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摘 要：目的：利用可编程逻辑控制器来达到对于药厂洁净间进行空调控制的应用目的。方法：使用西门子S7-300PLC作为控制器，来针对空调系统运行期间的湿度、回风温度、房间压力等多方面参数进行控制，同时系统还可以设置成工作、值班模式，依据需求不同来转换模式。结果：PLC能够有效的针对房间压力、湿度、回风温、房间压力等加以控制，其运行效果能够满足药厂对于空调设备的要求。并且PLC系统核心的控制器所呈现出的可靠性、自动化水平也符合药厂要求。结论：PLC所具备的抗干扰性能强、运行稳定、变成简易，对于药厂洁净间控制有着良好的效果。
关键词：可编程逻辑控制器；PID控制器；空调系统
药厂洁净车间的空调系统，一直以来都有着极为严格的要求，这主要由于该环境中是属于药品科研和生产的重要场所，其中的湿度、压力、温度等多个方面有着较高要求。为了能够确保空调系统稳定性，满足参数需求，只必须要采取可编程逻辑控制器（PLC）控制技术来作为基础，才能够达到相关要求。下文主要针对可编程逻辑控制器在药厂洁净空调控制中的应用进行了全面详细的探讨。
1 洁净车间空调系统方案设计
在针对洁净车间空调系统方案进行设计的过程中，所主要考虑的就是采取怎样的方式来有效的实现系统对于环境参数的控制，并且还要保证整个系统的操作、投资、节能等方面都有所兼顾。洁净车间之中实际上一共有三套不同级别的洁净空调，这三套洁净空调的位置是分布是处在两个不同的机房之中，并且整个系统中所存在的控制点过于繁多，而通过对于西门子S7-300PLC的可编程控制器使用，就促使系统有两个不同运行状态，也就是工作模式和值班模式。并且在针对控制器进行设计的过程中，针对参数进行了相应的设定，促使系统本身能够对于值班状态以及工作状态间自动化的转换。
（1）风机系统。主要包括送风机、系统排风机和房间排风机。由于整个系统分为工作状态和值班状态，因此在工作状态下，送风机以工作频率运行，排风机运行；在值班状态下，送风机以值班频率运行，排风机停止运行。
（2）加热器。
在空调控制系统之中所存在的系统加热，主要可以分为二级加热以及一级加热。在这其中，一级加热本身主要是集中在启动系统工作运行的24h之内，一级加热的功率要低于二级加热，一级加热运行所起到的主要作用就是预加热，尤其是在冬季条件下，其新风温度较低的情况下。二级加热主要是在空调控制系统运行期间的工作状态下运行，但是在值班状态下时停止运行。加热器本身主要是通过温度开关的形式来进行有效保护，也就是当加热器运行期间的局部温度如果说超出了安全范畴，那么温度开关自身的状态便会发生变化，系统立即停止加热。只有通过人工的方式进行复位操作之后，空调系统才能够重新开启相应的加热功能。系统本身对于加热控制的过程中，主要是采取PID的控制措施。
（3）制冷阀。
该装置所起到的主要功能作用，就是对于制冷剂进入到空调柜之中的流量加以掌控，以此来保证除湿、制冷功能能够符合各个方面的需求。制冷阀在执行控制的过程中，通过分段控制的措施，系统能够全自动的对于不同的温度段，来开启不同程度的制冷阀，如此以来便能够切实有效的避免制冷、加热两个不同的作用点互相消耗所导致的资源浪费。系统本身出资啊工作状态下时，制冷阀保持运行，在值班状态下，制冷阀则停止运行。
（4）加湿器。系统在工作状态下加湿器运行；在值班状态下加湿器停止运行。
2 洁净车间空调系统硬件
由于3套空调柜分布在2个机房内，因此整个控制系统使用2套S7-300PLC进行控制。为了节省投入，系统使用一个触摸屏，屏幕和2套PLC采用PROFIBUS总线进行通讯。系统结构如图1所示。
操作屏采用西门子TP170A，2个CPU都具有PROFIBUS通讯接口。另外根据I/O数量配置DI和DO模块。
3 洁净车间空调系统软件
操作屏应用WinCCFlexible2007进行组态，此软件功能强大，使用十分方便。在软件的通讯/连接项中分别设置2个CPU的地址并选择DP网络和配置其他参数后即可与网络中的CPU进行通讯。
图1 洁净车间空调系统结构图
对CPU的编程应用SIMATICSTEP7软件，此软件是一个强大的工程工具，用于整个项目流程的设计，软件提供了一系列的应用程序可供编程者使用。系统在控制上大量的采用了PID控制方式，使用这种方式不需要分析被控对象的数学模型，使用十分方便。虽然SIMATICSTEP7软件中提供了PID功能块，为了灵活的控制，系统采用自编PID控制程序的方式，其基本原理如图2所示。
图2 PID控制原理图
给定值进行比较，得到偏差，模拟调节器依一定控制规律使操作变量变化，以使偏差趋近于0，其输出通过执行器作用于过程。PID调节器是一种线性调节器，他将给定值r（t）与实际输出值c（t）的偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制。
PID表达式：u（t）=up（k）+uI（k）+uD（k）
式中e（t）=r（t）-c（t）
PID调节器的传输函数：
在针对车间的相应重点房间采取压力控制的期间，会由于车间内部的空气不断流动原因，导致其中的压力实际上是在不断发生着微小变化的。那么，在PID控制环节系统引入相应的死区环节，能够有效的解决这一问题。此外，当人员在车间内部不断开闭通道的过程中，也同样会导致压力出现变动，但是这类型的变化属于瞬时性的，无需采取相应的措施来进行调节。
4 结语
综上所述，通过对于PLC空调系统的应用，其空调所呈现的适度、房间压力、温度控制等都满足了洁净车间的需求。该系统运行过程中所呈现出的稳定、安全性有着极大的保障，这直接促使PLC洁净车间空调控制系统能够广泛的应用，所呈现出的效果极为良好。■
参考文献
[1]李平，马晨.洁净手术部温湿度独立调节空调系统[J]. 中国医院建筑与装备. 2010（08）
[2]汪强.浅议医院空调系统与病房室内环境控制[J]. 中国医院建筑与装备. 2010（03）
[3]曹国庆，张益昭，董林.BSL-3实验室空调系统风机配置运行模式探讨[J]. 环境与健康杂志.2009（06）
关键词：可编程逻辑控制器；PID控制器；空调系统
药厂洁净车间的空调系统，一直以来都有着极为严格的要求，这主要由于该环境中是属于药品科研和生产的重要场所，其中的湿度、压力、温度等多个方面有着较高要求。为了能够确保空调系统稳定性，满足参数需求，只必须要采取可编程逻辑控制器（PLC）控制技术来作为基础，才能够达到相关要求。下文主要针对可编程逻辑控制器在药厂洁净空调控制中的应用进行了全面详细的探讨。
1 洁净车间空调系统方案设计
在针对洁净车间空调系统方案进行设计的过程中，所主要考虑的就是采取怎样的方式来有效的实现系统对于环境参数的控制，并且还要保证整个系统的操作、投资、节能等方面都有所兼顾。洁净车间之中实际上一共有三套不同级别的洁净空调，这三套洁净空调的位置是分布是处在两个不同的机房之中，并且整个系统中所存在的控制点过于繁多，而通过对于西门子S7-300PLC的可编程控制器使用，就促使系统有两个不同运行状态，也就是工作模式和值班模式。并且在针对控制器进行设计的过程中，针对参数进行了相应的设定，促使系统本身能够对于值班状态以及工作状态间自动化的转换。
（1）风机系统。主要包括送风机、系统排风机和房间排风机。由于整个系统分为工作状态和值班状态，因此在工作状态下，送风机以工作频率运行，排风机运行；在值班状态下，送风机以值班频率运行，排风机停止运行。
（2）加热器。
在空调控制系统之中所存在的系统加热，主要可以分为二级加热以及一级加热。在这其中，一级加热本身主要是集中在启动系统工作运行的24h之内，一级加热的功率要低于二级加热，一级加热运行所起到的主要作用就是预加热，尤其是在冬季条件下，其新风温度较低的情况下。二级加热主要是在空调控制系统运行期间的工作状态下运行，但是在值班状态下时停止运行。加热器本身主要是通过温度开关的形式来进行有效保护，也就是当加热器运行期间的局部温度如果说超出了安全范畴，那么温度开关自身的状态便会发生变化，系统立即停止加热。只有通过人工的方式进行复位操作之后，空调系统才能够重新开启相应的加热功能。系统本身对于加热控制的过程中，主要是采取PID的控制措施。
（3）制冷阀。
该装置所起到的主要功能作用，就是对于制冷剂进入到空调柜之中的流量加以掌控，以此来保证除湿、制冷功能能够符合各个方面的需求。制冷阀在执行控制的过程中，通过分段控制的措施，系统能够全自动的对于不同的温度段，来开启不同程度的制冷阀，如此以来便能够切实有效的避免制冷、加热两个不同的作用点互相消耗所导致的资源浪费。系统本身出资啊工作状态下时，制冷阀保持运行，在值班状态下，制冷阀则停止运行。
（4）加湿器。系统在工作状态下加湿器运行；在值班状态下加湿器停止运行。
2 洁净车间空调系统硬件
由于3套空调柜分布在2个机房内，因此整个控制系统使用2套S7-300PLC进行控制。为了节省投入，系统使用一个触摸屏，屏幕和2套PLC采用PROFIBUS总线进行通讯。系统结构如图1所示。
操作屏采用西门子TP170A，2个CPU都具有PROFIBUS通讯接口。另外根据I/O数量配置DI和DO模块。
3 洁净车间空调系统软件
操作屏应用WinCCFlexible2007进行组态，此软件功能强大，使用十分方便。在软件的通讯/连接项中分别设置2个CPU的地址并选择DP网络和配置其他参数后即可与网络中的CPU进行通讯。
图1 洁净车间空调系统结构图
对CPU的编程应用SIMATICSTEP7软件，此软件是一个强大的工程工具，用于整个项目流程的设计，软件提供了一系列的应用程序可供编程者使用。系统在控制上大量的采用了PID控制方式，使用这种方式不需要分析被控对象的数学模型，使用十分方便。虽然SIMATICSTEP7软件中提供了PID功能块，为了灵活的控制，系统采用自编PID控制程序的方式，其基本原理如图2所示。
图2 PID控制原理图
给定值进行比较，得到偏差，模拟调节器依一定控制规律使操作变量变化，以使偏差趋近于0，其输出通过执行器作用于过程。PID调节器是一种线性调节器，他将给定值r（t）与实际输出值c（t）的偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制。
PID表达式：u（t）=up（k）+uI（k）+uD（k）
式中e（t）=r（t）-c（t）
PID调节器的传输函数：
在针对车间的相应重点房间采取压力控制的期间，会由于车间内部的空气不断流动原因，导致其中的压力实际上是在不断发生着微小变化的。那么，在PID控制环节系统引入相应的死区环节，能够有效的解决这一问题。此外，当人员在车间内部不断开闭通道的过程中，也同样会导致压力出现变动，但是这类型的变化属于瞬时性的，无需采取相应的措施来进行调节。
4 结语
综上所述，通过对于PLC空调系统的应用，其空调所呈现的适度、房间压力、温度控制等都满足了洁净车间的需求。该系统运行过程中所呈现出的稳定、安全性有着极大的保障，这直接促使PLC洁净车间空调控制系统能够广泛的应用，所呈现出的效果极为良好。■
参考文献
[1]李平，马晨.洁净手术部温湿度独立调节空调系统[J]. 中国医院建筑与装备. 2010（08）
[2]汪强.浅议医院空调系统与病房室内环境控制[J]. 中国医院建筑与装备. 2010（03）
[3]曹国庆，张益昭，董林.BSL-3实验室空调系统风机配置运行模式探讨[J]. 环境与健康杂志.2009（06）