PLC在油田计算机空调机房温湿度控制中的应用探究

李阳

摘 要：对于人为控制的油田机房空调环境存在的不足和问题，本文以三菱FX2N-48MR PLC为作为重要部位，然后将温度传感器和湿度传感器两种作为检测的组成部件，以此为基础来建立一个机房温湿度的自动控制系统。

关键词：PLC;中油;计算机空调;机房;温度;湿度;控制;应用

现在以中油某研究院的一个机房为例，面积约120m2，机房中一共有80个坐位，安装了四台海尔空调为例，本文用三菱FX2N-48MP、PT100铂电阻、HM1500湿度传感器、FX2N-4AD、SBWZ-PT100温度变送器来构建这个机房中的温湿度自动控制系统，以此来对机房使用环境的检测和控制得以实现，自动控制系统的应用不仅能够将空调自由开启或者停止，还能将机房的温度和湿度加以控制，使得机房的环境满足相关标准，又能大大的节约能源消耗。

1 系统的结构以及能够控制的原理

系统组成构成如图1，利用PLC作为控制的中心部件，机房例的相对湿度以及温度通过传感器的收集，然后A/D转换模块再将其转变成PLC可以读的数据，继而PLC将其与设定好的数值进行对比，然后用对比后的结果和预设好的控制数据来对执行机构进行运转，从而使得机房的湿度和温度能够进行自我调节和控制。

如图1所示，KM1、KM2、KM3、KM4接触器，分别用于对四台空调机的控制。这个系统对空调机原本的控制电路进行了改变，使得空调机的开启和停止只能由接触器来进行控制，而且在空调机接触到电源后，就会立即进行持续不断的进行制冷，一旦接触器失去电源后，与之相对应的空调机将会立刻停止运行。

在夏季里，机房最合适的温度是在23℃左右，而冬季是在20℃左右，为了能够在确保安全的基础上又能使得机房能够节能减排，圖1的温度控制每5min就会对机房的温度进行一次监测，如果机房的温度在25℃以上，就会立马启动四台空调机同时进行运转，直到温度减低到一定的标准;如果温度在23到25℃之间，就会自动将两台空调机进行停用，另外两台空调机继续运转;如果温度比23℃低，那么就会自动关闭所有的空调机[1]。

对于湿度，国家对标准有明文规定，45%到65%是机房最和是的湿度范围，考虑到加湿机和除湿机的价格普遍偏低，而且功能消耗比较小，所以本系统引入了两台百奥除湿器和两台小熊加湿器。

2 关于系统硬件上的选择方案

2.1 PLC的选择

对于PLC的选择，应该从几个方面进行考虑，包括PLC的容量、PLC机型、电源模块、通信联网的能力等，这些方面都是选择PLC时需要进行综合考虑的要素。而本次方案在选择上，是采用的三菱公司的FX2N-48MR，用于温湿度控制系统的PLC主单元，FX2N-48MR输出为继电器输出，有24点输出和出入。

2.2 温度传感器的选择

利用PT100铂电阻来作为本系统的传感器，其主要优点是它的性能稳定，并且测量的精度比较高，是中低温度区经常运用的一种温度检测器。

2.3 模拟量输入模块的选择

PLC能够进行分析处理的是数字信息，而温度传感器在检测完成后输出的是模拟信息，所以需要加入模拟量输入模块。三菱FX2N型号的PLC对模拟量处理最经常用的模块有FX2N-4AD模拟量输入模块，FX2N-2LC温度控制模块等。由FX2N-4AD的价格低，性价比高，所以将其作为系统的转换模块。

2.4 温度变送器的选择

FX2N-4AD能够识别的信号是DC：-10-10V或者-20

-20MA，因此在此系统中，采集到的温度信号需要利用外围的电路进行转换和调理，所以选择SBWZ-PT100热电阻温度变送器将此项功能得以实现。

2.5 湿度传感器的选择

本系统选择HN1500线性电压输出式集成湿度传感器作为湿度传感器，是因为HN1500在响应方面速度较快，抗污染性能强，而且重复性好。

3 本系统的应用效果统计

本系统在中油某研究院机房中进行运转和使用后，中油某研究院机房得以实现了统一的自动管理控制，不管是温度还是湿度，都能够维持在标准的规范水平中。在以往的机房里，空调每天的耗电量平均是47kWh，在使用了此系统之后，机房内的空调每天的耗电量是39kWh，节电率为（47-39）/47=17.02%，节能的效果显著且明显。

4 结束语

对于计算机的安全和稳定的运行，科学合理的空调环境是能对其起到极为明显的积极作用，能够帮助计算机延长自身的使用寿命。而减少机房空调的能源消耗是对机房节约能源的最好途径。本文通国PLC构建机房温湿度控制系统，完美的将机房的温湿度控制在标准范围之内，还减少了能源的消耗。

参考文献：

[1]基于PLC控制的风冷系统研究[D].石家庄：河北科技大学，2019.