关于恒温恒湿空调控制的分析

方冰

摘 要：针对空调的温湿度控制精度低问题，本文设计了一种恒温恒湿空调控制系统，该控制系统通过可视化系统软件在CARE环境下进行编写，实验结果表明设计的控制系统性能稳定、偏差较小，达到恒温恒湿空调系统的控制预期效果。

关键词：恒温恒湿；控制系统；CARE软件

引言

随着科学技术的高速发展，科学实验室、电子工业厂房等对恒温恒湿空调的需求逐渐增强。这是因为大量的实验、测试、仿真分析、电子产品制造等对环境的温湿度的要求较为严格。采用手动控制空调的温湿度控制精度较低，无法进行实时查询、记录等功能。为了解决这一问题，本文设计了一种恒温恒湿空调控制系统，该控制系统设计相对简单，系统故障发生率较低， 便于安装和维护，现场使用效果显著。

1.恒温恒湿空调

一般来讲空调都具有调节温度和湿度的性能，然而一般空调湿度、温度变化的偏差要求较低。本文设计的恒温恒湿空调是一种工艺性空调，对室内温度和湿度的变化、区域偏差等具有严格的指标。恒温恒湿空调系统一般为四管制[1]，系统包括了通风机、空气过滤器、压缩机、蒸发器以及冷凝器等，该系统具有制冷、换风等功能，在设计过程中需要考虑风系统和水系统等因素，本文强度所设计的恒温恒湿空调控制系统，具有中央监控功能。现场控制器中安装监控程序，可以控制末端设备以及采集信号，实现控制系统的全自动工作。

2.控制系统设计

2.1硬件设计

恒温恒湿空调控制系统的硬件部分由温湿度传感器、上位机、控制器、预热器等组成[2]。控制系统需要安装一体式温湿度传感器[3]，预热器水阀调节的主要用途是当温度低于设定时，新风阀门关闭，停止进风，起到防冻作用。控制器主要采取两通螺纹表冷阀[4]；排风阀执行器及新风阀执行器均为浮点型ML6174E和调节型ML7174E，预热器采用螺纹连接二通预热、加热阀，执行器的型号为ML7420A、ML7421。

2.2软件设计

控制系统软件设计主要分为下位机软件和上位机软件的设计，在现场应用中，控制器需要面对本工程进行工作，控制器中的程序通过可视化系统软件CARE在NT4.0操作系统环境下进行编写[5]，程序运行后可以生成数据文档，该系统软件具有点连接和对话窗口等特点。可视化系统软件CARE系统结构，程序编写过程中首先需要充分考虑工程组态、控制策略、开关逻辑以及时间程序，进而完成对现场控制器的程序编写。

控制系统程序内容主要包括五个部分：第一，确定控制目标，定义控制器中输入输出状态；第二，按照逻辑关系设置开关阀门，在设置过程主要依据控制点之间的联锁关系进行编写；第三，在各控制回路上选取正确的滞环、PID控制模块等，并且确定回路参数值；第四，依据室外风速等情况调节新回风阀门，实现系统的节能特性；第五，编写风机的开启和停止时问程序。

在软件系统的上位机设计部分，主要采用EBI中央监控系统软件，EBI软件是一套集成管理的组件，主要包括了：火灾报警系统、财产保障管理系统以及安全保护管理系统。该软件系统具有运行数据报表功能，通过便于无法理解的方式显示监控系统数据，因此较为直观、可靠。监控系统可为用户提供任意形式的预置表格：位置数据、历史事件查询、档案数据搜索、报警时间间隔等。在系统数据库中存储了详细的设备温度、湿度等参数的实时记录，并且具有历史数据保存功能。EBI软件生成的开度变化趋势图可以显示各个控制器在工作期间内的情况，方便用户进行查询。此外，EBI软件的报警系统覆盖范围广，发生故障能够及时报警，便于使用人员维修。

3.实验

为了更好地确定恒温恒湿空调控制系统的稳定性和实用性，本文选自在某中央空调系统上进行实验，空调系统使用向上传送和回传温湿度数据。空调房间温湿度阶跃响应曲线为图1、2所示。曲线图中不难发现，房间温度在1.5小时后可以稳定在22℃左右，偏差低于0.2℃；湿度的最大超调为4%，一个小时过后可以穩定在60%范围内，偏差低于2%；实验结果表明设计的控制系统性能稳定、偏差较小，达到恒温恒湿空调系统的控制预期效果。

4.结论

本文下位机软件采用CARE系统软件，充分考虑了工程组态、控制策略、开关逻辑以及时间程序，所编写程序较简单，具有较强的抗干扰能力。上位机采用EBI中央监控系统软件，保证系统安全稳定工作。实验结果表明，所设计的控制系统可以达到恒温恒湿空调系统的控制预期效果。

参考文献：

[1]邱育群，邱肇光.高精度恒温恒湿空调的研发及试验验证.制冷与空调[J]，2006， 6（3）： 82-83.

[2]白建波，张小松，李舒宏等.基于RS-485 总线的高精度恒温恒湿空调测控系统[J].电气传动，2005，35（8）： 44-46.

[3]聂玉强，李安桂.中央空调系统高效节能技术分析与应用[J].重庆建筑大学学报： 中国电力出版，2010.21（14）：56-57.

[4]张桂芝.恒温恒湿空调控制中存在的问题及对策[J].科技创新与应用，2014.15：83

[5]苏建锋.恒温恒湿空调不同工况下的自动控制[J].工程技术科技资讯，2011.26：57