方冰

摘 要：針對空調(diào)的溫濕度控制精度低問題，本文設(shè)計了一種恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過可視化系統(tǒng)軟件在CARE環(huán)境下進行編寫，實驗結(jié)果表明設(shè)計的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、偏差較小，達到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的控制預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：恒溫恒濕；控制系統(tǒng)；CARE軟件

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，科學(xué)實驗室、電子工業(yè)廠房等對恒溫恒濕空調(diào)的需求逐漸增強。這是因為大量的實驗、測試、仿真分析、電子產(chǎn)品制造等對環(huán)境的溫濕度的要求較為嚴格。采用手動控制空調(diào)的溫濕度控制精度較低，無法進行實時查詢、記錄等功能。為了解決這一問題，本文設(shè)計了一種恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)設(shè)計相對簡單，系統(tǒng)故障發(fā)生率較低， 便于安裝和維護，現(xiàn)場使用效果顯著。

1.恒溫恒濕空調(diào)

一般來講空調(diào)都具有調(diào)節(jié)溫度和濕度的性能，然而一般空調(diào)濕度、溫度變化的偏差要求較低。本文設(shè)計的恒溫恒濕空調(diào)是一種工藝性空調(diào)，對室內(nèi)溫度和濕度的變化、區(qū)域偏差等具有嚴格的指標。恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)一般為四管制[1]，系統(tǒng)包括了通風(fēng)機、空氣過濾器、壓縮機、蒸發(fā)器以及冷凝器等，該系統(tǒng)具有制冷、換風(fēng)等功能，在設(shè)計過程中需要考慮風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)等因素，本文強度所設(shè)計的恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)，具有中央監(jiān)控功能?，F(xiàn)場控制器中安裝監(jiān)控程序，可以控制末端設(shè)備以及采集信號，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的全自動工作。

2.控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1硬件設(shè)計

恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件部分由溫濕度傳感器、上位機、控制器、預(yù)熱器等組成[2]。控制系統(tǒng)需要安裝一體式溫濕度傳感器[3]，預(yù)熱器水閥調(diào)節(jié)的主要用途是當溫度低于設(shè)定時，新風(fēng)閥門關(guān)閉，停止進風(fēng)，起到防凍作用?？刂破髦饕扇赏菁y表冷閥[4]；排風(fēng)閥執(zhí)行器及新風(fēng)閥執(zhí)行器均為浮點型ML6174E和調(diào)節(jié)型ML7174E，預(yù)熱器采用螺紋連接二通預(yù)熱、加熱閥，執(zhí)行器的型號為ML7420A、ML7421。

2.2軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)軟件設(shè)計主要分為下位機軟件和上位機軟件的設(shè)計，在現(xiàn)場應(yīng)用中，控制器需要面對本工程進行工作，控制器中的程序通過可視化系統(tǒng)軟件CARE在NT4.0操作系統(tǒng)環(huán)境下進行編寫[5]，程序運行后可以生成數(shù)據(jù)文檔，該系統(tǒng)軟件具有點連接和對話窗口等特點。可視化系統(tǒng)軟件CARE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，程序編寫過程中首先需要充分考慮工程組態(tài)、控制策略、開關(guān)邏輯以及時間程序，進而完成對現(xiàn)場控制器的程序編寫。

控制系統(tǒng)程序內(nèi)容主要包括五個部分：第一，確定控制目標，定義控制器中輸入輸出狀態(tài)；第二，按照邏輯關(guān)系設(shè)置開關(guān)閥門，在設(shè)置過程主要依據(jù)控制點之間的聯(lián)鎖關(guān)系進行編寫；第三，在各控制回路上選取正確的滯環(huán)、PID控制模塊等，并且確定回路參數(shù)值；第四，依據(jù)室外風(fēng)速等情況調(diào)節(jié)新回風(fēng)閥門，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能特性；第五，編寫風(fēng)機的開啟和停止時問程序。

在軟件系統(tǒng)的上位機設(shè)計部分，主要采用EBI中央監(jiān)控系統(tǒng)軟件，EBI軟件是一套集成管理的組件，主要包括了：火災(zāi)報警系統(tǒng)、財產(chǎn)保障管理系統(tǒng)以及安全保護管理系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)具有運行數(shù)據(jù)報表功能，通過便于無法理解的方式顯示監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此較為直觀、可靠。監(jiān)控系統(tǒng)可為用戶提供任意形式的預(yù)置表格：位置數(shù)據(jù)、歷史事件查詢、檔案數(shù)據(jù)搜索、報警時間間隔等。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲了詳細的設(shè)備溫度、濕度等參數(shù)的實時記錄，并且具有歷史數(shù)據(jù)保存功能。EBI軟件生成的開度變化趨勢圖可以顯示各個控制器在工作期間內(nèi)的情況，方便用戶進行查詢。此外，EBI軟件的報警系統(tǒng)覆蓋范圍廣，發(fā)生故障能夠及時報警，便于使用人員維修。

3.實驗

為了更好地確定恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性，本文選自在某中央空調(diào)系統(tǒng)上進行實驗，空調(diào)系統(tǒng)使用向上傳送和回傳溫濕度數(shù)據(jù)?？照{(diào)房間溫濕度階躍響應(yīng)曲線為圖1、2所示。曲線圖中不難發(fā)現(xiàn)，房間溫度在1.5小時后可以穩(wěn)定在22℃左右，偏差低于0.2℃；濕度的最大超調(diào)為4%，一個小時過后可以穩(wěn)定在60%范圍內(nèi)，偏差低于2%；實驗結(jié)果表明設(shè)計的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、偏差較小，達到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的控制預(yù)期效果。

4.結(jié)論

本文下位機軟件采用CARE系統(tǒng)軟件，充分考慮了工程組態(tài)、控制策略、開關(guān)邏輯以及時間程序，所編寫程序較簡單，具有較強的抗干擾能力。上位機采用EBI中央監(jiān)控系統(tǒng)軟件，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的控制系統(tǒng)可以達到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的控制預(yù)期效果。

參考文獻：

[1]邱育群，邱肇光.高精度恒溫恒濕空調(diào)的研發(fā)及試驗驗證.制冷與空調(diào)[J]，2006， 6（3）： 82-83.

[2]白建波，張小松，李舒宏等.基于RS-485 總線的高精度恒溫恒濕空調(diào)測控系統(tǒng)[J].電氣傳動，2005，35（8）： 44-46.

[3]聶玉強，李安桂.中央空調(diào)系統(tǒng)高效節(jié)能技術(shù)分析與應(yīng)用[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報： 中國電力出版，2010.21（14）：56-57.

[4]張桂芝.恒溫恒濕空調(diào)控制中存在的問題及對策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014.15：83

[5]蘇建鋒.恒溫恒濕空調(diào)不同工況下的自動控制[J].工程技術(shù)科技資訊，2011.26：57