智能温湿度控制器的设计

1、智能温湿度控制器的设计孙洪林张义顺赵泉柱沈阳工业大学沈阳市110023刘德春东北输油管理局沈阳泵站沈阳市110168【摘要】本文介绍的智能温湿度控制器, 以双路铂电阻为传感器, 实现测温及测湿, 同时能根据设定的温湿度进行现场控制, 可用于高粉尘等恶劣环境。叙词:温度湿度单片机D esign on the I n telligen tTem perature -Hu m id ity Con trollerSun Hongl i n , Zhang Y Shenyang Po lytechno Abstract :T he tem idity con tro ller , serving th

2、e p sen , easu rr the , tem p eratu re and do field con tro l acco the hum idity and tem p eratu re in the m ean ti m e . the k ind of con tro ller m ay be u sed conven ien tly in such terrib le su rrounding as h igh bug du st .Key W ords :T em peratu re , H um idity , Single Ch i p M icro 2com pu t

3、er .一、引言在水泥的生产过程中, 需要对温度、湿度进行测量和控制, 但是, 其环境条件差, 尤其是高粉尘和长时间连续工作, 使得一般的湿敏传感器无法满足测量精度要求和经受长时间恶劣环境的考验。在这里我们采用干、湿球法测湿, 将测湿问题转变为测温问题。利用温度传感器的抗恶劣环境的能力, 较好的解决了上述问题。二、测量原理智能温湿度控制器需要对温度和湿度进行测量, 其中, 测湿用干湿球法测量, 需两路温度计。干球温度计相当于普通的温度计, 用于测出该点的空气温度。湿球温度计测温头绑有一浸水的纱布, 由于水分蒸发带走测温探头的一部分热量, 湿球温度计要比干球温度计温度低。由热力学的有关原理可知,

4、 相对湿度与干湿球的温度关系为D RH =E t -A P (t -t E t式中E t 、E t 湿球和干球的饱和蒸汽压t 、t 湿球和干球温度A 温度系数P 大气压力可见, 只要测出干球温度和湿球温度, 就可由上式得到此时的相对湿度。因此, 利用两路温度传感器, 我们既测出了湿度又测出了温度。72第10期 微机与应用 三、系统组成11工作过程智能温湿度控制器首先对现场温湿度进行测量, 然后根据设定的温度上限、温度下限、湿度值进行控制, 使现场温湿度达到设定值。本控制器有4路输出, 分别控制制冷机、加热器、加湿机、风机, 以便对温湿度进行控制。当现场温度高于温度上限时, 启动制冷机降温; 当

5、温度低于温度下限时, 启动加热器加热; 当湿度低于设定值时, 启动加湿机加湿, 反之, 停止加湿。风机常开, 使现场温湿度均匀。21系统组成本系统由以下部分组成:(1 两路传感器采用铂电阻P t 1000, 能稳定, 互换性强, 定标简单(2 , 使铂电阻输出为10mV .(3 多路开关采用4052, 使两路信号分时切入A D 转换器, 实现多路测量。(4 A D 转换器由于温度信号变化较慢, A D 转换器转换速度不需要太快。选32双积分型A D 转换器5G 14433。(5 最小系统由8031、373、2764、8255等组成, 负责数据采集、处理、显示, 并根据温湿度的设定值进行控制。(

6、6 温度、湿度设定由8421码盘输入, 共3组, 每组3位, 分别设定温度上、下限和湿度。(7 温度、湿度显示由2组共6位数码管分别显示温度和湿度。(8 输出共4路, 分别控制加热、制冷、加湿、风机。输出与最小系统间由光电耦合器隔离。(9 看门狗防止程序跑飞的硬件措施。其整体框图如下 :图1智能温湿度控制器系统框图四、软件设计在智能温湿度控制器的软件设计中, 采用了模块化设计。各个部分分别设计成子程序, 这样便于软件的升级和维护, 同时在软件。11 图2智能温湿度控制器软件流程图21中断子程序框图在智能温湿度控制器中, 由中断子程序进行数据采集, 我们使用外部中断I N T 0。中断子程序框图

7、如图3所示。31相关子程序(1 数据处理子程序为适应查表而对数据做必要处理。(2 数制转换子程序完成十六十进82仪表技术与传感器1998年 图3智能温湿度控制器中断子程序流程图制之间的转换。(3 查表子程序由干球温度、干湿球温差求湿度值。(4 (5 输出子程序根据设定值与测量值控制制冷机、加热器、加湿器、风机, 使现场达到相应温度和湿度。(6 设定值输入子程序由码盘读入温度上限设定值、温度下限设定值、湿度设定值。五、结束语本控制器经现场运行后, 效果良好, 达到了设计要求。在水泥生产等行业具有较好的应用前景。其特点是:(1 可以在高粉尘环境中长期工作, 解决了高粉尘环境中的测湿问题。(2 传感

8、器互换性好, 使智能温湿度控制器的维护费用降低。参考文1. M 51. 北京航空航天1993. . :清华大学出版社,(收稿日期:1998年4月16日(上接第26页表1序号参数及变量参数及变量存放区序号参数及变量参数及变量存放区14000H 4004H 13y 24040H 4043H 21-4005H 4009H 14y a 4044H 4047H 3a 1400A H 400EH 15y r (k 4048H 404BH 4a 0400FH 4013H 16y p (k 404CH 404FH 5b 4020H 4023H 17y p (k -1 4050H 4053H 6u (k 4024H 4027H 18y p (k -2 4054H 4057H 7u (k -1 4028H 402BH 19y m (k 4058H 405BH 8y (k 402CH 402FH 20y m (k -1 405CH 405FH 9y (k -1 4030H 4033H 21y m (k -2 4060H 4063H 10y (k -2 4034H 4037H 22e (k 4064H 4067H 11y 04038H 403BH 23e (k -14068H 406BH12y 1403CH 403FH参考文献1徐福仓. 基于预测控制理论的单片机位置控制系统. 中南工业