一种总装车间返修区排风机控制管理系统和方法
技术领域
本发明涉及控制系统领域，尤其涉及一种总装车间返修区排风机控制管理系统和方法。
背景技术
当前汽车行业总装返修区是车辆初次启动检测区域，车辆尾气排放依靠抽排风机装置进行集中收集处理，目前均设置单独人工启动抽排风机，一般返修区大约30台抽排风机组成(行业方案一)，现状每天需员工逐个手动开启/关闭共10次(上班、上午休、午休、下班、下午休)，造成每天间接性风机多运行，导致全年能源浪费；返修区对应周末返修车辆风机开启使用过剩，运行时间处于失控状态，造成能源浪费。
在车辆的生产车间建设时，未考虑到尾气抽排风机按自动运行控制进行管理，通过员工进行全日10余次的进行启停人工干预等方式进行管路，效果不理想，存在精度不足，能源浪费，具体为以下缺点：1)人工对多台台风柜进行逐一开启、停止，存在工时浪费；2)返修车辆时周末无对风机启停进行责任管控，任何人员可随意开启风柜；3)生产排产变更，生产时段及非生产时段无法确认，只能通过人员进行干预管理；以上问题点主要归纳为3点：存在能源较大、较明显的浪费，其操作起来费时费力，效果不佳。
申请号为201510893488X的专利文献公开了一种智能开关系统及其控制方法,智能开关系统包括:多个无线AP设备,其分别设置于多个区域内,并配置为统计通过其连入无线网络的终端设备的个数；开关系统，其与各所述区域内的用电装置电连接，并配置为控制各区域的电力的关断和接通；控制器，其与各所述无线AP设备和所述开关系统电连接，并配置为根据接收自各所述无线AP设备所统计出的终端设备的个数信息,向所述开关系统发送控制相应区域的电力的接通或关断的电信号。本发明所提供的智能开关系统能够根据无线AP设备所连接的终端设备的数量，控制相应区域内的用电装置的电力的接通和关断。但是还是没能有效解决上述的问题。
因而现有的总装车间返修区排风机控制系统存在不足，还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种总装车间返修区排风机控制管理系统和方法，能够实现总装车间的抽排风机的自动控制，确保抽排风机的启闭精准控制，减少能源浪费。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种总装车间返修区抽排风机控制管理系统，包括总闸控制装置、多个分闸控制装置以及多个风机开关控制器；
所述总闸控制装置包括总闸电源、PLC控制器和交换机；所述总闸电源用于向所述PLC控制器和所述交换机供电，所述PLC控制器用于通过交换机向所述分闸控制装置输送控制信号；
所述分闸控制装置包括分闸电源、接口模块、功率模块和多个输出模块；所述分闸电源用于向所述接口模块和所述功率模块供电；多个所述输出模块均分别与所述接口模块、所述功率模块连接；多个所述接口模块分别与所述交换机连接；所述输出模块与至少一个所述风机开关控制器连接；
每个所述风机开关控制器与一个风机连接，用于控制所述风机的启动与关闭。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述功率模块包括功率正压端和功率负压端，通过所述功率正压端和所述功率负压端均与所述输出模块连接。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述输出模块包括远程IO芯片、多个继电器；所述远程IO芯片具有多个远程端口，均与所述功率正压端连接；每个所述继电器的一端与一个所述远程端口连接，另一端与所述功率负压端连接。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述继电器具有常开开关和常闭开关；
所述风机开关控制器包括停止装置和检修开关；所述常闭开关和所述停止装置串联形成断开回路，所述断开回路一端与电源连接，另一端通过所述检修开关与风机连接；所述常开开关与所述断开回路并联，独自形成启动回路。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，每个所述风机开关控制器中的所述常开开关和所述常闭开关分别来自两个所述继电器。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述接口模块包括接口端子和接口芯片；所述接口端子与所述接口芯片连接；所述接口芯片与所述远程IO芯片连接。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述分闸控制装置还包括输入模块，与所述接口模块和多个所述输出模块分别连接，用于检测风机运行状态信息，并将所述状态信息反馈到所述总闸控制装置，同时还用于接收手动输入控制指令，驱动所述输出模块。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述总闸控制器还包括输入装置，所述输入装置为触摸屏。
优选的所述总装车间返修区抽排风机控制管理系统，所述交换机与所述接口模块之间通过RJ45网线连接。
一种用于所述的总装车间返修区抽排风机控制管理系统的总装车间返修区排风机控制管理方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将风机运行策略表和管理拓扑关系表输入到总闸控制装置中；所述风机运行策略表包括风机序号、运行时间；所述管理拓扑关系表包括风机序号、风机与所述分闸控制装置之间的归属关系；
S2、PLC控制器读取所述风机运行策略和所述管理拓扑关系，在预定运行时间，通过所述交换机发送带有相应的风机序号、开启或关闭信息的控制信号；
S3、所有的所述分闸控制装置接收到所述控制信号，判定所述风机序号是否为所辖区域风机的风机序号，若是，则开启或关闭相应的开关控制器；若否，则无操作。
相较于现有技术，本发明提供的一种总装车间返修区排风机控制管理系统和方法，本发明通过所述总闸控制装置使用PLC控制器通过所述分闸控制装置对所有的风机开关控制器进行控制，实现对总装车间中的抽排风机的控制管理，无需人工介入干预，大大节省了工时成本及能源浪费情况；在实现自动控制的同时，还能通过所述分闸控制装置手动控制每个风机的开启与关闭，功能丰富。
附图说明
图1是本发明提供的总装车间返修区抽排风机控制管理系统结构框图；
图2是本发明提供的总闸控制装置的结构框图；
图3是本发明提供的分闸控制装置的结构框图；
图4是本发明提供的输出模块的电路图；
图5是本发明提供的开关控制器的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1-图5，本发明提供一种总装车间返修区抽排风机控制管理系统，包括总闸控制装置1、多个分闸控制装置2以及多个风机开关控制器3；
所述总闸控制装置1包括总闸电源11、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器12和交换机13；所述总闸电源11向所述PLC控制器12和所述交换机13供电，所述PLC控制器12通过交换机13向所述分闸控制装置2输送控制信号；优选的，所述PLC控制器的优选型号为CPU315F-2；
所述分闸控制装置2包括分闸电源25、接口模块21、功率模块22和多个输出模块23；所述分闸电源25向所述接口模块21和所述功率模块22供电；多个所述输出模块23均分别与所述接口模块21、所述功率模块22连接；多个所述接口模块21分别与所述交换机13连接；
多个所述风机开关控制器3根据管理拓扑关系与相应的所述输出模块23连接，分别于多个风机连接，控制风机的启动与关闭。
具体的，所述总闸控制装置1用于通过驱动所述分闸控制装置2进而驱动所述风机开关控制器3，在所述风机开关控制器3被驱动的情况下，则控制风机的启动与关闭，实现总装车间返修区中抽排风机的自动控制。本实施例中，所述风机为抽排风机；所述PLC控制器12为本领域常用的PLC控制装置，其控制方式和内部运行机制也是本领域的常用方法，不做赘述；在本实施例中，请着重参阅图2，所述PLC控制器12通过端口P0连接到所述交换机13的端口P1，然后所述交换机13通过其他的端口P2-P8(图2中)与所述多个分闸控制器2连接，在本实施例中，所述分闸控制器2中只进行所述PLC控制器12发出的控制信号是否用于控制本分闸控制2所辖的风机开关控制器3，功能相当于所述PLC控制器12的外延，所述交换机13用于将所述PLC控制器12输出的控制信号同时发送到多个所述分闸控制装置2上，为本领域的常用技术手段，不做赘述；所述接口模块21分别与所述交换机13通信连接，采用的通信连接方式，为本领域常用的技术手段，例如，使用RJ45网线连接，或者RS485通信，或者RS232通信，优选通信方式是使用RJ45网线通信。优选的，所述总闸电源11和所述分闸电压为相同的变压电源，均为输入市电，输出24V电压的变压电源，当然，在具体实施中，也可以使用其他的电压值输出变压器，能够维持所述总闸控制装置1和所述分闸控制装置2正常工作即可，即此处所述变压电源的型号选择是以所述总闸控制装置1和所述分闸控制装置2的需求选用。
相应的，本发明还提供一种用于所述的总装车间返修区抽排风机控制管理系统的总装车间返修区排风机控制管理方法，包括步骤：
S1、将风机运行策略表和管理拓扑关系表输入到总闸控制装置1中；所述风机运行策略表包括风机序号、运行时间；所述管理拓扑关系表包括风机序号、风机与所述分闸控制装置2之间的归属关系；
S2、PLC控制器12读取所述风机运行策略和所述管理拓扑关系，在预定运行时间，通过所述交换机13发送带有相应的风机序号、开启或关闭信息的控制信号；
S3、所有的所述分闸控制装置2接收到所述控制信号，判定所述风机序号是否为所辖区域风机的风机序号，若是，则开启或关闭相应的开关控制器；若否，则无操作。
具体的，所述风机运行策略和所述管理拓扑关系表是根据现场实施中的实际需求将风机与所述分闸控制装置2之间的归属关系记录，并将每台风机进行编号，同时，将每台风机需要开启与关闭的时间点进行确定和记录，然后分别合成得到；例如，可以在现场实施中，设置1个所述总闸控制装置1、6个所述分闸控制装置2、34个风机，即34个开关控制器，按照既定的拓扑结构进行装设，6个所述分闸控制装置2与1个所述总闸控制装置1分别连接，34个开关控制器分别与6个所述分闸控制装置2连接，即形成相应的管理拓扑关系，同时34个风机分别编号为1-34号，再根据每台风机的运行时段，得到风机运行策略表。优选的，将所述风机运行策略和所述管理拓扑关系，输入到所述PLC控制器12中，在调用时，所述PLC控制器12实时检测时间，到了预定时间，就通过所述交换机13发送带有相应的风机序号以及开启或断开信息的控制信号，此时，所有的所述分闸控制装置2均受到所述控制信号，都开始判定所述风机序号是否为本分闸控制装置2所辖的风机序号，若有，就按照所述开启或关闭信息将相应的风机开启或关闭，否则就不执行任何操作。这样，就可以实现所有的风机按照既定的风机运行策略进行自动工作，不需要人工参与，方便快捷，同时，由于不受人工控制，可以精准控制风机运行的时间，这样就可以避免人工控制的时候，可能忘记关闭，或者运行时段超时的情况发生，有效的节省能源。
作为优选方案，本实施例中，所述功率模块22包括功率正压端(未示图)和功率负压端GD02_V-(图4中)，通过所述功率正压端和所述功率负压端GD02_V-向所述输出模块23供电。具体的，所述分闸电源25向所述功率模块22供电，所述功率模块22向所述输出模块23输出电源，使所述输出模块23正常运行。
作为优选方案，本实施例中，所述输出模块23包括远程IO芯片U1、多个继电器CR；所述远程IO芯片U1具有多个远程端口(图4中，端口1-8)，与所述功率正压端连接；每个所述继电器CR的一端与一个所述远程端口连接，另一端与所述功率负压端GD02_V-连接，此时所述远程IO芯片U1通过所述接口模块接收到的所述PLC控制器12传输的控制信号进而控制接通相应的所述远程端口与所述功率模块22中所述功率正压端的通路，实现相应的所述继电器CR上电。
作为优选方案，本实施例中，所述继电器CR具有常开开关K2和常闭开关K1；在图4中，继电器CR为多个，以CR的标号(A01-A06，B01-B02)相区别；这里的，每个所述继电器CR均具有所述常开开关K2和所述常闭开关K1；优选的，所述继电器CR的型号为
RXM2LB2BD；
所述风机开关控制器3包括停止装置31和检修开关32；所述常闭开关K1和所述停止装置31串联形成断开回路，所述断开回路一端与电源连接，另一端通过所述检修开关32与风机连接；所述常开开关K2与所述断开回路并联，独自形成启动回路。所述停止装置31为关断装置，所述停止装置31用于断开电路，起到保护作用。
具体的，所述输出模块23通过所述远程IO芯片U1控制对所述继电器CR(多个继电器中的一个)的供电与否，实现控制相应的所述风机开关控制器3的开启与否，在所述继电器CR不被供电时，所述风机开关控制器3上的所述断开回路中的所述常闭开关K1为闭合状态，所述启动回路中的所述常开开关K2处于打开状态，此时所述风机开关控制器3为关闭状态，进而所述风机不工作；当所述继电器CR上电后，所述断开回路上的所述常闭开关K1打开，所述启动回路中的所述常开开关K2闭合，此时所述风机开关控制器3为启动状态，进而风机开始通电工作。一般情况下，所述继电器CR上包括两种开关，分别为常开开关K2和常闭开关K1，在本实施例中，可以使用一个继电器CR控制一个所述风机开关控制器3，即一个所述风机开关控制器3中的所述断开回路中的所述常闭开关K1和所述启动回路中的常开开关K2来自同一个所述继电器CR；也可以使用两个继电器CR控制一个所述风机开关控制器3，即一个所述风机开关控制器3中的所述断开回路中的所述常闭开关K1来自一个继电器CR(例如CRA01)，所述启动回路中的所述常开开关K2来自另一个继电器CR(例如CRA02)，这样在启动所述风机开关控制器时，需要同时将两个继电器CR上电，才能控制所述风机开关控制器为启动状态，极大实现安全性。
作为优选方案，本实施例中，多个所述继电器CR中，部分(例如，所述继电器CR序号为A01、A03、A05)仅具有常开开关，另一部分(例如，所述继电器CR序号为A02、A04、A06)仅具有常闭开关；每个所述风机开关控制器3受两个所述继电器CR控制。
作为优选方案，本实施例中，所述接口模块21包括接口端子(未示图)和接口芯片(未示图)；所述接口端子与所述接口芯片连接；所述接口芯片与所述远程IO芯片U1连接。
具体的，所述接口端子与所述交换机13连接，用于接收所述PLC控制器输出的控制信号，所述接口芯片用于对所述控制信号中的风机序号在本装置所辖风机的序号中进行匹配，若是匹配得到，就向所述远程IO芯片输送所述风机序号信息，所述远程IO芯片U1按照所述风机序号信息为相应的继电器CR供电或不供电，即可实现所述开关控制器的启动或关闭。当然，往往所述PLC控制器12发出的控制信号中，可能存在多个风机序号，依次匹配，即可，不做限定。
作为优选方案，本实施例中，所述分闸控制装置2还包括输入模块24，与所述接口模块21和多个所述输出模块23分别连接，用于检测风机运行状态信息，并将所述状态信息反馈到所述总闸控制装置1，同时接收手动输入控制指令，驱动所述输出模块23。
具体的，此处所述输入模块24用于现场在临时需要控制风机启动或关闭的情况下，可以使用所述输入模块24进行手动控制。优选的，所述输入模块24为触屏控制器或启动关闭按钮。同时，所述输入模块24还检测所述风机的运行状态，并将运行状态数据发送到所述总闸控制装置1中，用于所述总闸控制装置1对风机运行能够实时监控。所述运行状态数据包括风机的温度、环境温度等数据。
作为优选方案，本实施例中，所述总闸控制器还包括输入装置(未示图)，所述输入装置为触摸屏。所述触摸屏的优选型号为6AV2124-0JC001。
作为优选方案，本实施例中，所述交换机13与所述接口模块21之间通过RJ45网线连接。
作为优选方案，本实施例中，所述分闸控制装置2上的所述接口模块21具有接收端口(未示图)和分流端口(未示图)，所述接收端口与所述交换机13连接，所述分流端口用于连接其他所述分闸控制装置2的接口模块21。具体的，在现场操作中，往往多个所述分闸控制装置2与所述总闸控制装置1的距离不是相同的，在远近不一的情况下，就近连接原则能够有效降低成本，所述分闸控制装置2的所述分流端口在于其他所述分闸控制装置2的接口模块21连接时，直接将接收到的控制信号通过所述分流端口转发到下一个所述分闸控制装置2上，实现控制信号的在所有所述分闸控制装置上的同步接收。
综上所述，针对人工干预风机开启流程，进行节能环保降本设计，可以将返修区域内的多台风机使用远程IO芯片及网线链接起来进行集中按预定时间准确控制管理，设计制作智能管控系统，可自定义快速选择及编辑生产排班时段进行自动高精准零误差的开启/关闭控制，避免了人员干预延迟及遗忘等问题，并针对周末了风机开启时段申请。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
