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　　摘 要：本文主要介紹在恒溫恒濕箱電氣控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)公司EH2系列PLC、A系列觸摸屏、DTC系列溫度控制器、Modbus總線通訊等組成的集監(jiān)視、采集、控制、打印功能于一體的控制系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：溫度 濕度 例行試驗(yàn)

　　1 引言

　　恒溫恒濕箱主要是針對(duì)于電工、電子產(chǎn)品，以及其元器件，及其它材料在高溫、低溫、濕熱的環(huán)境下貯存、運(yùn)輸、使用時(shí)的適應(yīng)性試驗(yàn)。該試驗(yàn)設(shè)備主要用于對(duì)產(chǎn)品按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求或用戶自定要求，在低溫、高溫、高溫高濕例行條件下，對(duì)產(chǎn)品的物理以及其他相關(guān)特性進(jìn)行環(huán)境模擬測試，測試后，通過檢測，來判斷產(chǎn)品的性能，是否仍然能夠符合預(yù)定要求，以便供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改進(jìn)、鑒定及出廠檢驗(yàn)用。恒溫恒濕試驗(yàn)箱外形如圖1所示。

圖1 恒溫恒濕試驗(yàn)箱

　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 工藝描述

　　設(shè)備主要由制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、水箱、恒溫恒濕箱體等主要部分組成。設(shè)備以PLC與溫度控制器自動(dòng)化平臺(tái)，系統(tǒng)集成溫度傳感器、濕度傳感器、觸摸屏、固態(tài)繼電器等，組成恒溫恒濕箱電氣控制系統(tǒng)。使用溫度傳感器獲得溫度的感應(yīng)電壓，直接接入至一臺(tái)溫度控制器中，根據(jù)自動(dòng)整定獲得的PID參數(shù)，輸出0-10V的線性電壓對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行控制。使用濕度傳感器獲得濕度的感應(yīng)電壓，直接接入另一臺(tái)溫度控制器中，根據(jù)自動(dòng)整定獲得的PID參數(shù)，采用PWM控制方法控制固態(tài)繼電器按照計(jì)算得出的通斷頻率，從而調(diào)節(jié)加濕系統(tǒng)開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，達(dá)到使箱體內(nèi)濕度恒定的目的。

　　2.2控制內(nèi)容及功能要求

　　加熱系統(tǒng)啟動(dòng)后，制冷系統(tǒng)則跟隨啟動(dòng)，同時(shí)，溫度控制器按照自動(dòng)整定好的PID參數(shù)輸出0-10V的線性電壓，來控制加熱系統(tǒng)的輸出比例，從而按照周期變化后，最終使溫度的當(dāng)前值恒定在設(shè)定值的正負(fù)0.1度之內(nèi)。

　　加濕系統(tǒng)啟動(dòng)后，除濕系統(tǒng)則跟隨啟動(dòng)，同時(shí)，溫度控制器按照自動(dòng)整定好的PID參數(shù)，采用PWM控制方法控制固態(tài)繼電器按照計(jì)算得出的通斷頻率，從而調(diào)節(jié)加濕系統(tǒng)開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，最終使?jié)穸鹊漠?dāng)前值恒定在設(shè)定值的正負(fù)0.3%之內(nèi)。 當(dāng)濕度的設(shè)定值在規(guī)定范圍內(nèi)，則加濕控制閥門按照預(yù)先設(shè)定的開關(guān)百分比，對(duì)加濕控制閥門進(jìn)行控制，并顯示開關(guān)閥門的狀態(tài)與當(dāng)前開度。

　　系統(tǒng)具有液位報(bào)警信號(hào)，采集到液位報(bào)警信號(hào)后，可根據(jù)工作前設(shè)定的報(bào)警等級(jí)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行停機(jī)處理或僅顯示報(bào)警信息等處理，并可以對(duì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行記錄，以備日后檢查使用。并且設(shè)定有報(bào)警屏蔽開關(guān)，即報(bào)警屏蔽開關(guān)打開時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警的時(shí)候，系統(tǒng)只顯示報(bào)警信息，當(dāng)時(shí)報(bào)警器不發(fā)出聲響。

　　觸摸屏中設(shè)置有可對(duì)自動(dòng)整定好的PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)的頁面，當(dāng)溫度控制器自動(dòng)整定的參數(shù)并不能完全符合控制要求時(shí)，可以手動(dòng)輸入PID參數(shù)，即使溫度控制器再次執(zhí)行自動(dòng)整定的功能，也并不影響PID參數(shù)。

　　系統(tǒng)可對(duì)當(dāng)前的溫度與濕度每隔一個(gè)固定時(shí)間存盤一次，存儲(chǔ)在U盤中，并可在計(jì)算機(jī)中使用Excel工具軟件打開查看。系統(tǒng)中采用的傳感器可隨時(shí)變更，以滿足不同型號(hào)與工藝的產(chǎn)品使用，即使產(chǎn)品采用的傳感器不同，只需在觸摸屏中修改傳感器的類型并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定即可。系統(tǒng)具有照明燈開關(guān)按鈕，當(dāng)需要照明時(shí)，打開照明燈開關(guān)按鈕，延時(shí)固定時(shí)間后，照明燈自動(dòng)關(guān)閉。系統(tǒng)中溫濕度的控制共采用單段控制與分段控制兩種模式，當(dāng)使用單段控制時(shí)，系統(tǒng)將溫濕度穩(wěn)定在設(shè)定值的偏差范圍內(nèi)即可;當(dāng)使用分段控制時(shí)，啟動(dòng)啟動(dòng)后自動(dòng)按第一段設(shè)定參數(shù)執(zhí)行，當(dāng)當(dāng)前值在設(shè)定值允許的偏差范圍內(nèi)且每分鐘的波動(dòng)度、達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)切換到第二段參數(shù)執(zhí)行，依次類推，以滿足同類產(chǎn)品在不同溫濕度段的檢測工作。

　　3 臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品解決方案

　　3.1 人機(jī)界面

　　HMI采用臺(tái)達(dá)A系列觸摸屏實(shí)現(xiàn)精致細(xì)膩的互動(dòng)顯示操作，多種語言自由切換，大量圖元圖庫，功能強(qiáng)大的在線、離線仿真功能，配方趨勢及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印功能可滿足各種工藝需求。 溫濕度控制畫面如圖2所示。系統(tǒng)參數(shù)畫面如圖3所示。曲線記錄畫面如圖4所示。溫控參數(shù)自整定畫面等不再羅列。

圖2 溫濕度控制畫面

圖3 系統(tǒng)參數(shù)畫面

圖4 曲線記錄畫面

　　3.2 PLC主機(jī)

　　臺(tái)達(dá)EH2系列PLC高速處理速度，工程量值轉(zhuǎn)換功能，支持浮點(diǎn)運(yùn)算，多軸同動(dòng)，內(nèi)置Modbus總線通訊方式。

　　3.3 溫度控制

　　臺(tái)達(dá)DTC系列溫度控制器，集成Modbus總線，高度的集成化，便于集成于控制柜內(nèi)，設(shè)定簡單，控制溫度高。

　　3.4 系統(tǒng)通訊

　　快速的Modbus通訊，簡化了觸摸屏與PLC、溫度控制器之間的繁瑣接線，消除了常規(guī)控制方式所帶來的種種不安全潛在因素，不需要改變?nèi)魏谓泳€的多模式自由切換方式使控制更為簡單，信息的實(shí)時(shí)反饋確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

　　4 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)采用了臺(tái)達(dá)自動(dòng)化全套解決方案。具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)： 通過Modbus通訊控制方式，不但有效降低了成本、減少了客戶工作量，而且為以后系統(tǒng)的擴(kuò)展及更新提供了方便的條件;完善的故障檢測功能，保證設(shè)備運(yùn)行可靠;人性化的編程軟件，給客戶編程工作帶來了極大的方便;新的控制系統(tǒng)不僅給客戶帶來了成本的極大優(yōu)化，而且替換下了客戶原有使用的單片機(jī)控制系統(tǒng)，使溫度與濕度控制以及邏輯控制均可集成在控制箱體內(nèi)，極大的節(jié)約了安裝空間，并且PLC的靈活性能更好的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了客戶在行業(yè)中的競爭力;依靠臺(tái)達(dá)大陸子公司中達(dá)電通強(qiáng)大的銷售與售后支持網(wǎng)絡(luò)，使客戶的設(shè)備在任何地方均可享受快捷、便利、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。