恒温恒湿车间自动化控制系统的设计与实现

张鹏程

摘 要：随着技术的进步，我国工业发展水平越来越高，在这个背景之下，人们自然也就提高了对产品精度的要求。现在很多车间的生产工艺都对现场环境做出了严格的规定，车间现场的环境包括的内容有温度、湿度等多方面的要素，所以恒温恒湿车间的发展也就得到了人们的广泛重视。整体上来说，恒温恒湿车间是通过空气调节技术来实现的，不仅调节整个内部环境的空气温度和空气湿度，还能保证新鲜空气的均匀程度，给现代化、规模化生产提供了很大的推动力。本文针对恒温恒湿车间的设计情况进行了简要介绍。

关键词：恒温恒湿；自动化控制；空气调节；PID

随着工业技术的发展，我们生产的产品种类越来越多、对环境的要求也越来越高，所以很多已经有越来越多人开始重视恒温恒湿车间。举例来说，很多制药工业、机械工业以及集成电路工业的发展和生产都对环境有着较高的要求，否则会影响到产品的质量。在整个恒温恒湿车间当中，应用到的核心技术是空调自动化控制，其可以直接影响到车间内的温度和湿度以及流速和流向等方面的要素，这不仅有利于创造一个较好的生产环境，对生产人员的身体健康也能带来足够的保障。

一、关于空气调节控制技术的应用

（一）空气调节工作中包括的内容

正常来说，空气调节本身包括以下几项内容，分别是空气温度、空气湿度、气流方向以及空气洁净度。在空气温度的表示上，采用干球温度计上所示温度来佳艺标识。湿度这项内容则采用相对湿度来进行衡量，是指在相同温度之下饱和空气和水蒸气之间的比值。气流则是指室内空气流动所形成的速度，正常来说，人体可以感受到每秒钟0.3米的气流。洁净度这项内容衡量的是空气中粉尘含量的多少，正常来说车间之内都会导致废气的产生，所以洁净度也是一项较为重要的内容。

（二）关于空气调节方式

空气调节本身分为三个类型的方式，分别是水方式、冷媒以及全空气，正常来说，在工厂恒温恒湿车间的设计中，所采用的空调应该是全空气式，并且由于单风道能够直接将固定风量送到车间之内，结合车间内的温度湿度情况来选择冷热控制阀，进而保证车间的温度。

二、关于自动化控制

（一）控制系统

本次设计所采用的自动控子系统为DDC系统，也就是直接电子控制系统该系统本身的组成包括中央控制、网络和传感器以及调节阀等功能部位。DDC系统的核心是DDC控制器，主要由输入输出转换部和控制运算部组成。输入转换部将来自传感器的测量信号、配电盘的触点信号转换为数字信号，输出转换部将数字信号转换成向控制阀及电动调节风阀输出的控制信号或向配电盘输出的触点信号；在控制运算部，由PID控制、定时器、信号逆转、信号选择等程序模块构成的控制程序，由输入信号控制进行周期性的必要运算，通过输出转换部向控制阀、风阀等输出信号。另外，DDC控制器具备通信接口，可以与中央控制设备进行各种数据的通信。本次采用单风道定风量控制方式的刻蚀车间，系统构成设计如图1所示。

（二）车间内温度控制

测量车间内温度，通过DDC的PID控制模块，控制冷水阀、热水阀、车间外空气风阀，将车间内温度控制在设定值。图2是制冷时的空气状态变化图，图3是制暖时的空气状态变化图，用以详细阐述车间内的温度控制。

（三）车间内湿度控制

车间内湿度控制在设计时包含加湿控制和除湿控制。测量车间内湿度，通过DDC的PID控制模块控制加湿阀和冷水阀。当因进行除湿控制而使车间内温度下降到设定值以下时，可通过温度控制中的PID模块控制热水阀进行加热。加湿控制是通過对加湿阀进行比例控制或双位控制，来保证车间内达到设定的湿度。用于空调机上的加湿器主要有滴下气化式加湿器、直接蒸汽喷雾式加湿器、电极蒸汽喷雾式加湿器，其中直接蒸汽喷雾式加湿器和电极蒸汽喷雾式加湿器采用比例控制方式，滴下气化式加湿器采用双位控制方式。该项目采用的是滴下气化式加湿器，加湿控制是根据车间内湿度进行双位控制。除湿控制是根据车间内湿度进行冷水阀的比例控制，根据车间内温度进行再加热控制，主要采用把空气通过冷却盘管冷却至露点温度以下的方法，对空调机来说，在其冷却后，为了加热还需另装加热盘管。

三、结语

随着产品质量需求的提高，也对生产环境提出了更高的要求，但是随着工业的发展，也会给生产环境的改善提供必要的条件。本文针对恒温恒湿车间的设计情况进行简要介绍，实际运行后，温度控制在平均22℃左右，上下浮动不超过0.3℃，在空气湿度的控制上，其平均在43℃左右，上下浮动不超过3%，基本上可以满足生产环境方面的要求。随着工艺和相关技术的发展，恒温恒湿车间的设计理念还会不断完善，今后随着信息化和智能化技术的融入，其设计水平还会不断提高。

参考文献

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