專利名稱：基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)溫濕度調(diào)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
紡織車間空調(diào)系統(tǒng)的控制方法是在車間或回風(fēng)道內(nèi)設(shè)置溫濕度傳感器，根據(jù)傳感器的采樣值與設(shè)定值之間的偏差，由專用控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量、水閥開(kāi)度等執(zhí)行器，以達(dá)到控制紡織車間內(nèi)相對(duì)溫濕度的目的。紡織廠空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)象主要是空氣溫濕度，空調(diào)系統(tǒng)用以控制溫濕度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由以下部分構(gòu)成:新/回風(fēng)比例混合段、一次加熱段、噴淋擋水段、二次加熱段。控制對(duì)象為空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等，涉及新風(fēng)窗、回風(fēng)窗、噴淋室、加熱器、送風(fēng)機(jī)、同風(fēng)道等設(shè)備。空調(diào)控制系統(tǒng)目前主要有空調(diào)制冷系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。其中，車間自動(dòng)控制系統(tǒng)是車間空調(diào)控制系統(tǒng)中最重要和最基本的部分。車間空調(diào)控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、通訊計(jì)算、軟件技術(shù)等組成的自動(dòng)化綜合管理系統(tǒng)，對(duì)車間內(nèi)容的各種設(shè)備所要求的溫度、濕度以及工作情況等進(jìn)行綜合的自動(dòng)化控制和管理。傳感網(wǎng)技術(shù)是本世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇，其廣泛應(yīng)用將是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息革命。目前世界先進(jìn)國(guó)家都對(duì)傳感網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視。傳感網(wǎng)概念的出現(xiàn)，一系列相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大和延伸了基于互聯(lián)網(wǎng)的信息化系統(tǒng)，加強(qiáng)了在實(shí)時(shí)采集與處理數(shù)據(jù)的能力，可以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和物流，提升行業(yè)整體的信息化水平。作為自身消耗大量資源和能源的紡織工業(yè)，空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制等的傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用無(wú)疑是節(jié)能減排最直接的手段。紡織空調(diào)開(kāi)展節(jié)能、傳感網(wǎng)等新新技術(shù)的研究，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。

基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以推動(dòng)建立紡織空調(diào)控制的傳感網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，加快傳統(tǒng)行業(yè)的高新技術(shù)改造，加速紡織企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、節(jié)能降耗進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利針對(duì)上述存在問(wèn)題，提出了一種采用傳感網(wǎng)技術(shù)的恒溫恒濕紡織車間空調(diào)控制系統(tǒng)。恒溫恒濕紡織車間空調(diào)系統(tǒng)主要包括空調(diào)控制PLC單元、RFID讀寫單元、集中監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心以及GPRS移動(dòng)單元?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器采集到溫濕度值傳送到PLC，PLC根據(jù)溫濕度進(jìn)行焓值運(yùn)算和比較，PID運(yùn)算輸出到預(yù)熱器、新風(fēng)閥、二次回風(fēng)閥、噴淋水泵等執(zhí)行器，以便進(jìn)行溫濕度參數(shù)的調(diào)整。相關(guān)信息通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控中心。RFID讀寫單元通過(guò)RFID卡采集原材料信息或?qū)懭氤善沸畔ⅰ＜徔棛C(jī)械監(jiān)測(cè)單元采集如設(shè)備的振動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，關(guān)鍵部位的溫度等新信息。除塵機(jī)組控制單元采集除塵運(yùn)行機(jī)組信息，這些信息通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)送入集中監(jiān)控中心進(jìn)行分析判斷。集中監(jiān)控中心根據(jù)手機(jī)的上傳信息、相關(guān)原料信息和相應(yīng)的工藝流程，核實(shí)關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定是否合理，進(jìn)行智能控制運(yùn)算，如模糊智能控制等，然后反饋到現(xiàn)場(chǎng)PLC，校正各相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器的輸出。集中監(jiān)測(cè)中心可通過(guò)路由器有限通信方式將信息及畫面接入到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。集中監(jiān)控中心將一些相關(guān)信息傳輸?shù)絉FID讀寫單元，寫入到RFID芯片中。另外，集中監(jiān)測(cè)中心通過(guò)GPRS模塊將溫濕度、執(zhí)行器等信息隨時(shí)隨地?zé)o線送到移動(dòng)電腦或者手機(jī)等。通過(guò)構(gòu)建紡織車間空調(diào)智能綜合平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車間溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控，了解空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)原料和成品的智能化識(shí)別，同時(shí)實(shí)時(shí)跟蹤紡織機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等?；谥悄軅鞲芯W(wǎng)技術(shù)的恒溫恒濕紡織車間空調(diào)控制系統(tǒng)，主要有主控PLC單元、RFID讀寫單元、集中監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心以及GPRS移動(dòng)單元組成，其特征在于:空調(diào)控制PLC單元設(shè)有可編制控制器PLC，PLC連接文本顯示器；輸入模塊連接新風(fēng)溫濕度傳感器，車間溫濕度傳感器，壓力傳感器，水溫傳感器和開(kāi)關(guān)量輸入單元，開(kāi)關(guān)輸入單元連接各變頻器的報(bào)警輸出信號(hào)；輸出模塊連接新風(fēng)閥、制冷器、加熱器、回風(fēng)機(jī)、噴淋水泵、送風(fēng)機(jī)、加濕器；空調(diào)控制單元PLC、RFID讀寫單元、紡織機(jī)械監(jiān)控單元、除塵機(jī)組監(jiān)控單元通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)與集中監(jiān)控中心相連；集中監(jiān)控中心的電腦內(nèi)設(shè)GPRS模塊，采用無(wú)線通信方式，與各地遠(yuǎn)程電腦或者手機(jī)相連；集中監(jiān)控中心還可以通過(guò)有線電纜連接路由器，并連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。所述的集中 監(jiān)控中心運(yùn)行上位機(jī)軟件，可實(shí)時(shí)顯示打印各工藝參數(shù)，能實(shí)時(shí)顯示，各設(shè)備故障報(bào)警；且軟件配有模糊控制智能軟件包和開(kāi)放的數(shù)據(jù)交換接口。 所述的空調(diào)控制PLC單元有手動(dòng)、半自動(dòng)及全自動(dòng)三種運(yùn)行模式，通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)與集中監(jiān)控中心相連；送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)和噴淋水泵可運(yùn)行于手動(dòng)及自動(dòng)方式。所述的除塵機(jī)組控制單元收集除塵運(yùn)行機(jī)組信息，通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)與集中監(jiān)控中心進(jìn)行交互。PLC連接各處的測(cè)量模塊，獲取室外新風(fēng)、室內(nèi)車間溫濕度參數(shù)、水溫及室內(nèi)壓力，通過(guò)焓值計(jì)算，露點(diǎn)計(jì)算等，以執(zhí)行PID控制算法，輸出給風(fēng)機(jī)、水泵所需要的合理運(yùn)行頻率，控制各處的風(fēng)閥到合適的開(kāi)度，最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)能和降耗。各溫濕度參數(shù)、水溫及壓力，各風(fēng)閥開(kāi)度、風(fēng)機(jī)頻率以及水泵頻率可由文本顯示器顯示。


圖1為本發(fā)明的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2為紡織車間中機(jī)臺(tái)環(huán)形組網(wǎng)方式圖3為本發(fā)明的核心組成部件
具體實(shí)施例方式基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施示例如圖2和圖3所示。其中圖2表示了紡織車間中機(jī)臺(tái)環(huán)形組網(wǎng)方式，圖3顯示了基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的核心部件。基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的核心部件包括:傳感器模塊1、顯示模塊2、控制模塊3、按鍵處理模塊4、網(wǎng)絡(luò)控制模塊5及電源模塊6?？刂颇K3與傳感器模塊1、顯不模塊2、按鍵處理模塊4、網(wǎng)絡(luò)控制模塊5及電源模塊6相連；電源模塊6還與傳感器模塊1、顯示模塊2、按鍵處理模塊4及網(wǎng)絡(luò)控制模塊5相連，用于為傳感器模塊1、顯示模塊2、控制模塊3、按鍵處理模塊4及網(wǎng)絡(luò)控制模塊5供電?？刂颇K3可采用單片機(jī)P1C16F648A作為主控制芯片，負(fù)責(zé)與傳感器模塊I進(jìn)行通訊，獲得溫濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行保存，以及根據(jù)獲得的溫濕度數(shù)據(jù)生成顯示數(shù)據(jù)，提供給連接的顯示模塊2進(jìn)行顯示，與網(wǎng)絡(luò)控制模塊5中的網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)進(jìn)行通訊，完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的解析?？刂颇K3還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)顯示及控制界面操作、鍵盤輸入等處理工作。其中，控制模塊3獲得的溫濕度數(shù)據(jù)可保存在單片機(jī)中ο當(dāng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊5中的網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)獲得網(wǎng)絡(luò)查詢請(qǐng)求時(shí)，從控制模塊3的單片機(jī)中讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)程傳輸，響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)查詢請(qǐng)求?？刂颇K3通過(guò)單片機(jī)的通用異步串行接口與網(wǎng)絡(luò)控制模塊5連接。傳感器模塊I用于采集溫濕度，可采用SHT-XX數(shù)字溫濕度傳感器。SHT-xx數(shù)字溫濕度傳感器的精度高，溫度精度可達(dá)到0.5度，濕度精度可達(dá)到正負(fù)5%。測(cè)量速度快，溫度監(jiān)測(cè)范圍為40-123度，濕度監(jiān)測(cè)范圍為0% -100%。傳感器模塊I可通過(guò)括接件與控制模塊3相連，以便于更換傳感器模塊，從而通過(guò)更換傳感器模塊獲得不同精度的采集數(shù)據(jù)?？刂颇K3可通過(guò)傳感器模塊I中的單片機(jī)P1C16F648A的兩個(gè)10 口與SHT_xx數(shù)字溫濕度傳感器進(jìn)行連接。單片機(jī)P1C16F648A通過(guò)10 口同傳感器模塊I通訊，獲得傳感器模塊I采集的溫濕度數(shù)據(jù)。傳感器模塊I每5秒鐘采集一次數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)控制模塊5通過(guò)TCP-1P協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程交換交互，從而不僅可通過(guò)TCP-1P網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、采集地點(diǎn)及溫濕度數(shù)據(jù)上下限 位進(jìn)行設(shè)置，也可通過(guò)TCP-1P網(wǎng)絡(luò)接受遠(yuǎn)程基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的采集請(qǐng)求，并告知控制模塊3在本地直接采集溫濕度數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)解析WEB協(xié)議數(shù)據(jù)，使得遠(yuǎn)程基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器顯示本地環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)控制模塊5包括網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)P1C18F2525及與網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)P1C18F2525相連的網(wǎng)絡(luò)芯片ENC28J60。網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)P1C18F2525通過(guò)通訊端口與網(wǎng)絡(luò)芯片ENC28]60連接。網(wǎng)絡(luò)芯片ENC28]60通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器連接到RJ45網(wǎng)絡(luò)括座。基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)控制模塊通過(guò)TCP-1P協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集、傳輸，使得基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)便于組網(wǎng)，通過(guò)現(xiàn)有非常廣泛的局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等TCP-1P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速組網(wǎng)布置，即可通過(guò)TCP-1P網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，在本地基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)顯示遠(yuǎn)程基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)采集到的溫濕度數(shù)據(jù)。組網(wǎng)數(shù)量和距離同互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，具有較大的組網(wǎng)數(shù)量和較遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)采集距離。而且可以通過(guò)通用的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器讀取采集的環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，因此，基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)可單臺(tái)使用，也可組網(wǎng)巡檢使用，安裝簡(jiǎn)便、且不受網(wǎng)絡(luò)其他基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)的故障影響，組網(wǎng)情況下工作性能更加穩(wěn)定。因此，上述基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)具有精度高、本地顯示、超限報(bào)警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、查詢方便、支持多種方式查詢、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣、易于遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視等優(yōu)點(diǎn)。上述實(shí)施例提供的基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)還可采用網(wǎng)絡(luò)供電模塊供電以降低功耗，通過(guò)更換傳感器模塊提高數(shù)據(jù)采集精度?；谥悄軅鞲芯W(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)功耗低，可采取網(wǎng)絡(luò)供電模塊供電、內(nèi)部集成網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器，可通過(guò)瀏覽器直接讀取采集數(shù)據(jù)。即可單臺(tái)使用，也可組網(wǎng)使用。
權(quán)利要求
1.基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括自動(dòng)采集空氣的溫度和濕度信號(hào)的溫濕度傳感器模塊、智能信號(hào)處理模塊、用于和終端設(shè)備進(jìn)行通信的無(wú)線通信模塊以及電源供應(yīng)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器模塊包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高精度集成測(cè)溫元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括紡織空調(diào)溫濕度·監(jiān)測(cè)裝置、終端設(shè)備以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種基于智能傳感網(wǎng)技術(shù)的紡織空調(diào)溫濕度控制系統(tǒng)，其包括自動(dòng)采集空氣的溫度和濕度信號(hào)的溫濕度傳感器模塊、信號(hào)智能處理模塊、用于和終端設(shè)備進(jìn)行通信的無(wú)線通信模塊以及電源供應(yīng)模塊；所述的傳感器模塊的輸出端連接智能信號(hào)處理模塊的輸入端，所述的智能信號(hào)處理模塊的輸出端連接無(wú)線通信模塊的輸入端，電源供應(yīng)模塊和所述溫濕度傳感器模塊、智能信號(hào)處理模塊和無(wú)線通信模塊連接為它們提供電能。本發(fā)明的空氣溫濕度監(jiān)測(cè)有機(jī)的結(jié)合，可以和任何終端設(shè)備組合使用，可擴(kuò)展性好，可以應(yīng)用于任何環(huán)境下的溫濕度監(jiān)測(cè)和管理?？諝鉁貪穸缺O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用上述空氣溫濕度監(jiān)測(cè)裝置。
文檔編號(hào)F24F11/00GK103234260SQ201310155990
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者范琥躍, 鮑建民, 毛鑒新, 許有慶 申請(qǐng)人:無(wú)錫長(zhǎng)江精密紡織有限公司