基于PLC控制的恒温恒湿空调系统.docx

基于PLC控制的节能型恒温恒湿控制系统设计
王兆明，张萃，王治刚
（吉林大学应用技术学院，吉林长春130022）
摘要：随着世界资源的不断减少，节能越来越显示出其重要性。中国北方大部分地区冬、春、秋季室外温度较低，可以达到对通信、银行等大型控制机房进行降温的标准。本文研究的节能型恒温恒湿控制系统采用欧姆龙CP1H型PLC具有良好的控制性能和稳定性，利用14℃以下时的环境低温降低室内温度的方法，在吉林省白山市网通经过一年的运行，与同功率空调比较节能达到55%。
关键词：PLC控制恒温恒湿控制室外空气节能
ThestudyonEnergy-SaveConstantHumidityandTemperatureControlSystemBasedonPLC
WANGZhao-ming,ZHANGCui,WANGZhi-gang
（Schoolofapplicationtechnology,JilinUniversity,Changchun,130022）
Abstract：Consideringtheimportanceofhighperformanceandstabilityofhumidityandtempraturecontrolsysteminlargecentercontrolroom,especiallyforcomunicationsystemandbanksystem,anenergy-saveconstanthumidityandtempraturecontrolsystemwasdesigned.InthatsystemthePLCwasusedtoensurehighcontrolperformanceandstability；SCMtofinishlong-rangedigitaltransmisstionofhumidityandtempraturevalues；Thecontrolwayoftakingincoolairtolowertheindoortempraturewhenitwaslowerthan14℃outsidetosaveenergyeffectively.
Keywords：PLCcontrol；constanthumidityandtemprature；energysave；digitaltransmission

0引言
通信系统、银行等联网系统在国民经济发展中起着至关重要的作用，对其工作稳定性要求极高，一旦发生故障，经济损失巨大。这些系统的核心机房中有大量的电子设备，室温过高或湿度过小都会导致系统发生电路故障。恒温恒湿空调在机房中起到至关重要的作用，每个系统均有多套空调同时二十四小时运行，消耗大量的电能。一般机房要求温度控制范围在22℃～24℃之间，有东北地区，一年中室外温度低于14℃的时间大约有75%，完全可以用来对机房内的温度进行调节。本系统正是在这样的前提下开发的，与传统的空调相比不但节约了大量的能源，而且压缩机年平均工作时间出大大的减少，提高了设备的使用寿命。本系统采用PLC作为核心控制单元，工作稳定性好，抗干扰性强。本系统采用的温湿度采用的温湿度变送器为数字量传送，传送距离远，不受到过程干扰，控制精度高。
1系统硬件组成
本系统以欧姆龙CP1H型PLC为核心，以触摸屏为人机界面。温度和湿度经过传感器转换后，由单片机处理成数字信号，再经RS485总线传送给PLC，在PLC中将数据处理后，应用PID控制方式进行控制。通过控制压缩机、加湿阀、风机及风阀达到恒温恒湿的目的。其结构框图如图1所示。

图1节能恒温恒湿空调系统结构图
1.1温湿度传感器设计
2.1湿度采集
湿敏传感器是将湿度和电容相关联。在某一短时间内，时间t＝1/RC；同时t＝1/f，所以可知，频率和电容成正比【1】。图2所示为湿敏传感器的电容——湿度变化曲线。

图2湿敏传感器的电容——湿度变化曲线
取线性比较平稳的中间段，得出一条简单的湿度和电容之间的变化公式：
％RH=2.254*Hz-263.7
在下位机处理过程中，由AT89C2051的计数器自动完成。原理图中采用两个555，来产生脉冲，打开单片机中断，只要单片循环一次，在这很短的时间内，T0,T1分别对自己的计数器进行脉冲采集，T0-T1即为两个计数器的差值。其中一路用来作为参照基值，用来消除由于温度或电源波动形成的干扰。
2.2温度采集
温度采集用DS18b20传感器,该传感器将温度信号直接转变为数字信号，精度等级为0.0625度，该传感器是单总线形式，信息经过单线接口送入DS1820或从送出，因此从CPU到DS1820仅需连接一条线。
图3所示为温湿度采集电路的原理图。在电路中为了补偿电源波动和温度变化而产生的影响，采用了双时基电路，然后用计数器0和计