臺達自動化恒溫恒濕箱上解決方案

1 引言

　　恒溫恒濕箱主要是針對于電工、電子產品，以及其元器件，及其它材料在高溫、低溫、濕熱的環境下貯存、運輸、使用時的適應性試驗。該試驗設備主要用于對產品按照國家標準要求或用戶自定要求，在低溫、高溫、高溫高濕例行條件下，對產品的物理以及其他相關特性進行環境模擬測試，測試后，通過檢測，來判斷產品的性能，是否仍然能夠符合預定要求，以便供產品設計、改進、鑒定及出廠檢驗用。恒溫恒濕試驗箱外形如圖1所示。

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與溫度控制器自動化平臺，系統集成溫度傳感器、濕度傳感器、觸摸屏、固態繼電器等，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，根據自動整定獲得的PID參數，輸出0-10V的線性電壓對加熱系統進行控制。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，根據自動整定獲得的PID參數，采用PWM控制方法控制固態繼電器按照計算得出的通斷頻率，從而調節加濕系統開關的導通時間，達到使箱體內濕度恒定的目的。

　　2.2控制內容及功能要求

　　加熱系統啟動后，制冷系統則跟隨啟動，同時，溫度控制器按照自動整定好的PID參數輸出0-10V的線性電壓，來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。

　　加濕系統啟動后，除濕系統則跟隨啟動，同時，溫度控制器按照自動整定好的PID參數，采用PWM控制方法控制固態繼電器按照計算得出的通斷頻率，從而調節加濕系統開關的導通時間，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，則加濕控制閥門按照預先設定的開關百分比，對加濕控制閥門進行控制，并顯示開關閥門的狀態與當前開度。

　　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，對整個系統進行停機處理或僅顯示報警信息等處理，并可以對產生報警信號的時間進行記錄，以備日后檢查使用。并且設定有報警屏蔽開關，即報警屏蔽開關打開時，當系統產生報警的時候，系統只顯示報警信息，當時報警器不發出聲響。

　　觸摸屏中設置有可對自動整定好的PID參數進行微調的頁面，當溫度控制器自動整定的參數并不能完全符合控制要求時，可以手動輸入PID參數，即使溫度控制器再次執行自動整定的功能，也并不影響PID參數。

　　系統可對當前的溫度與濕度每隔一個固定時間存盤一次，存儲在U盤中，并可在計算機中使用Excel工具軟件打開查看。系統中采用的傳感器可隨時變更，以滿足不同型號與工藝的產品使用，即使產品采用的傳感器不同，只需在觸摸屏中修改傳感器的類型并對相關參數進行設定即可。系統具有照明燈開關按鈕，當需要照明時，打開照明燈開關按鈕，延時固定時間后，照明燈自動關閉。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，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，啟動啟動后自動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度、達到穩定時間后，系統自動切換到第二段參數執行，依次類推，以滿足同類產品在不同溫濕度段的檢測工作。

3 臺達自動化產品解決方案

　　3.1 人機界面

　　HMI采用臺達A系列觸摸屏實現精致細膩的互動顯示操作，多種語言自由切換，大量圖元圖庫，功能強大的在線、離線仿真功能，配方趨勢及數據存儲、打印功能可滿足各種工藝需求。 溫濕度控制畫面如圖2所示。系統參數畫面如圖3所示。曲線記錄畫面如圖4所示。溫控參數自整定畫面等不再羅列。

　　3.2 PLC主機

　　臺達EH2系列PLC高速處理速度，工程量值轉換功能，支持浮點運算，多軸同動，內置Modbus總線通訊方式。

　　3.3 溫度控制

　　臺達DTC系列溫度控制器，集成Modbus總線，高度的集成化，便于集成于控制柜內，設定簡單，控制溫度高。

　　3.4 系統通訊

　　快速的Modbus通訊，簡化了觸摸屏與PLC、溫度控制器之間的繁瑣接線，消除了常規控制方式所帶來的種種不安全潛在因素，不需要改變任何接線的多模式自由切換方式使控制更為簡單，信息的實時反饋確保系統可靠運行。

4 結束語

　　本系統采用了臺達自動化全套解決方案。具有以下幾大優點： 通過Modbus通訊控制方式，不但有效降低了成本、減少了客戶工作量，而且為以后系統的擴展及更新提供了方便的條件;完善的故障檢測功能，保證設備運行可靠;人性化的編程軟件，給客戶編程工作帶來了極大的方便;新的控制系統不僅給客戶帶來了成本的極大優化，而且替換下了客戶原有使用的單片機控制系統，使溫度與濕度控制以及邏輯控制均可集成在控制箱體內，極大的節約了安裝空間，并且PLC的靈活性能更好的根據工藝的要求進行修改設計，進一步提高了客戶在行業中的競爭力;依靠臺達大陸子公司中達電通強大的銷售與售后支持網絡，使客戶的設備在任何地方均可享受快捷、便利、優質的售后服務。