關于恒溫恒濕空調控制的分析

方冰

摘 要：針對空調的溫濕度控制精度低問題，本文設計了一種恒溫恒濕空調控制系統，該控制系統通過可視化系統軟件在CARE環境下進行編寫，實驗結果表明設計的控制系統性能穩定、偏差較小，達到恒溫恒濕空調系統的控制預期效果。

關鍵詞：恒溫恒濕；控制系統；CARE軟件

引言

隨著科學技術的高速發展，科學實驗室、電子工業廠房等對恒溫恒濕空調的需求逐漸增強。這是因為大量的實驗、測試、仿真分析、電子產品制造等對環境的溫濕度的要求較為嚴格。采用手動控制空調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，本文設計了一種恒溫恒濕空調控制系統，該控制系統設計相對簡單，系統故障發生率較低， 便于安裝和維護，現場使用效果顯著。

1.恒溫恒濕空調

一般來講空調都具有調節溫度和濕度的性能，然而一般空調濕度、溫度變化的偏差要求較低。本文設計的恒溫恒濕空調是一種工藝性空調，對室內溫度和濕度的變化、區域偏差等具有嚴格的指標。恒溫恒濕空調系統一般為四管制[1]，系統包括了通風機、空氣過濾器、壓縮機、蒸發器以及冷凝器等，該系統具有制冷、換風等功能，在設計過程中需要考慮風系統和水系統等因素，本文強度所設計的恒溫恒濕空調控制系統，具有中央監控功能。現場控制器中安裝監控程序，可以控制末端設備以及采集信號，實現控制系統的全自動工作。

2.控制系統設計

2.1硬件設計

恒溫恒濕空調控制系統的硬件部分由溫濕度傳感器、上位機、控制器、預熱器等組成[2]。控制系統需要安裝一體式溫濕度傳感器[3]，預熱器水閥調節的主要用途是當溫度低于設定時，新風閥門關閉，停止進風，起到防凍作用。控制器主要采取兩通螺紋表冷閥[4]；排風閥執行器及新風閥執行器均為浮點型ML6174E和調節型ML7174E，預熱器采用螺紋連接二通預熱、加熱閥，執行器的型號為ML7420A、ML7421。

2.2軟件設計

控制系統軟件設計主要分為下位機軟件和上位機軟件的設計，在現場應用中，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軟件CARE在NT4.0操作系統環境下進行編寫[5]，程序運行后可以生成數據文檔，該系統軟件具有點連接和對話窗口等特點。可視化系統軟件CARE系統結構，程序編寫過程中首先需要充分考慮工程組態、控制策略、開關邏輯以及時間程序，進而完成對現場控制器的程序編寫。

控制系統程序內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；第二，按照邏輯關系設置開關閥門，在設置過程主要依據控制點之間的聯鎖關系進行編寫；第三，在各控制回路上選取正確的滯環、PID控制模塊等，并且確定回路參數值；第四，依據室外風速等情況調節新回風閥門，實現系統的節能特性；第五，編寫風機的開啟和停止時問程序。

在軟件系統的上位機設計部分，主要采用EBI中央監控系統軟件，EBI軟件是一套集成管理的組件，主要包括了：火災報警系統、財產保障管理系統以及安全保護管理系統。該軟件系統具有運行數據報表功能，通過便于無法理解的方式顯示監控系統數據，因此較為直觀、可靠。監控系統可為用戶提供任意形式的預置表格：位置數據、歷史事件查詢、檔案數據搜索、報警時間間隔等。在系統數據庫中存儲了詳細的設備溫度、濕度等參數的實時記錄，并且具有歷史數據保存功能。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的情況，方便用戶進行查詢。此外，EBI軟件的報警系統覆蓋范圍廣，發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控制系統的穩定性和實用性，本文選自在某中央空調系統上進行實驗，空調系統使用向上傳送和回傳溫濕度數據。空調房間溫濕度階躍響應曲線為圖1、2所示。曲線圖中不難發現，房間溫度在1.5小時后可以穩定在22℃左右，偏差低于0.2℃；濕度的最大超調為4%，一個小時過后可以穩定在60%范圍內，偏差低于2%；實驗結果表明設計的控制系統性能穩定、偏差較小，達到恒溫恒濕空調系統的控制預期效果。

4.結論

本文下位機軟件采用CARE系統軟件，充分考慮了工程組態、控制策略、開關邏輯以及時間程序，所編寫程序較簡單，具有較強的抗干擾能力。上位機采用EBI中央監控系統軟件，保證系統安全穩定工作。實驗結果表明，所設計的控制系統可以達到恒溫恒濕空調系統的控制預期效果。

參考文獻：

[1]邱育群，邱肇光.高精度恒溫恒濕空調的研發及試驗驗證.制冷與空調[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測控系統[J].電氣傳動，2005，35（8）： 44-46.

[3]聶玉強，李安桂.中央空調系統高效節能技術分析與應用[J].重慶建筑大學學報： 中國電力出版，2010.21（14）：56-57.

[4]張桂芝.恒溫恒濕空調控制中存在的問題及對策[J].科技創新與應用，2014.15：83

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