活仕防磁柜_货舱通风除湿系统的动态数学模型

通风除湿系统在船舶货运中起着重要作用，目前我国设计制造的出口货船基本上都成套引进通风除湿设备和控制装置，既增加了制造成本，同时也增加了设计中各种设备选型的困难．为了促进国外引进设备和技术的消化吸收，提高我国自行设计的船舶的国产化程度，我们对大连造船新厂引进的货船货舱通风除湿系统进行了深入研究和实船试验，根据流体动力学和热力学建立了系统在各种工作模式下货舱温度、湿度、压力等参数变化的动态数学模型［1］，研制开发了仿真软件包，在此基础上提出了货船货舱通风除湿系统监控部分的国产化方案，包括系统硬件设备组成、控制系统工作原理等．该仿真软件已在大连造船新厂获得成功的应用，为通风除湿系统的设计和设备选型提供了依据．

1　通风除湿系统流程及设备配置

1.1　系统流程
　　活仕防磁柜新闻 如图1，在机舱安装两台除湿机DHU1和DHU2；货船共有10个货舱，CHD1S～10S和CHD1E～10E分别为各舱右舷和左舷气动风门，它们与货舱左右舷的通风管道连接．在通风管道入口有轴流式可调螺距风机CS1和CSE1；大气由进风口OAG1经气动风门OAD1与风机CS1入口相连，机舱空气经入口PFD1与CS1相连．MAD1～6为手动调风门，它们连接CSE1和除湿机间的管道；H1和H2分别为除湿机排风罩和货舱进排风罩．

1.2　系统主要设备
　　除湿机DHU1和DHU2：吸收入口湿空气中的水分排向大气；除湿后的干空气进入货舱除湿．除湿机可自动或手动控制，自动控制时，系统通过比较货舱相对湿度的测量值与期望值，自动判断启动或停止除湿机；也可根据需要手动启动一个或两个除湿机除湿．
　　风机CS1和CSE1：作为货舱通风除湿的供风和排风机．风机可在控制台遥控其启动或停止，并可调节其流量．
　　各舱气动风门CHD1S～10S和 CHD1E～10E：可自动或手动开关，自动控制时，系统通过比较货舱相对湿度的测量值与期望值，判断应该开或关舱门；也可在控制台遥控其开关．
　　温度和湿度传感器：置于各货舱底部和顶部、以及风机、除湿机等处，将测量信号传送到控制台进行数据处理和显示．

2　仿真软件设计

　　根据建立的货舱通风除湿系统的动态数学模型，我们在Windows95环境下采用VisualC++［2,3］编制了仿真软件，以下拉菜单为框架，以对话框实现人机交互和初始参数输入，以流程图显示除湿机和各货舱的工作状态和参数变化，以曲线的形式描述各舱温度和湿度的变化趋势，通过对系统和用户消息的响应来完成本系统的启动、仿真、打印、退出等功能．
2.1　参数输入设计
　　实现通风除湿系统仿真需要的初始参数包括大气和各货舱的温度、湿度、压强，各舱舱门控制状态、系统工作模式、风机参数等．为了使用户输入参数方便快速，设计了多个对话框，在整个运行过程中，用户可通过键盘和鼠标输入或修改参数，各参数被存入到相应的数据结构中．为了防止用户误操作，程序还设置了检错功能．
　　通风除湿系统涉及的主要设备是除湿机和风机，为了方便实际设计中对设备的选型，在软件包中设计了除湿机和风机特性对话框，用户可以模拟各种不同型号的除湿机和风机的除湿效果，进行设备选型．
2.2　画面设计
　　画面用于实时显示系统工作流程和状态，动态更新仿真数据和参数变化趋势．画面包括系统总流程、除湿机流程、各单舱流程图、趋势画面、以及总趋势画面．
　　总流程图动态显示系统工作模式、仿真时间、各舱实时参数(温度、相对湿度、流入流出气体的质量流量)．
　　除湿机流程显示除湿机的工作状态、风机入口和出口的温度和相对湿度值，用户可在画面上利用鼠标启动或关闭除湿机，或切换到温度湿度历史趋势画面．
　　单舱流程显示该舱实时参数变化和运行状态，运行时可随时在画面中直接修改或设置该舱的状态和参数．
　　趋势画面以曲线的形式直观地描述各舱的温度和相对湿度的变化趋势，同时显示各时刻的参数值，方便了除湿系统设计人员的分析．
2.3　实船实验
　　为了提高仿真结果的准确性和全面性，使理论分析与实践紧密结合，我们分别在自然通风和除湿机除湿两种工作模式下，对通风除湿系统进行了实验，了解系统的动态变化过程、除湿机和风机的工作情况；获取了建模需要的各关键位置上的压强、流速、温度、湿度等数据，这些实验数据给出的温度和湿度变化趋势同时作为仿真调试的依据．
2.4　货舱参数计算
　　参数计算是整个仿真系统的核心，根据建立的货舱通风除湿系统的动态数学模型［1］，编制了不同工作模式下的计算子程序，根据用户选择的工作模式，循环计算货舱参数变化，并实时显示．所有时刻的参数均以文件的形式存储，以便设计人员分析．在循环计算过程中程序随时检测用户消息，进行参数修改、曲线打印等．

3　货舱通风除湿监控系统组成方案

　　根据系统流程和控制要求，设计货舱通风除湿控制系统的计算机监控部分，系统关键硬件设备如除湿机等仍采用进口设备，以增加运行可靠性，其它硬件设备在国内市场上购置，以降低成本，并加快开发速度．国产化的初期工作主要是开发整个货舱通风除湿控制系统的全套控制软件，对硬件系统进行组装、调试，实现交船运行．

3.1　控制器
　　控制器是监控系统进行实时数据采集、监视、控制决策、输出控制信号的单元，是整个货舱通风除湿监控系统的核心．控制器可采用可编程序控制器(PLC)或STD工业控制机．
　　可编程序控制器采用瑞典SattControll公司的Sattcon15x型 PLC，它具有强大的数据输入输出及过程监控能力：配套接口有A/D转换器、模拟量输入输出转换器、数字量输入输出转换器，可处理128个模拟量输入信号，64个模拟量输出信号，512个数字输入/输出信号；具有4个串行口，可进行8路PID控制，并可通过编程进行各种顺序控制和逻辑控制．该PLC编程方便，特别是借助DOX05软件包，可直接通过PC机利用类似于宏汇编的程序语言编程来简化软件的开发过程．
　　STD工业控制机采用80386 或80486CPU，其操作系统和软件环境与一般的PC机完全兼容，使得监视控制软件完全可以用高级程序语言(如C语言)编程，从而大大减少软件的开发周期，提高软件的可扩展性和可维护性．
3.2　报警显示操作面板
　　报警操作面板置于驾驶HTTP/1.1 200 OK Server: Huadun-Server/3.0 Content-Length: 375 Content-type: text/html /> -->