可编程温湿度控制器

可编程温湿度控制器

陈忠华，徐耀松，孙红鸽
(辽宁工程技术大学 电气工程系 辽宁 阜新 123000)

1 引 言
温湿度是工农业生产和科学实验中的重要参数，温湿度控制系统广泛应用在工业生产、医药、农作物栽培和科学实验等许多领域，目前温湿度控制系统的种类较多，他们之间的主要区别在于温湿度控制对象、控制范围、控制不同；硬件和软件实现的复杂程度不同；附加功能不同等。一般情况下系统的温湿度控制对象和控制范围不能任意改变，本文介绍的可编程温湿度控制器是以Intel 8032为的智能仪器。利用系统的可编程性能，可以根据用户自定义的温湿度曲线进行温湿度控制，具有可靠性高、抗干扰能力强、有较高的性能、价格比和通用性。

2 系统功能介绍 (1)对控制的温度和湿度可以实现60段的可编程调节，程序设定曲线实例如图1所示。同时对其中的某一段或者几段可设置循环次数，循环次数可达99次，循环段的个数可达16个，时间间隔宽度为1 min~24h。

可同时存入13组温湿度控制曲线，并可对前8组加锁作为标准控制曲线，要想对其进行修改或删除必须输入密码。

(2)具有3路模拟量输入，其中2路用于温湿度检测和调节，第3路用于超温保护，测温范围为一100一十500℃，湿度范围为10％～99％rh(温度在5~100℃)，测量温度不大于土0.2℃，湿度不大于土0．2％rh (15-90℃)。

(3)具有16路光电隔离开关量输出(含1路超温保护)。

(4)可在线设置或修改参数和状态，可以设定打印时间定时打印，可对大气压P、干湿表系数A等测量参数及控制参数进行修改。

(5)具有超偏报警、断电及故障自恢复功能，掉电、断电保护各参数时间在3年以上。

3 系统硬件组成和工作原理

可编程温湿度控制器的硬件原理框图如图2所示

系统以Intel 8032单片机为，扩展了1片27C512(E2PROM)作为程序存储器，1片6264
(RAM)作为数据存储器，1片8279作为键盘显示接口。

系统设有16个按键的键盘，16个键及其组合实现各种参数的修改、控制曲线的输入和运行操作等功能。当有键按下时，CPU响应中断，执行相应的键处理程序。设有8位LED显示器动态显示，在运行状态时前2位用于显示循环次数或段号，中间4位用于显示温度(℃)或时间(天、h)，后2位用于显示湿度或时间(min)。在编程状态时，显示相应功能键功能或输入的字符、数据等。同时还可显示干湿球铂电阻及第3路铂电阻开路、短路等故障。系统带有标准RS-232C／RS-422通讯接口，可以与计算机进行联网通讯进行远程控制。并带有标准打印接口与TPμP-16A等微型打印机相连作为系统的数据输出设备，可定时自动打印出
运行时间、温度、湿度所处程序段。

测量电路中的传感器采用Ptl00铂电阻4线式接线干湿球测量方法。检测信号通过由单片机控制的MCl4051电子开关经运放OP07放大后，送入4位半双积分A／D转换器ICL7135转换为数字量送给单片机。单片机根据干湿球铂电阻的阻值经换算得出温湿度，其结果一方面送显示器显示，另一方面与在键盘上设定的该时刻的温湿度值进行比较，得出差值，这
一差值经PID运算得出控制输出量的大小，然后通过光电隔离驱动电路输出控制信号控制加热器、加湿器、制冷机及电磁阀等工作，使温湿度按要求的程序变化。

4 系统软件设计

系统软件设计采用结构化和模块化设计方法，便于程序的编写、调试和排除错误，同时也便于检验和维护。整个程序分为监控程序和中断服务程序2大部分，每一部分又由许多功能模块构成。

监控程序包括初始化模块、显示模块、自诊断模块，中断服务程序包括A／D转换中断程序、时钟中断程序、键处理中断程序和掉电保护中断程序。

5 结 语

系统应用在对电子元件进行环境和可靠性试验的高低温湿热试验箱上，试验箱容积为0．5m3，2路温度控制，1路湿度控制，总功率为15kW，控制温度范围为一40~十85℃，湿度范围为45％-98％rh(+20～70℃)，结果表明系统检测指标完全达到设计要求，控制指标完全满足实验要求。由于系统具有可编程性能。使本系统具有一定的通用性，可以应用于其他需对温湿度进行控制的地方，同时本系统也可单独用于对温度或湿度检测和控制。