一种基于组态软件的温湿度智能监控系统

一种基于组态软件的温湿度智能监控系统

程金牛倪呈祥邓金华

国网宜昌供电公司湖北宜昌443002

摘要：本文采用新型传感器设计出一种基于组态软件的温湿度智能监控系统。该系统针对温度湿度提出检测参数的方案，提出用组态软件实现对温湿度的监测控制方案。利用组态软件构成的温湿度监控系统可实时监测厂房内的温湿度变化，通过自动控制库内的空调机、除湿机的开启与关闭状态，以保证厂房内温湿度符合要求。

关键词：组态软件；MCGS；温度；湿度；监控系统

前言

在变电站厂房、楼宇、仓库等重要的场所，保持区域内温湿度在所需要的合理范围，是保证人员和设备安全的重要措施。传统的温湿度监控一般是由工作人员根据现场情况，手动启/停设备进行通风除湿，控制的随意性很大、效果很差。随着越来越多场合对温湿度环境稳定性和监控自动化要求的提高，这种传统的方式急需改变。于是随着组态软件的发展，凭借其良好的开放性，极高的稳定性和强大的控制功能。在化工厂房、冶金建材、仓储物流、工矿电力、智能楼宇等不同场合得到了广泛的应用。所谓组态软件，是指利用Windows操作系统提供的编程工具，通过简单、形象的组态工作而实现的，具有良好人机界面、综合应用与开发功能，集数据库、历史库、图形库、控制操作和运行监视为一体的多任务信息处理系统。

本文采用新型传感器设计出一种基于组态软件的温湿度智能监控系统。该系统针对温度湿度提出检测参数的方案，提出用组态软件实现温湿度监测控制方案。利用组态软件构成的温湿度监控系统可实时监测厂房内的温湿度变化，通过自动控制库内的空调机、除湿机的开启与关闭状态，以保证厂房内温湿度符合要求。

1温湿度的测量

1.1温度的测量方法

温度不能直接测定，它的测定是采用间接的手段，通过观察另一种物质?——即所谓测温介质的物理特性变化的方法来确定。为了测量时的方便，应尽可能选择这样的物理特性，即它能随温度的改变而单值的变化，不受其它因素的影响，且比较易于精确测定适合这些要求的特性。如体积的膨胀、热电势的产生、电阻和辐射强度的变化等都被用作温度测量的基础，常用的测温仪表有各种温度计和温度传感器。例如，热膨胀式温度计、热电偶、辐射温度计、光高温计等。在温度测控系统中，除了高温、低温和测量精度高于0.1℃的高级测温技术外，常温范围的温度传感测量和控制技术已相当成熟，可以直接选用，而且可选的测量方式也很多。

1.2湿度的测量方法

湿度测量技术中最准确的方法是绝对湿度测量的称重法，国际上普遍使用该法作为湿度基准，其次是作为二级检定标准的阿斯曼通风干湿计。但是这两种方法都难以用于自动化测控系统的现场传感测量。工程技术中常采用绝对湿度、相对湿度和露点温度表示法和相应的测量技术。

绝对湿度测量：也称为水分或微弱水分测量技术，测量的是空气体积中水分的直接含量，各种材料的含水量、电子器件封装、火力发电烟气、高压电器保护气体的测量等，所涉及的范围相当广泛。对应不同的工况环境、被测对象和性能价格比的要求，其测量方式种类也非常多。常用的有电容式、化学露点式，精度较高的有光学露点式和称重、红外、微波等测量方法。

相对湿度测量：空气的相对湿度所表达的是其中水气接近饱和的程度，是指力为P，温度为T时空气中水气的摩尔分数与相同条件下纯水表面的饱和水气的摩尔分数之比表示为%RH。相对湿度测量主要用于要求保持一定湿度气氛的纺织、薄膜生产等行业；武器装备封存、仓储、变电站等场所防止材料的腐蚀、霉变也主要依赖于相对湿度控制。

2基于组态软件的温湿度监控系统总体设计

2.1温湿度监控系统的结构设计

根据实际情况设计的温湿度监控系统的组成框图如图1所示。由工控机、触摸屏、组态软件MCGS、MCGS数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出模块组成控制中心。MCGS模拟输入与湿度变送器和温度变送器相连，湿度变送器和温度变送器提供4-20mA的模拟信号，实时采集厂房内的湿度和温度，MCGS模拟输出与蒸汽控制阀连接，输出4-20mA的模拟信号控制容积泵变频器的频率；MCGS数字输入连接调试/自动旋钮、进水/排水旋钮等，采集数字开关信号；MCGS数字输出与电动阀、搅拌器和电加热管连接，输出开关信号控制执行元件的启停。

图1温湿度监控系统组成框图

2.2温湿度监控系统的组态设计

MCGS组态设计包括软件组态和硬件组态2个部分。主控窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略的组态属软件组态范畴,设备窗口的组态属硬件组态范畴。主控窗口是用户应用工程的主框架,通过对菜单的设计与主控窗口属性的设置,可以管理用户窗口的打开和关闭、指定启动窗口、调度用户策略的运行、系统管理等。

根据实际系统要完成的特定流程与操作处理,在MCGS“运行策略”窗口中对“循环策略”、“报警策略”、“用户策略”分别进行了组态和设置,这些策略主要实现系统的曲线图、数据报表、报警提示、参数设置、故障诊断功能。

3系统的软件实现

3.1监控系统的程序流程

传感器采集的温度和湿度模拟量送入MCGS模拟输入模块，从其中读取输入值，再换算成某时刻的温度和湿度。用于生产过程控制、现场触摸屏显示和工控机记录分析。MCGS根据采集实时值和设定值的比较，输出开关指令控制容积泵、电磁阀和电加热管等的通断，输出模拟信号4-20mA控制除湿机和比例调节阀，完成预定的命令，实现温湿度控制要求。

3.2监控系统功能的实现

根据总体设计里系统要实现的功能，采用MCGS组态软件对温湿度监控系统进行应用软件系统的组态开发。主要包括安全机制、参数设置、数据采集显示、趋势曲线、报表输出和数据库查询6种功能输出模块。

4结束语

当前，温湿度监控在工农业生产及人们的日常生活生产中的应用已日渐广泛，在仓库、变电站厂房、图书馆、档案馆、农业大棚、建筑工地等众多的应用场所，对温度、湿度标准的要求都非常严格，因此能否有效地对这些领域的温湿度数据进行实时监控是一个较重要的课题。而计算机技术和网络技术的飞速发展,为工业自动化开辟了广阔的发展空间。相信基于MCGS及其他组态软件的温湿度监控系统将会具有更好的应用前景，也会在人们生活中发挥更重要的作用。

参考文献

[1]马婧,马茜.基于数据采集卡和组态软件的PLC控制系统仿真[J].兵工自动化,2008,(07)

[2]张惠生,MCGS在中小型自动化立体仓库监控系统中的应用研究[J].北京建筑工程学院学报,2004,(04)

[3]张智杰.数据采集卡及在组态软件环境中的应用[J].北京工商大学学报(自然科学版),2002,(01).