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系统集成商和自动化直接合作伙伴Affinity Energy设计、建造和安装了一个研究室温度控制系统

位于教堂山的北卡罗莱纳大学(UNC)每年在研究上花费近10亿美元,在美国大学中排名第八。然而,它在支持现有的恒温箱控制系统上花费了太多的金钱和时间。

UNC在校园内大约1000个温度室进行研究。关键的研究是在许多这样的实验室中进行的,而其他的实验室则用来储存数百万美元的产品。这需要精确的温度控制,有些要求精度在0.5摄氏度以内。

Affinity Energy的总裁Allan Evora在他的文章中谈到,开式系统,温度控制精确在2017年9月的《控制》杂志中,Affinity Energy如何使用AutomationDirect硬件来节省时间和金钱,同时替换过时的冷、暖和冷冻室控制系统。

过时的控制系统硬件

一些研究用的温度箱已经有20多年的历史了,部件越来越难找到。许多房间都使用了类似的硬件,所以当温度控制器故障无法修复时,人们担心这可能会成为一个全校范围的问题。

Allen讨论了更好的温度控制的必要性:

此外,需求也在不断扩大,研究人员要求更严格、更精确的温度和湿度控制,以及实时查看温度的能力。在旧的控制和监测系统下,这些要求都不可能实现。调查显示,升级现有的专有系统过于昂贵,因此该大学寻求一种更经济、更灵活的解决方案。

在与许多希望采用专有编程技术的系统集成商交谈后,北卡罗来纳教堂山大学(UNC Chapel Hill)在听说Affinity Energy公司在关键系统的开放系统PLC集成方面的声誉后,决定与该公司合作。

一种新的通用控制系统

该项目的目标是指定一种可编程逻辑控制器(PLC)来控制任何研究室内,因此Affinity创建了一个通用温度控制面板,可以控制大学中使用的各种系统。一旦设计完成,控制系统就可以定制,并配置为与任何燃烧室工作,而不管现有的冷却技术或使用的控制器。

经过广泛的硬件和控制器研究,UNC教堂山和亲和力能源指定的自动化直接plc。由于AutomationDirect的PLC编程软件是开放的,大学如果想在未来对系统进行调整或彻底改造,就不必受制于专有软件或单个系统集成商的服务。

原来的腔室控制器只有最小的操作界面和基本的温度指示。故障是通过手动打开舱门并查看温度来检测的,这时通常已经太晚了。原有系统也无法准确控制温度,因为温度波动较大。亲和设计了一个系统来代替原来的控制器使用AutomationDirect做更多的公司,效果很好。

新控制器提供更平滑和更准确的控制比传统的控制系统。控制框以PLC和其他控制设备(驱动器、继电器等)为一个单元。现场设备通过电线连接到接线板上,接线板安装在环境室外的墙上。

Do-more PLC速度快,有足够的内存,并包括串行、USB和嵌入式以太网等多种通信选项。它可以配置为几个单独的以太网通信端口,每个端口运行多个协议。Do-more plc是用Do-more Designer软件编写的,可在网上免费获得。

艾伦也讨论了多人机界面(HMI)这是安装。

主HMI屏幕显示房间温度和报警指示灯(图4)。它还包括各种现场设备的状态指示灯,如液体和热气体阀门和蒸发器风扇,并显示解冻周期是否活动。操作员通过输入有密码保护的屏幕,使用HMI调节室温。

HMI还包括将数据记录到内置SD存储卡或FTP服务器上。附加的连接包括电子邮件、web服务器和远程互联网访问。

打开控制软件

艾伦讨论了制冷过程的工作原理。在这种应用中,通万博官网手机登陆过管理液体管线和热气阀来控制和保持温度。液体管路通常是打开的,冷却腔室。一个热气阀将一些这种液体注入进气口。

Allen描述了用于此应用的自定义PID控制方法:万博官网手机登陆

虽然这是一种先进的控制功能,但对于Affinity Energy来说,在AutomationDirect PLC中开发定制控制算法相对简单。该算法本质上是一个PI循环,但显式编码,而不是使用控制器中现成的PID编程模块。

其结果是控制系统保持在0.5摄氏度内的稳定温度。Affinity提供的设计允许UNC人员自己修改和更新系统。一项计划正在进行中,使用这种基于AutomationDirect Do-more plc和C-more hmi的成功的通用控制解决方案来替换北卡大学校园的控制器。