智能型恒温恒湿控制系统的使用效果分析

张移珍

(科惠（佛冈）电路有限公司，511600)

智能型恒温恒湿控制系统的使用效果分析

张移珍

(科惠（佛冈）电路有限公司，511600)

随着经济与科技的不断发展，很多行业对室内加工与生产的环境要求也越来越高，特别是电子行业，例如芯片生产工厂和PCB印刷线路工厂，恒温恒湿已经逐渐成为工业领域中不可或缺的加工环境，很多精密的仪器和生产工艺都必须处于恒温恒湿环境中，以保证其正常运行和生产。本文以PCB印刷线路生产工艺对恒温恒湿要求出发，从恒温恒湿控制系统的设计、温度与湿度的调节以及智能自动控制系统三个方面，分析智能型恒温恒湿控制系统的使用效果。

智能型；恒温恒湿；PCB印刷线路工艺；DDC控制

前言：现阶段，我国电子发展非常迅猛，在PCB印刷线路中，越来越追求产品的质量，而生产过程中的环境条件会对产品质量产生很大影响，所以，对恒温恒湿控制系统的要求越来越高。传统的恒温恒湿空调在控制室内温湿度时，通常采用的是压缩机频繁启动、对电加热与加湿器进行控制等方法，这些方法不仅耗费的能源较多，控制效果不佳，对电网与机器本身寿命也会造成不同程度的影响，导致维修费用高，因此，智能型恒温恒湿控制系统应运而生。

1 恒温恒湿控制系统设计

1.1 系统要求

在PCB行业中，恒温恒湿控制要求，相对湿度一般要求控制在50%±5，温度控制在20℃±2，洁净度根据不同的车间其要求等级不同。要求等级分为千级、万级、十万级。内外层干菲林工序一般要求千级，因为其线路密集，且属于线路板中的隐蔽工程，洁净度越高，对温湿度的控制标准就越高，需要温湿度曲线波动小，在中值运行。绿油工序要求万级。

1.2 系统的冷热源选择

在南方，冷源的选择和负荷计算及其关键，冷源不断要负担降温作用，还要负担除湿作用。从温湿度要求的数值来分析，结合空气焓湿图，可以分析出，机器露点温度需要控制在10摄氏度以下，而表冷器在进水过程中的温度则需要在8摄氏度以下，其除湿效果才明显。为了能够产生低温水，智能恒温恒湿系统在冷源的选择方面，以往都运用的是二乙醇水溶液为主的冷水机组。随着制冷技术的发展，现在一般都选在氟利昂冷水机组，冷却介质采用普通自来水，机组温度一般控制在7℃，且使用水作为冷却介质，不但安全，而且方便处理控制。以夏季室外温度为基础，计算出系统的最大冷负荷，选择冷量足够的冷水机组，为了固定资产的合理利用，一般把舒适性空调系统的冷量算在一起。

热源选择方面，为了达到操作方面与节约能源和固定资产投资等目的，在南方PCB印刷线路工厂里，因为南方温度较高，加热使用率较低，没有锅炉的一般选择普通电加热丝；在北方，一般利用锅炉产生的热源，减少专门针对恒温恒湿的投资，减小恒温恒湿空调机组的体积，方便安装和控制。

1.2 风系统和水系统

空气处理机组的组成装置相对复杂，主要有混合段、加湿段、检修段、冷却段、预热段、检修段、风机段、再热段等组成。系统中还在检修段中增加了均流装置与传感器，以提升控制过程中的精确度，混合段中设置有调节风门，对新回风比例不仅可以做到电动设定，也可以进行手动调节。新风管与送风管两个装置构成了通风系统，可以根据生产过程中的具体要求与环境情况来调节风量。洁净室内部尽量不要有抽风装置，以免浪费冷量，且对洁净室的正压有严重的负面作用。

恒温恒湿风柜中的水系统也至关重要，为了节能需求，一般设计有两套水系统，新风系统单独冷却，效率较高，且对室内的温湿度平衡影响最小。新风系统的冷却管和二次风系统的冷却管上都要安装自动调节阀门和手动调节阀门，自动调节的阀门接入到DDC或者PLC等自动控制系统，根据温度反馈信号，自动控制水系统；手动调节阀门可以再不同的季节做补偿用，在维修时能起到切断水源的作用。

2 温度与湿度调节

一般情况下，智能恒温恒湿系统都需要全年运行，对相对湿度的控制也需要比较精确，所以，在进行温湿度调节的过程中，一般运用变露点，调节再热量，从而保持湿度与温度的稳定。因为智能系统对温度与湿度能够实现精确控制，室内的热湿符合相对较大，所以，空调系统在进行温度与湿度的调节过程中，需要再热段与冷却段全年都处于工作状态，以保证温度与湿度达到生产要求。

在系统的空气处理机组中，对温度与湿度进行调节的装置主要有加湿段、冷却段与加热段三部分。其中，冷却段能够除湿（降低湿度）与冷却（降低温度）；加热量主要有热水锅炉或者加热丝来提供（升高温度），加湿只要由加湿器提供（提高湿度），加湿器主要有电极加湿器、电热水加湿器、超声波加湿器，其中电极加湿器和超声波加湿器控制湿度曲线较平稳，但是故障较高，维修保养费用高，电热水控制波动较大，但维修控制简单，维修方便。根据负荷和硬件配置大小，采用多段控制，每段接入DDC或者PLC等自动控制模块，采用PID闭环模式控制。

3 智能自动控制

智能型恒温恒湿系统为保证温度与湿度的稳定性和安全性，采用了自动控制系统，并装置记录仪对空气处理过程进行实时记录。在智能控制系统内安装西门子DDC控制器，把车间的温度信号、湿度信号、风压信号、风道里面的空气温度信号、湿度信号全部接入DDC控制系统，并与生产室内的空气处理机组相对应，控制器通过通讯总线，能够实现对监控信息的传输，而监测工作则有计算机监控中心负责。

冷却盘管与加湿器共同对湿度进行控制，系统运行以后，相对湿度传感器会将模拟信号输送到DDC中去，并与设定值比较，如果有偏差，则通过一系列调整使湿度保持在合理范围。

冷却盘管与加热器共同对温度进行控制，系统运行以后，温度传感器会将模拟信号输送到DDC中去，并与设定值比较，如果有偏差，则通过一系列调整使湿度保持在合理范围。

综合来说，温度控制比较容易，湿度控制相对较困难，主要是因为湿度的控制区域较窄，外界的影响对室内冲击非常大。特别是在极端天气情况下，极端天气是指低温高湿或高温低湿这两种工况。因为在低温高湿的工况下，除湿的同时会把温度降下来，必须启动二次加热来平衡；在高温低湿的工况下，降温的同时会把湿度降下来，必须启动加湿器来平衡；这两种工况及其浪费能源。只有使用较好的DDC控制模块，调整合理的参数，才能降低能源的浪费。

4 使用效果

该系统操作相对简单，经实践证明，在使用过程中智能恒温恒湿系统在温度上的偏差基本可以控制在±1℃，在湿度上的偏差可以控制在±3%，可以在很大程度上改善车间的生产环境。不仅如此，还减少了人工，空调的维护与保养工作也相对轻松。通过对智能型恒温恒湿控制系统的运用，能够节省40%左右的电量，节能效果非常好，大幅度降低了生产成本。

但值得注意的是，如果温湿度传感器放置位置不合理，导致采集信号误差，则会导致控制错误的结果，影响生产和产品的品质。所以，在恒温恒湿空间，必须放置监控的测量装置，以确保DDC控制的偏差能及时得到校正，更好的为生产服务，减少产品的报废，提高产品的质量和可靠性。DDC中央控制系统中可以添加报警系统，在温湿度偏差超过允许值时，通过声音报警，提醒工人给予调整和查找故障。

5 结论

本文通过对恒温恒湿控制系统的设计、温度与湿度的调节以及智能自动控制系统三个方面的研究，对该系统的使用效果进行了分析，总体上效果良好，能够满足大部分生产的恒温恒湿需求，特别是在南方高温高湿气候，对电子生产行业控制效果尤其良好。

[1] 董小飞，吴佩云，莫靖昱.浅谈纺织品恒温恒湿实验室的设计[J].南通纺织职业技术学院学报.2013.09（05）：132-134.

[2] 崔庆春.华北、东北地区纤检系统空调(恒温恒湿室)调查报告[J].纤维标准与检验.2012.02（11）：247-248.

[3] 张和平，毛春玲.某实验楼恒温恒湿空调改造工程设计、安装及调试[J].中国建设信息(供热制冷专刊).2014.11（16）：155-156.

张移珍 （1977·11）男 汉.籍贯：湖北省麻城市.1998年毕业于:湖北省纺织服装工业学校

Analysis of effect of intelligent temperature and humidity control system

Zhang Yizhen
(Fogang) circuit Co., Ltd.,511600)

With the continuous development of economy and technology,many industries for the processing and production of indoor environmental requirements are also getting higher and higher,especially in the electronics industry,such as chip factories and PCB printed circuit factory,constant temperature and humidity has gradually become indispensable in industrial areas of the environment,many precision instruments and production process must be in constant temperature and humidity environment,so as to ensure their normal operation and production.The PCB printed circuit production process of constant temperature and humidity requirements,starting from the constant temperature and humidity control system design, temperature and humidity regulation and intelligent automatic control system, analysis of intelligent type constant temperature and humidity control system using effect.

intelligent temperature and humidity;PCB;printed circuit technology;DDC control