李富生
單位：上海荷迪思濕度控制設備有限公司
地址：上海定西路 1279 號長峰名光大廈 803 郵編：200050
摘要：
LOGO!智能邏輯控制器，具有諸多優(yōu)點，通過具體的實例介紹轉輪除濕機原理，轉輪除濕恒溫恒濕機組的控制以及 LOGO!控制器在轉輪除濕恒溫恒濕機組中的運用。
關鍵詞：LOGO！；恒溫恒濕；轉輪除濕
ABSTRACT:
LOGO is the logic controller made by Simens, it is easy to use and can be plused with a lot function , here we using one case -the rotor dehumidifier system with pre-cooler, rotor system and post -cooler /heater , all the function is cotrolled by the logos and the room is keeping the steady T& RH all the year , from the words we can know how them worked in the case
KEY WORD: LOGO, Steady Temperature & RH, Rotor dehumidifiers system
1 項目簡介
荷蘭 HB 集團是歐洲著名的專業(yè)化生產轉輪除濕機組、干燥系統(tǒng)、恒溫恒濕系統(tǒng)及其自控系統(tǒng)的集團公司，總部設在荷蘭。由于其在空氣濕度控制方面出色的技術、設備及服務體系，使其成為世界除濕行業(yè)的典范。HB 旗下在全球擁有 6 個生產基地，二十多個分支機構，五十多個代理公司。2005 年 HB 中國工廠--上海荷迪思公司在上海成立，建廠初期，產品控制方案沿用國外 DDC 標準控制方案，由于歐洲機組主要為單機; 而中國需要
許多組合式除濕系統(tǒng), 這樣原有的 DDC 因控制點局限而缺乏靈活性，擴展困難。為了進一步提高產品的靈活性，發(fā)揮出 HB 中國的特長，并根據不同客戶不同要求，提供最佳的控制模式，通過使控制器標準化，來解決備件統(tǒng)一的問題。原來的 DDC 控制方案顯然無法滿足這一要求，通過對不同廠家的 PLC 以及 DDC 進行比較后，決定采用西門子 LOGO!
作為轉輪除濕系列機組的控制器。
許多組合式除濕系統(tǒng), 這樣原有的 DDC 因控制點局限而缺乏靈活性，擴展困難。為了進一步提高產品的靈活性，發(fā)揮出 HB 中國的特長，并根據不同客戶不同要求，提供最佳的控制模式，通過使控制器標準化，來解決備件統(tǒng)一的問題。原來的 DDC 控制方案顯然無法滿足這一要求，通過對不同廠家的 PLC 以及 DDC 進行比較后，決定采用西門子 LOGO!
作為轉輪除濕系列機組的控制器。
下面將以 08 年 7 月為南通某生物科技有限公司量身制作的一套機組為例，介紹 LOGO! 在 HB 上海荷迪思的組合式轉輪除濕系統(tǒng)中的應用。
2 工藝流程介紹
2.1 功能段介紹
圖 1 為該項目的系統(tǒng)流程圖，系統(tǒng)由預冷除濕，轉輪除濕，后冷后熱調溫三部分組成，用于滿足車間的恒溫恒濕要求。
預冷/預熱：利用冷凍水降低空氣的溫度，空氣在降溫過程中，其相對濕度逐漸接近飽和狀態(tài)，在達到要求的溫度時，高于該空氣溫度飽和狀態(tài)的多余水份會析出，起到降溫除濕的目的。
圖 1 系統(tǒng)流程圖
轉輪除濕：如圖 2 所示除濕轉輪在除濕段內部由密封系統(tǒng)分為處理區(qū)域和再生區(qū)域，除濕轉輪以 8-12 轉/小時的速度緩慢旋轉，以保證整個除濕為一個連續(xù)的過程。當處理空氣通過轉輪的處理區(qū)域時，其中的水蒸汽被轉輪中的吸濕介質所吸附，水蒸氣同時發(fā)生相變，并釋放出潛熱，轉輪也因吸濕了一定的水份而逐漸趨向飽和；這時，處理空氣因自身的水份減少和潛熱釋放而變成干的、熱的空氣。同時，在再生區(qū)域，另一路空氣先經過再生加熱器后，變成高溫空氣（一般為 100-140 度）并穿過吸濕后的飽和轉輪，使轉輪中已吸附的水份蒸發(fā)，從而恢復了轉輪的除濕能力；同時，再生空氣因水份的蒸發(fā)而變成濕空氣；之后，再通過再生風機將濕空氣排除到室外。
圖 2 轉輪除濕原理圖
后冷/后熱：利用降溫或加熱，控制送風溫度
2.2 控制流程
系統(tǒng)設置三個檢測點，根據三個檢測點，系統(tǒng)分三部分進行控制，控制流程如圖 3 所
示。
圖 3 控制流程圖
三個檢測點如下：
① 預冷段（溫度）
② 再生加熱后（溫度）
③ 回風段（溫濕度）
三部分控制如下
③ 回風段（溫濕度）
三部分控制如下
① 預冷段控制：通過預冷段檢測的溫度與設定值比較，調節(jié)預冷段冷量，使空氣經過預冷段后溫度低于設定值以下。
② 轉輪除濕段控制：通過回風檢測的濕度與設定值比較，調節(jié)轉輪除濕的除濕量。調節(jié)轉輪除濕量即通過調節(jié)再生溫度完成。
③ 后冷后熱控制：通過回風檢測的溫度與設定值比較，調節(jié)后加熱（制冷）。3 方案確定
根據上訴控制流程，完成系統(tǒng)的控制，可以有 DDC 控制，PLC 控制和 LOGO!控制可選。
3.1 LOGO!控制與 DDC 控制的比較
LOGO!控制與 DDC 控制相比較具有諸多優(yōu)點.
① 完成上訴流程的控制，采用 DDC 控制,需用多個 DDC 才可完成，采用 LOGO!一個
主模塊加上相應擴展模塊即可實現。
主模塊加上相應擴展模塊即可實現。
② DDC 控制輸入輸出點少，LOGO!輸入輸出點多，開關量模擬量可自由配置。
③ DDC 控制功能單一，出廠后功能已固化，無法更改，LOGO!可以根據需要自行編寫用
戶程序，靈活性好。
戶程序，靈活性好。
④ DDC 無法擴展，LOGO!具有擴展功能。
⑤ DDC 顯示界面固定無法更改，LOGO!可以根據用戶需要自行設計參數修改設定界面和
報警界面。
報警界面。
3.2 LOGO!控制與 PLC 控制的比較
① PLC 不帶顯示屏，需配備文本或屏以實現用戶參數的設定功能。
② PLC 編程需采用計算機或專用編程器編寫和修改程序，LOGO!可以計算機編程也可現
場本體修改程序和參數。
場本體修改程序和參數。
③ 與 PLC 控制比較，LOGO!在轉輪除濕，恒溫恒濕這類點數少的系統(tǒng)中具有更高的性價
比。
比。
通過與 DDC 和 PLC 的比較，采用 LOGO!控制器作為轉輪除濕恒穩(wěn)恒濕機組的控制器。4 產品硬件配置機組預冷通過 LOGO!控制一 SQS65 水閥執(zhí)行器，控制通過冷水盤管的冰水流量。以實現降溫除濕的功能。
轉輪除濕通過 LOGO!控制一組再生電加熱器（SSR），調節(jié)再生溫度，控制轉輪除濕量。
后冷后熱通過通過 LOGO!控制一 SQS65 水閥執(zhí)行器調節(jié)冷水盤管冰水流量和一組電加熱器（SSR），調節(jié)后加熱的加熱量。
后冷后熱通過通過 LOGO!控制一 SQS65 水閥執(zhí)行器調節(jié)冷水盤管冰水流量和一組電加熱器（SSR），調節(jié)后加熱的加熱量。
根據控制流程要求，選用一 LOGO!24*作為主控制器加上一個 LOGO!DM812/24R,一個LOGOAM2PT100，一個 LOGO!AM2AQ2 三個擴展模塊。LOGO!外圍的安裝以及控制柜接線圖如 4，圖 5，圖 6 所示：
圖 4 控制柜結構
圖 5 LOGO!接線圖
圖 6 LOGO!安裝圖
LOGO!主模塊以及擴展模塊的電氣圖如圖 7，圖 8，圖 9 所示：
5 軟件開發(fā)
5.1 輸入輸出功能介紹
根據控制流程，LOGO!包括 6 個數字輸入，4 個模擬量輸入（兩個 0-10v，兩個電阻輸入），6 個數字量輸出（4 個繼電器，2 個晶體管驅動 SSR 固態(tài)繼電器），各輸入輸出功能如下表所示：
5.2 LOGO!程序說明
程序的編寫根據控制流程圖可以分為風機控制，預冷，再生轉輪，后冷后熱四個部分。
5.2.1 風機啟停控制
圖 10 風機轉輪控制程序
如圖 10 所示在處理風機（送風機）和再生轉輪無故障（I1=1,I3=1,I4=1）的前提下，無論選擇手動或是自動（I1=1 或 I2=1）,處理風機啟動（Q6=1），并延時（時間可以設置）后再生風機和轉輪電機啟動（Q7=1）。因為再生加熱的再生溫度一般都在 100 攝氏度以上，所以在停機時，只有再生轉輪無故障，再生轉輪的停止需延時（時間可以設置），當再生溫度低于安全溫度（溫度值可以根據實際情況設置）時，無論延時時間是否到，再生轉輪都將停止，若延時完成后，再生溫度依然高于安全溫度，再生轉輪將繼續(xù)運行散熱，直到溫度降至安全溫度以下停機，這樣可以確保機組安全停機。同時根據現場實際情況，停機的溫度以及延時時間均可以修改，非常靈活。
5.2.2 預冷控制
圖 11 預冷控制程序
如圖 11 所示，在處理風機運行的前提下，根據前冷溫度 PI 調節(jié)預冷水閥，以控制預冷溫度。
5.2.3 轉輪除濕控制
轉輪除濕量的控制是通過調節(jié)再生加熱控制再生溫度來實現的，轉輪除濕的除濕量隨再生溫度的增加而增大，再生溫度在 120～140 攝氏度之間時除濕效率最好。
5.2.3.1 PWM 功能程序
控制再生加熱通過 LOGO!控制一組電加熱（SSR）來實現的。
圖 12 PWM 控制
LOGO!OBA5 系列沒有 PWM 控制功能塊，在控制加熱時，需通過程序實現 PWM 功能，如圖 12 所示，為一段實現 PWM 的程序，B063 功能塊為 SSR 接通時間，B064 為斷開時間，在全開（M4=0）全關（M3=0）時，通過延時接通功能塊的引用功能可以實現接通和斷開時間的隨時根據溫度變化而變化；當高溫故障(I5=0)或風機(Q6=0)未啟動時，停止輸出；當全關（M3=1）時，加熱輸出；當全開（M4=1）時，加熱 100%接通，不再根據接通段開時間進行調整。從而實現 PWM 控制功能。
5.2.3.2 接通斷開時間程序實現
圖 13 通斷時間程序
圖 13 所示為一段溫度控制 PWM 接通斷開時間實現程序，AI1 為檢測輸入，B066 為設定值，BO71 為比例設定，下面舉一個實例說明。
假設溫度要控制在 120 攝氏度，將溫度設定 B066 設定為 120，將比例 B071（同時作為周期）設定為 10，當檢測溫度小于 110 攝氏度（120-10）時，B077 全開動作，這時加熱 100%工作，當檢測溫度大于 120 攝氏度，B076 全關動作，加熱將不工作；當檢測溫度大于 110 攝氏度，小于 120 攝氏度時（以 114 攝氏度為例），接通時間為 6 秒（120-114），關斷時間為 4 秒。以此類推，檢測溫度為 115 攝氏度時，接通時間為 5 秒，關斷時間為 5 秒。同時通過改變比例（B071）可以修改周期。結合圖 12 所示的 PWM 控制程序，實現PWM 控制。
5.2.3.3 轉輪除濕控制
轉輪除濕量的控制是通過控制再生溫度來實現的，因而在轉輪除濕控制時，要根據回風濕度和再生溫度同時控制再生加熱。在程序中的實現如圖 14 所示：
根據再生溫度控制有一個輸出，根據濕度控制有一個輸出，由圖 14 程序可以知道，無論是根據再生溫度還是根據濕度控制的輸出都有三種形式：“全開”，“全關”，“時間比
例”。圖 14 所示程序就是將兩個的輸出進行比較，最終以一個輸出控制再生電加熱的 SSR 固態(tài)繼電器。
例”。圖 14 所示程序就是將兩個的輸出進行比較，最終以一個輸出控制再生電加熱的 SSR 固態(tài)繼電器。
由圖 14 程序可知，通過再生溫度控制的輸出和濕度控制的輸出，只要有一個輸出為
“全關”，最終加熱控制輸出就為“全關”，當再生溫度控制和濕度控制的輸出都為“全開”
“全關”，最終加熱控制輸出就為“全關”，當再生溫度控制和濕度控制的輸出都為“全開”
時，最終加熱輸出就為全開，當再生溫度控制輸出和濕度控制輸出都是“時間比例”時，最終再生加熱控制輸出也為“時間比例”形式，其接通和關斷時間是將兩個輸出的關斷時間比較，最終再生加熱輸出的關斷時間取大值，接通時間取小值。
圖 14 轉輪除濕選擇控制程序
由于轉輪除濕效率最高是在再生溫度處于 120 攝氏度到 140 攝氏度之間時，所以在程序設計時有個“手動”,和“自動”兩種模式，處于自動模式時就根據圖 14 所示程序進行選擇，以便于機組節(jié)能，處于手動模式時轉輪除濕將只受再生溫度的控制，使再生轉輪工作在其除濕效率最大的再生溫度區(qū)域。轉輪除濕機組最大限度的除濕。此功能通過“模擬量多路復用器”功能塊實現。
機組后冷和后加熱的控制與上訴的預冷和再生溫度的控制相類似，這里不再重述，具體見附錄程序。
6 應用體會
LOGO！邏輯智能控制器，價格低廉、工作可靠、編程方便，公司在使用 LOGO!控制器以來，優(yōu)化了電路，提高了產品的可靠性，使不同系列的機組通過程序的改變做到了控制器的統(tǒng)一，減少了采購和維護人員的工作量。隨著LOGO! OBA6 系列控制器的的發(fā)布，新增的“PWM”功能塊可以代替實現 PWM 功能的程序，大大簡化 LOGO!程序;本體模擬量的輸入點數的增加可以減少模擬量擴展模塊，進一步降低生產成本；文本顯示器的推出使得 LOGO!板前安裝更為方便，文本中文字符顯示以及多語言切換，使得 LOGO!更為貼近中國的用戶；LOGO!程序存儲空間的加大，LOGO!的應用空間將更為廣泛。
參考文獻
[1] LOGO!手冊:西門子內部資料
[2] Micro 'n Power: 西門子內部資料
作者簡介：
李富生（1981-），男，上海荷迪思濕度控制設備有限公司，聯系方式：39808292 13764400256 left810414@163.com
