WS智能温湿度控制器广泛应用于农、林、牧、副、渔和工业生产的控制中,如各种仓库(冷库、保鲜库、粮库等)、各种日光温室、大棚、机房、图书馆、食品加工(酒、酱油、醋及各种发酵工艺)、孵化、养殖业等需要温湿度监测和控制的场所等等。产品应用先进的单片机技术和表面贴装技术,智能程度高,数据稳定可靠,它除了可单独控制各种设备进行温湿度控制或报警外,还可通过扩展接口进行其他设备的实时控制和远程控制。配合计算机可组成综合环境数据监控网。数据可通过RS-485总线传输到计算机进行记录、打印及遥控。采用一般连接,数据传输距离即可达1200m。WS智能温湿度控制器与计算机连接,可实现多点远距离通信。计算机通过系统监控软件提供WS智能温湿度控制器与整个系统的交互功能以及通过数据通信线路和现场控制机的交互功能。现场数据采集部分通过各种传感器分别对各种环境因素数据进行实时、不断的自动收集。现场控制机通过传感器收集现场数据,由现场监控软件进行处理并进行实时控制。通过不同的连接方式可实现32~246台WS控制器与计算机连接,不用中继器,一条数据线路可连接32台控制器,图1是少于32台温湿度控制器通讯布线与计算机连接的日光温室数据监控网的示意图,其他场合的数据监控可按此图参考设计。若使用中继器,最多可连接246台控制器。

该控制器面板有上下两组LED数码管分别显示温湿度相关数据,按键采用傻瓜化操作设计,很容易辩认,即使不识字的使用者,也可很容易地学会操作。WS温湿度控制器可通过驱动不同加热、制冷、加湿、除湿设备实现温湿度控制,继电器可直接驱动1kW功率的各种设备。内置的EEPROM存储器设定数据长期保存,掉电后,所设定的温湿度控制数据不会丢失,WatchDog电路保证控制器不会死机。湿度传感器采用高精度传感器,数据稳定在0.1%标定后保证精度的准确性。温湿度报警上下限另设置两组发光管指示,一目了然。WS智能温湿度控制器的硬件结构如图2所示。

为了满足监控需要。实现温度的A/D转换,本装置采用直接测量电阻的方式实现温度测量。由于温度传感器相对阻值较大(100kΩ/25℃),故在某些场合传感器的引线可根据现场测控需要加长,引线加长几十米,对温度测量精度不会产生影响。
湿度的A/D转换采用频率计数式的A/D转换,通过对标准电阻R1和湿敏元件R2与C组成2套振荡器,电容C既影响R1C的振荡频率又影响R2C的振荡频率,以R1C组成的振荡器产生基准振荡频率,由于R1的阻值不受温度影响,振荡频率稳定;R2C振荡器的频率变化主要由湿敏电阻R2决定,振荡频率与湿度相关。湿度增加,阻值下降,两种振荡频率的差值直接与湿度相关,并消除了电容C不稳定造成的影响,最终对测量结果的影响是相互抵消的,从而保证了测量精度。通过软件的运行算出R2的阻值,并据湿敏电阻特性,求出湿度。所以加长几十米引线对湿度测量精度也不会产生影响。
湿敏电阻与湿度间的关系是非线性的,这种关系直接反映到增量计数器的计量值。
增/减量计数器用于计量基准电阻及湿敏电阻组成的振荡器的振荡时间。可对每8位进行读写操作。
增/减量计数器用于计量由基准电阻组成的振荡器的振荡时间时,为增量计数;当计量传感器(湿敏电阻)组成振荡器的振荡时间时,为减量计数,计数器减到0000H为止。
增/减量计数器的增量计数与减量计数相同、时间也相同,由此控制增量计数器的两种计数时间。初始化复位后计数器的初值为任意值。操作流程见图3。

WS智能温湿度控制仪技术指标
1. 温度范围:-20℃~+70℃(可根据用户要求扩展)
2. 湿度范围:10%RH~99%RH
3. 电源:AV220V(1±10%)
4. 温度误差:一般±0.2℃ ,最大±0.5℃
5. 湿度误差:一般±1%RH ,最大±2%RH(25℃)
6. 数据分辨率:0.1
7. 数据更新周期:约1秒
8. 数据线:3类双绞线
9. 数据传输距离:<1200m
10. 控制输出容量:220V 3A
11. 外形尺寸:220mm×160mm×65mm
12. 重量:1kg
报警及回差控制输出
为了满足各种方式的控制,本装置的温度回差值设定范围为0~20℃,每步调节范围0.1℃。湿度回差值设定范围:0~50%RH,每步调节范围1%RH。
温度或湿度超过上限值后,上限控制继电器吸合触点导通,控制设备使温度或湿度下降,直到温度或湿度达到上限值减回差值位置,上限控制输出继电器断开。当温度或湿度低于下限设定值时,相应的下限控制输出继电器吸合触点导通,控制设备使温度或湿度上升,直到温度或湿度达到下限值加回差值位置,下限控制输出继电器断开。
回差除了保证控制继电器不会频繁动作外,还根据不同控制工艺需要随机设定。例如酱油制曲的发酵时间48小时,发酵工艺温度是在30℃~36℃,在这个温度范围内能保证制出优质曲。制曲是靠自然发酵升温的,如不加控制温度可升至60℃直至把曲种烧死,靠 人工很难控制。采用WS数字式温湿度控制器,将上限温度设定在36℃,回差值设定在6℃,当温度超过36℃时,上限温度继电器吸合,冷却风机启动降温;当温度低于30℃时冷却风机停止降温。
注:由于各种被控物品特性不同,控制接线及设置还需根据具体情况进行调整。
WS数字式温湿度控制器应用于监视环境参数超标报警时,对于没有全自动化条件的情况,使用本控制器可构成自动监视系统,在环境变化超出要求的时候发出报警,提请操作人员及时处理。
数据传输
配合温湿度软件可综合管理多个WS温湿度控制器实现温湿度综合管理。
由于RS-232接口的数据传送速率不高,距离不长,传送距离局限在15m以内,故本系统采用了RS-485/RS-232转接器,解决了在接口处各信号间容易串扰的缺点,完成控制器向PC机之间的数据双向传送。RS-485接口标准是采用1对(2条)平衡差分信号线,传送信号的方式为同一对信号线上的同一时间只允许一个驱动器工作,故RS-485总线系统中的驱动器均通过使能站进行控制,即在系统的某一时刻只有一个发信者。RS-485允许有32个驱动和32个接收。数据总线协议:
波特率:9600bps
数据位:8个(先低位后高位)
起始位:1个(0)
停止位:1个(1)
数据格式:地址 温度 湿度
◆32台WS控制器可通过一个RS-232/RS-485转换器连接到计算机上,实现计算机监控。
1.布线:采用双绞线
2.附件:RS-232/RS-485转换器(通用)
3.连接方式:RS-485串行总线((并联)
4.长距离匹配电阻:120Ω
5.传输距离:<1200m
◆250台WS控制器通讯布线与计算机连接
1.布线:采用双绞线
2.附件:RS-232/RS-485转换器(通用);RS-485中继器
3.连接方式:中继前RS-485串行总线/中继后RS-485串行总线(并联)
4.长距离匹配电阻:120Ω
5.传输距离:<1200m+1200m
◆多点远距离WS控制器通讯布线与计算机连接
1.布线:采用双绞线
2.附件:RS-232/CAN转换器(通用);CAN/RS-485转换器
3.连接方式:CAN总线/CAN转换后RS-485串行总线(并联)
4.长距离匹配电阻:120Ω
5.传输距离:<5km(CAN)+1200m(RS-485)
配套程序有WS控制器内部程序通信功能,WS智能温湿度控制器有PC机的专用数据处理软件包,其功能为:
1.标准Windows 95/98界面,可与WS控制器进行通信,检测WS控制器的工作状态,读取WS控制器采集的数据。
2.可在PC机上设定记录时间、记录周期等资料,与PC机连接,可将数据记录到PC机内。
3.在Windows下,具有对记录采集的数据进行列表、实时显示的功能。
4.数据能按TXT格式输出,也能进入EXCEL电子表格或专门的软件进行数据处理,进行曲线拟合等。
5.系统具有联机实时采集数据功能,可用PC机对每台温湿度控制器进行实时监控。
通过计算机可对每一个WS数字式温湿度控制器内的5个继电器进行远距离控制,其控制方式是通过对控制器内的口令设置来实现的。控制器内的5个继电器的代码分别为1、2、4、8、16,例如控制器内的口令设为“000”时温湿度控制器处于自控状态。若控制器内的口令设为“005”时温湿度控制器的第1和第3只继电器不受温湿度控制器控制而受上位计算机控制。因此本系统除了作温湿度控制外,同时还可对其它设备进行控制,控制器中保留了一定的扩展功能,对于特殊用户还可根据要求修改软件,提供专门定制的功能,不必支付高昂的开发费用而获得专门定制的产品,使用极为方便。
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