基于PLC的温湿度自动控制系统的设计

基于PLC的温湿度自动控制系统的设计

空调系统的耗能量大，通常一栋建筑物总耗能量约有60%为空调系统所消耗。当前建筑空调系统缺乏规范化管理，导致室内温度湿度缺乏合理的控制，从而导致资源的浪费。本着节能减排的原则，本文从PLC自动控制技术作为切入点，探讨了基于PLC的温湿度自动控制系统的设计，在有效保证合理温湿度的基础上，达到温度湿度自动调节的目的，从而有效降低能源消耗，高效利用能源，希望能为相关人士提供些许参考。

标签：PLC；温湿度；自动控制；系统；设计

基于PLC温湿度自动控制系统的设计，是从传统人工控制模式存在的弊端出发，以日本三菱公司生产的Fx2n系列的PLC自动控制器为核心，同时加入温度、湿度传感器作为检测装置，共同构建出一套室内温湿度自动调控系统，具体设计思路如下。

1 PLC技术的内涵概述

PLC即可编程逻辑控制器，最初是应用在机械加工等工业领域的智能技术，能够通过预先的程序设定，来根据程序指令实现自动控制的功能[1]。随着该技术的不断发展，以及各行业对自动控制的需求，现如今PLC技术已经延伸至多个行业，并均取得了较为理想的开展效果。出于对节能减排的考量，笔者就尝试从PLC技术入手，构建基于PLC的温湿度自动控制系统，以满足节能减排的新时期要求。

2 系统的设计

基于PLC的温湿度自动调节系统共包括PLC控制器、现场采集装置、信号传送装置、温湿度调节装置等几个模块。首先在PLC模块中编辑程序，它通过信号传输装置和现场的采集装置、温度湿度调节装置相连，根据现场采集装置收集的温湿度结果，发出温度调节指令，并将指令传送至温度湿度调节装置上，实现自动调节温湿度的目的。

2.1 PLC控制器

PLC是自动控制系统的核心模块，结合机型、容量、通信联网、功能扩展等，选择最佳性价比的三菱Fx2n-48mr型PLC自動控制器作为系统的核心控制模块。

2.2 温度传感器

温度传感器是系统中负责采集实时温度的装置，本系统采用PTL00铂电阻作为温度采集装置，具有精度高、稳定的特点[2]。

2.3 信号变送器

本系统采用的PLC控制器可识别的信号范围为DC：-10-10V以及-20-20mA，因此现场采集的温度湿度信号在传输的同时需要将其转换为PLC可识别的形式，针对这一问题本系统加入了SWBZ-PT100型号的热电阻变送器来实现这一效果，可将现场铂电阻采集的温度信号通过热电阻变送器转换为4-20mA范围的信号[3]，和FX2N型PLC的识别范围相符。

2.4 湿度传感器

湿度传感器采用HM1500型集成式湿度传感装置，此种装置相应速度快，恒压供电，抗污染性能好。在5V恒压供电的状态下，该湿气传感器会将所采集的湿度（0-100%）RH转换为对应的1-4VDC，正好处在FX2N型PLC的识别范围内[4]。

2.5 温度与湿度控制装置

PLC分别连接4台空调机与2台加湿机、2台除湿机，PLC系统和空调机、加湿器、除湿机的开关相连，由PLC发出指令，实现空调机和加湿器的自动开闭。

3 温湿度自动控制功能的实现

温湿度的自控控制功能主要依托温度、湿度的实时采集结果来实现。首先可设置每5分钟连通一次温度湿度传感器通路，实现现场温湿度的采集。同时设置温度、湿度的控制范围，根据采集结果和预设控制范围相比较，发出对应的指令。

3.1 温度自动控制

例如预设温度控制的范围在23-26℃，当现场采集的温度超过范围的上限，就需要闭合4台空调机的开关，全部投入制冷。5分钟后再次检测1次现场温度，如果温度达到了23-26℃的范围，就闭合2台空调机的开关，以另外2台空调机维持室温，如果温度低于下限，则关闭4台空调机的制冷功能。

3.2 湿度自动控制

与自动控制温度的原理相同，先设置湿度的控制范围如45%-65%，当现场采集的湿度超过范围的上限65%，就需要闭合2台加湿机的开关，打开除湿器。如果湿度低于下限45%，就需要闭合除湿机的开关，而打开加湿器。当采集结果为45%-65%的范围内时，则同时断开加湿机和除湿机的开关。

综上，PLC的编程主要包括现场采集温湿度的间隔时间、温湿度的控制范围、以及根据温湿度的采集结果对空调、除湿机、加湿器的开关开闭指令。

4 结束语

本文提出的基于PLC技术的温湿度一体化自动调节系统，能够有效满足人们对温度、湿度的需求，同时还有效改善了传统人工控制带来的能源浪费问题，响应了国家节能减排的号召。笔者资历尚浅，如存在不足之处，还望同行业者不吝赐教。

参考文献：

[1]张露，林开司.温室内温湿度自动控制系统设计[J].铜陵职业技术学院学报，2017，16（04）：78-80.

[2]薛金水，杨吉.基于单片机的温室温湿度自动控制系统设[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报，2016，15（01）：38-40+53.

[3]康红明，贾春凤，李伟，江晓林，陈海波.基于PLC的液位和温度控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2015（06）：45-47+51.

[4]胡世军，张红香，张代录.PLC应用于温度控制系统的研究[J]. 锻压技术，2014，39（01）：118-120.

作者简介：何璐兵（1988-），女，河南许昌人，本科，助讲，研究方向：电气自动化。