摘 要：根据工程实践,论述了侧吹风中送风温湿度、风量、控制方案以及西门子公司Joker控制器RWX7032、RWX5030在侧吹风空调系统中的应用。

一、前言

空调侧吹风是指空调冷却空气以垂直于丝条运行的方向流动。从生产工艺的要求来说,侧吹风应能在纺丝线上形成理想而稳定的温度分布,以利于丝条的固化成形。一般侧吹风空调的送风干球温度为（17~22）ºC±（0.5～1）ºC，相对湿度为（65~80）%RH±（3~5）%RH。在具体的工程中还应根据相应的生产品种设定合适的温湿度值。

侧吹风空调机是整个纺丝工艺过程中的关键设备 其指标影晌丝束凝固冷却成形，跟产品质量中的断裂强度等指标有着十分密切的关系。一旦侧吹风系统发生故障，产品的质量将受到严重影响，甚至会造成停产。可靠的侧吹风系统空调是生产的保证。本人在为香港枳泰公司设计的侧吹风系统空调系统中，采用了西门子公司Joker多功能控制器RWX7032、RWX5030，取得了较好的控制效果。

二、空调控制系统温度、相对湿度的调节机理

如图1所示，侧吹风空调系统所采用的组合式空调机组通常由混合段、初效过滤、一次加热段、中间段、喷淋段、表冷段、二次加热段、送风机段、中效过滤段、中间段、蒸汽加湿段、以及送风段等功能段组合而成。

图1可以看出，侧吹风系统是一个具有多输入、多输出（温度、相对湿度、流量等）的多变量控制系统，同时也是具有参数耦合、时变特性且难以建立准确数学模型的非线性系统。

空调系统的温度和相对湿度之间有耦合关系。所以首先要解决空气温、湿度之间的解耦。根据空气性质的特点，智能控制器使用了露点再热的控制方法，使对空气温度和湿度的分别控制转换为仅对温度的控制，并通过对温度的控制可以精确地控制湿度，即实现了温度、相对湿度间的解耦。

这种控制方法的总体思路是：首先使空气通过预加热（冬季）或表冷器（夏季）到达一个设定的露点温度，这时空气中所含水蒸汽量就确定了；然后再将空气进行二次加热到达被控制量的目标状态，其露点温度由被控空气的湿度设定值计算出来。

夏季室外新风与车间内回风按一定比例混合后，经喷淋室或表冷器冷却去湿到机器露点，然后再经二次加热器加热至送风状态点。另外，也可用表冷器先将混合后的空气冷却去湿到状态点，然后再经过喷淋室绝热加湿至机器露点。

冬季室外新风与车间回风按一定比例混合后，先经一次加热器加热，接着通过喷淋室将空气绝热加湿至机器露点，然后再由二次加热器加热到送风状态点。另外，也可将新、回风混合后直接由蒸汽加湿器等温加湿，然后再经二次加热器加热至送风状态点。 

三、侧吹风自动控制系统的实现

本系统采用冷水阀制冷、二级加热、蒸汽阀加湿，如图2所示，多功能控制器RWX7032的任务是送风温湿度控制，RWX5030的任务是新/回风混合比的调节，其中引脚Y2输出给变频器控制风压，引脚E实现风机联锁功能及压差保护动作，B4 、Q2实现变频器延时运转。

系统硬件配置如下：液晶显示Joker多功能控制器RWX62 -7032/5030、风管型温湿度传感器QFM65、组合式室内温湿度传感器QFA65、电动调节阀VV-/SK-6、风阀执行器G...B..6、冷水阀门/驱动器VVF40…/SQX62、蒸汽阀/驱动器VVF45…/SQX62、三相变频器SHF-15K。其中，传感器阵列包括送回风温湿度感器、压力传感器、新风温度传感器、露点温度传感器、初/中效过滤段的压差传感器，执行机构包括：新、回风窗的电动执行器（控制风窗开度），一、二次加热段的电动调节阀（二通阀，控制加热器蒸汽流量），表冷段的电动调节间三通阀（控制表冷器的冷水流量）。

1、送风温、湿度的控制

（1） Joker控制器RWX7032的特性

Joker控制器RWX7032是专门针对HVAC应用而设计的。Joker自带三个P、PI、PID控制回路，并且每一个回路皆有四套程序。

在舒适性方面，它具有以下功能：

·可远程设定参数；

·房间送风温度的串级控制；

·送风温度的最低限制；

·冷却、除湿的最大优先功能；

·白天/夜间设定值切换；

· 正反作用换功能（根据外界温度）。

在操作安全/保护方面，具有以下功能：

· 送风温度和湿度的最大限定功能；

· 两级防霜冻保护功能（用于送风管加热盘管）；

· 用于回风热回收设备的防结冰保护功能；

· 各开关量输出触点的延迟动作时间和重复动作最小间隔时间功能；

· 控制偏差越限报警。

（2）Joker温、湿度控制原理。

Joker控制器控制原理见图3。利用组合式室内温湿度传感器检测送风温度，将信号送至控制器RWX7032，控制器接收温度传感器信号并和设定温度相比较，输出加热信号控制加热器，制冷信号用于比较。夏季当温度高时开大冷水，降低送风温度使室温下降，冬天当送风温度低于设定值时调加热电动阀，使温度上升至控制范围。湿度控制：利用组合式室内温湿度传感器检测室内湿度，并将测量信号送至多功能控制器。控制器接收湿度传感器的信号并和设定湿度相比较，输出加湿信号控制加湿器，除湿信号用于比较。当室内湿度低于设定值时控制加湿器增大湿量；当湿度大于设定值时，关加湿器；当湿度仍然过高时则除湿信号与冷却信号进行比较，选取最大的信号，输出信号控制冷水调节阀。倘由此造成温度过低，则通过加热段将温度升高到设定值；倘由此造成湿度过低，则通过加湿段将湿度升高到设定值。

2、新/回风及排风风阀的开度比例调节

回风道内设置的组合式温度传感器分别检测新风/回风的温度，输入信号多功能控制器RXW5030输出相应的信号，控制新/回风及排风风阀的开度比例，调节新/回风混合比达到节能目的，冬、夏季保持最小新风量，过渡季尽可能利用室外新风。

3、对于风压的控制：采用变频控制,通过送风总管上的压差信号来控制变频柜的电源输出频率,以调节风机的转速,达到恒定的送风压力。

4、运行/待机切换功能： E有24VAC时，控制器进入待机状态，所有输出为0；E悬空开路时，控制器方进入自动控制模式，根据内部设置功能进行自动控制。故此，实行风机联锁功能时，要求风机停止时，E与G接通，风机运行时，E与G断开。

四、操作界面及参数设置:

1、操作界面：

Joker自带有LCD液晶显示屏，可方便地显示各被控制参数的实际值、设定值、输出状态、以及各种内部设置参数。直观性强，外形美观。Joker的安装极为方便，编程简单，易于调试，且自带仿真输出功能，无需专门的编程软件。其内置的集成软件功能强大，专门针对HVAC应用设计。

图4为温度+除湿界面，B1显示当前送风温度为11.9°C，Y1是送给加热电动阀的输出值，Y2是送给制冷电动阀的输出值，SEL为设定值12°C，除湿辅助输入，用于制冷，除湿优先级控制，下面的曲线为制冷正作用、加热反作用控制曲线，带死区控制。图5为湿度控制界面，B3表示当前湿度为79.9%RH，Y3为除湿输出，Q1为加湿输出，下面的曲线为湿度控制曲线。要改变温度和湿度设定值，可在提供的操作界面用箭头键进行操作。
2、参数设置

本系统部分参数设定如下：比例带值XP—10，积分时间TN—16s，微分时间常数—0s，控制器从加热结束到制冷开始的最小温度间隔XDZ—10°C, 除湿曲线的比例带值—20，采用MAXPRI控制，控制器从加湿结束到除湿开始的最小死区间隔XPZ— 2%RH，T1为控制器内部输出命令让Q1动作到Q1的触点真正动作的延迟时间。 

五、结束语

该系统被用在上海香港枳泰公司侧吹风系统空调系统中，由于采用了西门子公司Joker多功能控制器中，大大节约了工程成本和调试时间。 

运行表明，该系统稳定可靠，且调节迅速、控制精度高，经过几个过渡季节的长时间检验，其控制效果极佳。送风温度控制达到了±0.5°C，送风湿度控制达到±5%，送风压力控制达到了±1Pa，遇大扰动的过程时间不超过30s。

参考文献

[1]  清华大学，西安冶金建筑学院，同济大学等．空气调节[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,1985

[2]  满永奎,韩安荣,吴成东． 通用变频器及其应用[M]. 北京: 机械工业出版社,1995

[3]  历玉鸣．化工仪表与自动化, 第2版[M]，化学工业出版社，1991．

[4]  薛殿华．空气调节[M].北京: 清华大学出版社，1991．

[5]  蓝清华,吴文莺．合成纤维生产工艺原理[M].北京:中国石化出版社,1991.2　

[6]  林福海．化纤厂空气调节[M]. 北京: 中国纺织工业出版社, 1994.3　

[7]  纺织工业部设计院《化学纤维工厂设计》编写组.化学纤维工厂设计[M]. 北京: 中国纺织工业出版社,1984.