r a c t Th e p a p e r d e t a i l s t h e 。 Wo r k i n g p r i n c i p l e ， t h e c o n t r o l me t h o d s a n d t h e a l l p a r t s f u n e t i o n s o f t h e a i r g a t e e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e rn d e s i g n 甜 a n d ma d e f o r t h e a I r c o n d i t i o ni n g s y s t e m o f t h e 3 0 0 0 t ／ y s p u n b o n d o n wo v e n s p r o d u c t i o n l i n e ma d e i n C h i n a ． Th e r e s u l t s ， c o rn p a r e d wi t h t h e a r d v e n c o n t r o l s y s t e m o f p r i o r i mp o r t l i n e ， d i s c o v e r t h a t t h e e l e c t r i c c o n t r o l wa y h a s b e t t e r c o n t r o l s t a b i l i y ． Ke y wo r d s S p u n b o n d e d Aix c o n d i t i o n i n g s y s t e m Ai r g a t e El e c t r i c c o n t r o l De s i o n 上 接 第 4 9页 ②吸油速率高， 对防止溢漏的油类扩散起重 要作用； ③有很高的毛细管芯吸能力， 能沿纤 维表面把吸附的油液迅速传入孔隙空间及 吸 收剂 中； ④ 有很高的贮液能力 ， 可通过挤拧顺 利地排出内吸液体。 但也有其缺点， 即成本比 普通 吸液材料高 、 耐用性整。 改善的办法是与 强韧性较好的 粘法和针刺法非织造布复合 使用。 目前工业用吸液材料的用途主要分为三 类 ； ①从水体中除油 ， 用于清除江河湖海水面 的油污 ； ②用于工业生产 中处理跑、 冒、 滴、 漏 的废液； ③处理磺溢事故。 各公司都有事故抢 睑计划， 并备足吸液材料。 他们除生产各种吸 液材料外， 还开发其它相美产品， 如处理啧溢 事故的成套装备和处理危睑液体的专用揩 布、 手动精蓿器 、 圆桶以-及仓库溢 出物的精洁 装备等。 许无巨编译’ 译 自C ATI ， 1 9 9 6 ， No ． 6 ， P9 2 ～9 4 菲 织 琏 l布N o n wo v e n 1 9 9 7年 第 1期 _ 维普资讯