非线性露点温度曲线在和利时LM系列PLC中的实现
作者：北京和利时自动化公司 杨范
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摘要：本文以与湿度有关的露点温度数据处理为例，介绍非线性露点温度曲线在和利时LM系列中的实现方法。目前，采用由PLC、文本屏和变送器所组成的系统代替单片机系统的方式，在分析和检测领域得到了广泛的应用。
关键词：和利时LM系列PLC；露点温度；非线性曲线
随着各行各业对湿度测量的要求越来越高，湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域。本文以与湿度有关的露点温度数据处理为例，介绍非线性露点温度曲线在和利时LM系列PLC中的实现方法。
我国在1986年正式成立了湿度与水分专业委员会，并开展了多次学术交流会，湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程，湿度被定义为气体中的水蒸气含量，其常用单位是PPM。习惯上，以露点-20℃为界，把所测气体分为高湿度气体和低湿度气体。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中的水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同。当空气中的水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点温度与气温的差值可以表示空气中的水汽饱和程度。表1所示为PPM与露点温度的离散统计关系。
2 湿度检测算法设计
PPM的值由专用变送器送给和利时LM系列PLC的LM3310B高精度输入模块。根据表1的对应关系，PLC计算出露点温度值，并在文本显示器上进行显示，同时以多路露点温度值的平均值作为关键参数，参与大系统的离散控制和过程控制。
由表1可知，PPM和露点温度值之间的关系为55个离散点。如果采用PLC特征曲线指令（CHARCURVE），则坐标点数不能超过11个。所以采用曲线拟合离散点的方法，画出离散点图，拟合出曲线公式。实践表明，由于曲线的非线性特性，一条曲线不足以满足精度，所以分为5个区间，采用5个公式来进行表达。将这5个公式输入PLC，由PLC根据公式来计算露点温度值。
首先按照PPM从小到大的顺序排列坐标点，规划出5个互相交叉的区间：[0.184,4.6]，[4.6,80]，[80,841]，[841,2346]，[]。然后按照规划好的区间拟合出5条非线性曲线，并分别给出非线性曲线所对应的公式，如表2所示。
表2 PPM与露点温度的非线性拟合曲线
3 基于PLC的湿度检测系统设计
露点分析系统由以PLC为核心的控制机柜、执行机构、声光报警和一次、二次外围元件组成，系统装置如图1所示。控制柜里配置有PLC和报警继电器。PLC使用和利时LM系列PLC。本系统选用的CPU模块是LM系列最小的一款LM3104，本体上集成8点数字量输入和6点继电器输出。系统采用LM3310B扩展了4通道高精度模拟量输入。系统中显示部件采用和利时HD2400L文本显示器，通过串口以ModbusRTU协议与PLC的RS232串口通讯，通过文本显示器可以对系统的运行情况进行监控，并对参数进行设置。HD2400L是一个小型的，主要与各类PLC或带通信口的智能控制器来配合使用，以文字或指示灯等形式监视和修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如地控制机器设备。系统规划出封面、菜单窗口、操控界面、参数设置、曲线显示、关于我们、系统帮助、后台参数修正等8个窗口。菜单窗口完成触摸屏各画面的切换功能。参数设置窗口完成检测仪器工艺参数的设置。报警列表窗口可以显示实时报警信息。
图1 露点分析系统硬件结构示意图4 应用特点
基于和利时LM系列PLC的气体分析预处理系统具有如下特点：
（1）稳定性和可靠性
准确性和可靠性是系统的关键。和利时LM系列PLC配置高性能的工业级处理器，具有超快的处理速度以及大容量的内存。气体分析的应用场合现场工况一般比较恶劣，根据现场情况，可以采用防湿热、防盐雾、防霉菌的三防模块，保证系统在湿热、潮湿、高温以及各种化学品侵蚀的恶劣环境下，仍然具有高
（2）强大的功能及可扩展性
由于和利时LM系列PLC具有体积小、集成化程度高、运算速度快、逻辑控制容量大等特点，所以整套程序除了状态报警、模拟量处理功能外，还有复杂的管路自动切换、参数设置、防止错误手动等功能。在硬件方面，还可以扩展至7个模块，方便系统扩容。在软件方面，通过成熟的编程手段，可以最大程度地根据照客户的要求来修改控制策略和显示界面。
（3）高性价比
基于PLC的湿度检测系统不仅可以灵活地解决非线性数据处理的问题，还可以方便地控制系统的多个逻辑点。此外，和利时LM系列PLC和HD2400L系列文本屏具有超高的性价比，节省了系统的投资。
参考文献
[1]LM小型PLC软件手册；
[2]HD2000使用手册；
文章内容仅供参考
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华明FJK-1型漏电断路器原理分析
作者：发烧友日 10:41
[导读] 根据实物绘制电路原理如图所示，闭合双位联动开关S1，零序电流互感器TA的初级绕组L1、L2绕向及匝数相同，分别穿过同一铁芯。在正常情况下，L1、L2的电流大小相等方向相反
　　电路工作原理
　　根据实物绘制电路原理如图所示，闭合双位联动开关S1，零序电流互感器TA的初级绕组L1、L2绕向及匝数相同，分别穿过同一铁芯。在正常情况下，L1、L2的电流大小相等方向相反，所产生的磁场相互抵消，次级绕组L3磁通为零，无感应电压输出，单向晶闸管VS截止，电磁脱扣器K无电流流过，双位联动开关S1处于闭合状态，漏电断路器正常向负载供电。当负载出现漏电时，L1、L2电流不再相等，L3产生感应电压，该电压触发VS导通，VD5半波整流使K产生磁场吸动衔铁，带动传动机构使S1断开负载电源，起到漏电保护作用。
　　电路中，由试验按钮S2、限流电阻R1组成试验电路，按下S2，模拟L1、L2电流不等，S1立即断开，用此检验漏电断路器工作正常与否。由VD1～VD4组成双向限幅电路，使L3输出电压限制在1.4V内，保护单向晶闸管VS的触发端不被瞬间高压冲击损坏。由C1、C2并联在L3两端组成整机抗干扰电路，提高整机抗干扰性能，防止产生误动作。由C2、R3组成抗干扰电路，并在一定程度上保护VS。由RV并联在电源输出端组成过压保护电路，当电网供电电压因某种原因出现过电压时，用电设备不被过电压所损坏。
　　[例1]按试验按钮，不跳闸。
　　分析检修：该故障通常是试验电路有故障。多见于S2触点氧化或被尘埃覆盖不接触所致。
　　该开关静触点是利用R1引线在支架板绕1匝而成，接触面积较小且易氧化，用细砂纸打磨氧化物，故障即排除。
　　[例2]负载无漏电，自行跳闸。
　　分析检修：引起该故障是触发电路有故障，首先检查C2、R3是否漏电或变值，若正常，大多数是VS性能变差所致，换用新管(CR03AM或BT169D)，故障即排除。
　　[例3]电磁脱扣器吸力弱，跣闸不畅。
　　分析检修：该故障通常是K线圈局部击穿短路造成磁力不足所致。用万用表测K两端的电阻比正常电阻550n小得多，则该线圈局部短路，更换K即可。若购不到该线圈，可利用原线圈骨架，用&0.10mm高强度漆包线密绕2700匝，缠绕2～3层不干胶带作外绝缘即可。
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11条回复&&7118次阅读&&&&
小弟最近在做楼宇自控的PLC编程，设计图纸里说，焓值可以用干球温度和新风露点温度算出来，但是没有说明什么个算法？不知哪位高手知道，指点一下。
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奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 18:28:09
&&发表于&&|&
以下是引用zh10-10-12 15:27:00的发言：小弟最近在做楼宇自控的PLC编程，设计图纸里说，焓值可以用干球温...你这个问题我琢磨好几天了，不敢冒然回答。看来你不是搞暖通专业的，因为你的问题不明确。首先，你说的“焓值”是指什么状态下空气的比焓值？或者是某个空气处理过程的终了状态与初始状态的焓差值？其次，你说的“干球温度”是什么状态？与后面提的“新风露点温度”是否同一状态？总之，把问题表述明白了，别人才可能给予回答。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 03:10:44
&&发表于&&|&
如果楼主所提问题是：已知某状态下空气的干球温度、露点温度，求该空气的其他状态参数。我可以提供计算公式如下：
&&发表于&&&&&你好
请问是不是有这个公式
L=w/φ（dN-dS）
这个dS是指什么状态哦
φ是相对湿度
奖励&&信誉分+20&&&&
&&&&&奖励于& 03:11:04
&&&&感谢一如既往支持！
&&发表于&&|&
在知道干球温度和新风漏点温度的情况下 求焓值，利用公司比较麻烦，可以用软件算下就好了，你下载一个软件自动计算 就好了。没有的话 可以找我。
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&&&&&奖励于& 03:11:15
&&发表于&&|&
以下是引用dongzhesheng在 11:30:00的发言：如果楼主所提问题是：已知某状态下空气的干球温度、露点温度，...我用PLC编程计算了一下，露点17，干球温度20，算出来112多，不知道我取的点有没有问题。MAU取露点温度，干球温度取它风机送风温度。AHU的有风机送风温度和风机回风温度，不知道取哪个？还有冬夏季模式，是不是对于每台设备都是单独，还是整个系统都一起切换的？
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&&&&&奖励于& 03:13:03
&&发表于&&|&
以下是引用zh10-10-27 15:31:00的发言：我用PLC编程计算了一下，露点17，干球温度20，算出来112多...1、我也算了一下，当露点17度，干球温度20度时，计算得：相对湿度为82.9%，水蒸气分压力1932Pa，含湿量12.091 g/kg，密度1.1963kg/m3，比焓50.77kj/kg 。不知你计算时量纲单位是否搞错？2、还是不知究竟你想要计算什么？“MAU取露点温度”究竟是送风还是回风的露点？我所提供的计算公式是针对同一状态的空气。如果露点温度、干球温度分别表示不同状态下的空气参数，那还必须知道两种状态的相互关系，否则没法算。3、你问“AHU的有风机送风温度和风机回风温度，不知道取哪个？”，这应该问给你下任务的人啊，别人咋知道你究竟想要取什么或算什么呢？4、对于同一空调系统的空调设备，通常其冬夏季模式切换是一起动作的，没见过部分设备冬季运行另部分设备夏季运行的空调系统。（别告诉我多联机系统的热回收运行模式，那个概念与本帖讨论的话题不搭界。）总之，我感觉你不是搞暖通的，而那位派活给你干的（领导或暖通专家？）也没给你交代明白究竟想要干什么。所以你很为难，我在一边看着也替你为难。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 03:13:10
&&发表于&&|&
以下是引用dongzhesheng在 22:19:00的发言总之，我感觉你不是搞暖通的，而那位派活给你干的（领导或暖通专...呵呵，我是搞自控的，对于暖通工艺以前都不知道。编程都是按设计院的说明，不过很多说明不清楚。具体设备MAU+AHU，主要控制湿度和压力，RCU冷水阀控制房间温度，不知道这个说法对不对？。现在有个问题蛮纠结的，设计上原先是RCU冷水阀夏季通冷水，冬季通热水，现在好像冬季快到了，不过麻烦也来了，厂房的有些房间要制冷，有些要加热，RCU冷水阀就变成一部分要夏季，一部分要冬季？我发两个图上来，最近也想找些资料学习下，但不知道要捡哪些重点了解下。高手有这方面针对性资料没？
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 03:13:15
&&发表于&&|&
以下是引用zh10-10-28 16:50:00的发言：呵呵，我是搞自控的，对于暖通工艺以前都不知道。...对照以上文字与贴上来的图，我还是没有理解：1、你说具体设备是MAU+AHU，但我只看到MAU（全新风处理机组），没看到AHU（新、回风处理机组）。图纸的右半部分是AHU设备吗？但我没看到盘管，好像只有送风。另外RCU是什么？我也不懂。2、你说“主要控制湿度和压力”，是指送风的相对湿度和风机的全压吗？依据什么参数（是送风露点温度吗？）、借助什么手段控制？比如说，送风相对湿度低于设定值，你可以加湿；如果相对湿度高于设定值，你采取什么方法控制？又比如说，风机全压高（或低）于设定值，你可以降（或增）频运转；但如果因过滤器堵塞引起送风量不足，你风机即使全速运转都不够，咋办？3、我从你贴上的图中看到，MAU装有3组盘管，前面2组各为预冷和预热（显然是冬季用预热，夏季用预冷。无论预热或预冷，目的都是使第3组盘管前的空气温度为16.2度），第3组盘管是再热，再热后的送风温度是16.7度。所以，整个系统是固定了送风温度的，不管究竟哪些厂房需要供热还是另一些厂房需要供冷。但你说“厂房的有些房间要制冷，有些要加热，RCU冷水阀就变成一部分要夏季，一部分要冬季？”，只能说明设计师根本没有考虑你提到的问题。如果要解决你提到的问题，只能分设2个系统，根据不同厂房的需要设定送风温度。难道你所贴图纸的右半部分真是AHU，可以分别设定供水温度（也就控制了送风温度）？4、回过头来再问：你在1楼所提到要计算哪个状态下空气的比焓值？或者是计算哪一组盘管处理空气的焓差值？
奖励&&信誉分+20&&&&
&&&&&奖励于& 03:13:42
&&&&热心，细致！
&&发表于&&|&
以下是引用dongzhesheng在 19:59:00的发言： [quote]以下是引用z...1、大气压力，冬季1025.6hpa，夏季1005.7hpa，计算焓值，我现在不敢确定新风露点温度和干球温度是哪个？业主有人说新风露点温度就是室外露点温度，干球温度是RCU（吊装小循环机组）送风温度。而有人说干球温度指的是Mau送风露点温度，Mau送风露点温度每台mau机组都不一样，那么要取平均了？2、通过MAU冷水阀PID绑定mau送风露点温度来控制湿度，温度由rcu冷水阀通冷/热水，再由rcu风机将凤送入mau房间，由此控制温度，AHU通过冷水阀PID绑定湿度直接控制湿度，由于AHU控制湿度的同时，温度也下降了，所以加了个电加热器。（目前夏季是这样的）3、AHU的图
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很抱歉，还是无法帮助楼主解决问题。
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&&&&&奖励于& 03:13:58
志同道合的盆友，快来
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他一定是哪里做的不够好，别替他瞒着了，告诉我们吧~
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