智能型恒溫恒濕控制系統的使用效果分析

張移珍

(科惠（佛岡）電路有限公司，511600)

智能型恒溫恒濕控制系統的使用效果分析

張移珍

(科惠（佛岡）電路有限公司，511600)

隨著經濟與科技的不斷發展，很多行業對室內加工與生產的環境要求也越來越高，特別是電子行業，例如芯片生產工廠和PCB印刷線路工廠，恒溫恒濕已經逐漸成為工業領域中不可或缺的加工環境，很多精密的儀器和生產工藝都必須處于恒溫恒濕環境中，以保證其正常運行和生產。本文以PCB印刷線路生產工藝對恒溫恒濕要求出發，從恒溫恒濕控制系統的設計、溫度與濕度的調節以及智能自動控制系統三個方面，分析智能型恒溫恒濕控制系統的使用效果。

智能型；恒溫恒濕；PCB印刷線路工藝；DDC控制

前言：現階段，我國電子發展非常迅猛，在PCB印刷線路中，越來越追求產品的質量，而生產過程中的環境條件會對產品質量產生很大影響，所以，對恒溫恒濕控制系統的要求越來越高。傳統的恒溫恒濕空調在控制室內溫濕度時，通常采用的是壓縮機頻繁啟動、對電加熱與加濕器進行控制等方法，這些方法不僅耗費的能源較多，控制效果不佳，對電網與機器本身壽命也會造成不同程度的影響，導致維修費用高，因此，智能型恒溫恒濕控制系統應運而生。

1 恒溫恒濕控制系統設計

1.1 系統要求

在PCB行業中，恒溫恒濕控制要求，相對濕度一般要求控制在50%±5，溫度控制在20℃±2，潔凈度根據不同的車間其要求等級不同。要求等級分為千級、萬級、十萬級。內外層干菲林工序一般要求千級，因為其線路密集，且屬于線路板中的隱蔽工程，潔凈度越高，對溫濕度的控制標準就越高，需要溫濕度曲線波動小，在中值運行。綠油工序要求萬級。

1.2 系統的冷熱源選擇

在南方，冷源的選擇和負荷計算及其關鍵，冷源不斷要負擔降溫作用，還要負擔除濕作用。從溫濕度要求的數值來分析，結合空氣焓濕圖，可以分析出，機器露點溫度需要控制在10攝氏度以下，而表冷器在進水過程中的溫度則需要在8攝氏度以下，其除濕效果才明顯。為了能夠產生低溫水，智能恒溫恒濕系統在冷源的選擇方面，以往都運用的是二乙醇水溶液為主的冷水機組。隨著制冷技術的發展，現在一般都選在氟利昂冷水機組，冷卻介質采用普通自來水，機組溫度一般控制在7℃，且使用水作為冷卻介質，不但安全，而且方便處理控制。以夏季室外溫度為基礎，計算出系統的最大冷負荷，選擇冷量足夠的冷水機組，為了固定資產的合理利用，一般把舒適性空調系統的冷量算在一起。

熱源選擇方面，為了達到操作方面與節約能源和固定資產投資等目的，在南方PCB印刷線路工廠里，因為南方溫度較高，加熱使用率較低，沒有鍋爐的一般選擇普通電加熱絲；在北方，一般利用鍋爐產生的熱源，減少專門針對恒溫恒濕的投資，減小恒溫恒濕空調機組的體積，方便安裝和控制。

1.2 風系統和水系統

空氣處理機組的組成裝置相對復雜，主要有混合段、加濕段、檢修段、冷卻段、預熱段、檢修段、風機段、再熱段等組成。系統中還在檢修段中增加了均流裝置與傳感器，以提升控制過程中的精確度，混合段中設置有調節風門，對新回風比例不僅可以做到電動設定，也可以進行手動調節。新風管與送風管兩個裝置構成了通風系統，可以根據生產過程中的具體要求與環境情況來調節風量。潔凈室內部盡量不要有抽風裝置，以免浪費冷量，且對潔凈室的正壓有嚴重的負面作用。

恒溫恒濕風柜中的水系統也至關重要，為了節能需求，一般設計有兩套水系統，新風系統單獨冷卻，效率較高，且對室內的溫濕度平衡影響最小。新風系統的冷卻管和二次風系統的冷卻管上都要安裝自動調節閥門和手動調節閥門，自動調節的閥門接入到DDC或者PLC等自動控制系統，根據溫度反饋信號，自動控制水系統；手動調節閥門可以再不同的季節做補償用，在維修時能起到切斷水源的作用。

2 溫度與濕度調節

一般情況下，智能恒溫恒濕系統都需要全年運行，對相對濕度的控制也需要比較精確，所以，在進行溫濕度調節的過程中，一般運用變露點，調節再熱量，從而保持濕度與溫度的穩定。因為智能系統對溫度與濕度能夠實現精確控制，室內的熱濕符合相對較大，所以，空調系統在進行溫度與濕度的調節過程中，需要再熱段與冷卻段全年都處于工作狀態，以保證溫度與濕度達到生產要求。

在系統的空氣處理機組中，對溫度與濕度進行調節的裝置主要有加濕段、冷卻段與加熱段三部分。其中，冷卻段能夠除濕（降低濕度）與冷卻（降低溫度）；加熱量主要有熱水鍋爐或者加熱絲來提供（升高溫度），加濕只要由加濕器提供（提高濕度），加濕器主要有電極加濕器、電熱水加濕器、超聲波加濕器，其中電極加濕器和超聲波加濕器控制濕度曲線較平穩，但是故障較高，維修保養費用高，電熱水控制波動較大，但維修控制簡單，維修方便。根據負荷和硬件配置大小，采用多段控制，每段接入DDC或者PLC等自動控制模塊，采用PID閉環模式控制。

3 智能自動控制

智能型恒溫恒濕系統為保證溫度與濕度的穩定性和安全性，采用了自動控制系統，并裝置記錄儀對空氣處理過程進行實時記錄。在智能控制系統內安裝西門子DDC控制器，把車間的溫度信號、濕度信號、風壓信號、風道里面的空氣溫度信號、濕度信號全部接入DDC控制系統，并與生產室內的空氣處理機組相對應，控制器通過通訊總線，能夠實現對監控信息的傳輸，而監測工作則有計算機監控中心負責。

冷卻盤管與加濕器共同對濕度進行控制，系統運行以后，相對濕度傳感器會將模擬信號輸送到DDC中去，并與設定值比較，如果有偏差，則通過一系列調整使濕度保持在合理范圍。

冷卻盤管與加熱器共同對溫度進行控制，系統運行以后，溫度傳感器會將模擬信號輸送到DDC中去，并與設定值比較，如果有偏差，則通過一系列調整使濕度保持在合理范圍。

綜合來說，溫度控制比較容易，濕度控制相對較困難，主要是因為濕度的控制區域較窄，外界的影響對室內沖擊非常大。特別是在極端天氣情況下，極端天氣是指低溫高濕或高溫低濕這兩種工況。因為在低溫高濕的工況下，除濕的同時會把溫度降下來，必須啟動二次加熱來平衡；在高溫低濕的工況下，降溫的同時會把濕度降下來，必須啟動加濕器來平衡；這兩種工況及其浪費能源。只有使用較好的DDC控制模塊，調整合理的參數，才能降低能源的浪費。

4 使用效果

該系統操作相對簡單，經實踐證明，在使用過程中智能恒溫恒濕系統在溫度上的偏差基本可以控制在±1℃，在濕度上的偏差可以控制在±3%，可以在很大程度上改善車間的生產環境。不僅如此，還減少了人工，空調的維護與保養工作也相對輕松。通過對智能型恒溫恒濕控制系統的運用，能夠節省40%左右的電量，節能效果非常好，大幅度降低了生產成本。

但值得注意的是，如果溫濕度傳感器放置位置不合理，導致采集信號誤差，則會導致控制錯誤的結果，影響生產和產品的品質。所以，在恒溫恒濕空間，必須放置監控的測量裝置，以確保DDC控制的偏差能及時得到校正，更好的為生產服務，減少產品的報廢，提高產品的質量和可靠性。DDC中央控制系統中可以添加報警系統，在溫濕度偏差超過允許值時，通過聲音報警，提醒工人給予調整和查找故障。

5 結論

本文通過對恒溫恒濕控制系統的設計、溫度與濕度的調節以及智能自動控制系統三個方面的研究，對該系統的使用效果進行了分析，總體上效果良好，能夠滿足大部分生產的恒溫恒濕需求，特別是在南方高溫高濕氣候，對電子生產行業控制效果尤其良好。

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張移珍 （1977·11）男 漢.籍貫：湖北省麻城市.1998年畢業于:湖北省紡織服裝工業學校

Analysis of effect of intelligent temperature and humidity control system

Zhang Yizhen
(Fogang) circuit Co., Ltd.,511600)

With the continuous development of economy and technology,many industries for the processing and production of indoor environmental requirements are also getting higher and higher,especially in the electronics industry,such as chip factories and PCB printed circuit factory,constant temperature and humidity has gradually become indispensable in industrial areas of the environment,many precision instruments and production process must be in constant temperature and humidity environment,so as to ensure their normal operation and production.The PCB printed circuit production process of constant temperature and humidity requirements,starting from the constant temperature and humidity control system design, temperature and humidity regulation and intelligent automatic control system, analysis of intelligent type constant temperature and humidity control system using effect.

intelligent temperature and humidity;PCB;printed circuit technology;DDC control