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自動(dòng)化恒溫恒濕箱上解決方案
作者：
時(shí)間：2013-04-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
恒溫恒濕箱主要是針對于電工、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、運輸、使用時(shí)的適應性試驗。該試驗設備主要用于對產(chǎn)品按照國家標準要求或用戶(hù)自定要求，在低溫、高溫、高溫高濕例行條件下，對產(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(guò)檢測，來(lái)判斷產(chǎn)品的性能，是否仍然能夠符合預定要求，以便供產(chǎn)品設計、改進(jìn)、鑒定及出廠(chǎng)檢驗用。恒溫恒濕試驗箱外形如圖1所示。 
圖1 恒溫恒濕試驗箱
2 系統設計
2.1 工藝描述
設備主要由制冷系統、加熱系統、除濕系統、加濕系統、水箱、恒溫恒濕箱體等主要部分組成。設備以PLC與溫度控制器自動(dòng)化平臺，系統集成溫度傳感器、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。使用溫度傳感器獲得溫度的感應電壓，直接接入至一臺溫度控制器中，根據自動(dòng)整定獲得的PID參數，輸出0-10V的線(xiàn)性電壓對加熱系統進(jìn)行控制。使用濕度傳感器獲得濕度的感應電壓，直接接入另一臺溫度控制器中，根據自動(dòng)整定獲得的PID參數，采用PWM控制方法控制固態(tài)繼電器按照計算得出的通斷頻率，從而調節加濕系統開(kāi)關(guān)的導通時(shí)間，達到使箱體內濕度恒定的目的。
2.2控制內容及功能要求
加熱系統啟動(dòng)后，制冷系統則跟隨啟動(dòng)，同時(shí)，溫度控制器按照自動(dòng)整定好的PID參數輸出0-10V的線(xiàn)性電壓，來(lái)控制加熱系統的輸出比例，從而按照周期變化后，最終使溫度的當前值恒定在設定值的正負0.1度之內。
加濕系統啟動(dòng)后，除濕系統則跟隨啟動(dòng)，同時(shí)，溫度控制器按照自動(dòng)整定好的PID參數，采用PWM控制方法控制固態(tài)繼電器按照計算得出的通斷頻率，從而調節加濕系統開(kāi)關(guān)的導通時(shí)間，最終使濕度的當前值恒定在設定值的正負0.3%之內。 當濕度的設定值在規定范圍內，則加濕控制閥門(mén)按照預先設定的開(kāi)關(guān)百分比，對加濕控制閥門(mén)進(jìn)行控制，并顯示開(kāi)關(guān)閥門(mén)的狀態(tài)與當前開(kāi)度。
系統具有液位報警信號，采集到液位報警信號后，可根據工作前設定的報警等級，對整個(gè)系統進(jìn)行停機處理或僅顯示報警信息等處理，并可以對產(chǎn)生報警信號的時(shí)間進(jìn)行記錄，以備日后檢查使用。并且設定有報警屏蔽開(kāi)關(guān)，即報警屏蔽開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，當系統產(chǎn)生報警的時(shí)候，系統只顯示報警信息，當時(shí)報警器不發(fā)出聲響。
觸摸屏中設置有可對自動(dòng)整定好的PID參數進(jìn)行微調的頁(yè)面，當溫度控制器自動(dòng)整定的參數并不能完全符合控制要求時(shí)，可以手動(dòng)輸入PID參數，即使溫度控制器再次執行自動(dòng)整定的功能，也并不影響PID參數。
系統可對當前的溫度與濕度每隔一個(gè)固定時(shí)間存盤(pán)一次，存儲在U盤(pán)中，并可在計算機中使用Excel工具軟件打開(kāi)查看。系統中采用的傳感器可隨時(shí)變更，以滿(mǎn)足不同型號與工藝的產(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(lèi)型并對相關(guān)參數進(jìn)行設定即可。系統具有照明燈開(kāi)關(guān)按鈕，當需要照明時(shí)，打開(kāi)照明燈開(kāi)關(guān)按鈕，延時(shí)固定時(shí)間后，照明燈自動(dòng)關(guān)閉。系統中溫濕度的控制共采用單段控制與分段控制兩種模式，當使用單段控制時(shí)，系統將溫濕度穩定在設定值的偏差范圍內即可；當使用分段控制時(shí)，啟動(dòng)啟動(dòng)后自動(dòng)按第一段設定參數執行，當當前值在設定值允許的偏差范圍內且每分鐘的波動(dòng)度、達到穩定時(shí)間后，系統自動(dòng)切換到第二段參數執行，依次類(lèi)推，以滿(mǎn)足同類(lèi)產(chǎn)品在不同溫濕度段的檢測工作。
3 臺達自動(dòng)化產(chǎn)品解決方案
3.1 人機界面
HMI采用臺達A系列觸摸屏實(shí)現精致細膩的互動(dòng)顯示操作，多種語(yǔ)言自由切換，大量圖元圖庫，功能強大的在線(xiàn)、離線(xiàn)仿真功能，配方趨勢及數據存儲、打印功能可滿(mǎn)足各種工藝需求。 溫濕度控制畫(huà)面如圖2所示。系統參數畫(huà)面如圖3所示。曲線(xiàn)記錄畫(huà)面如圖4所示。溫控參數自整定畫(huà)面等不再羅列。 
圖2 溫濕度控制畫(huà)面
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