PLC在油田計算機空調機房溫濕度控制中的應用探究

李陽

摘 要：對于人為控制的油田機房空調環境存在的不足和問題，本文以三菱FX2N-48MR PLC為作為重要部位，然后將溫度傳感器和濕度傳感器兩種作為檢測的組成部件，以此為基礎來建立一個機房溫濕度的自動控制系統。

關鍵詞：PLC;中油;計算機空調;機房;溫度;濕度;控制;應用

現在以中油某研究院的一個機房為例，面積約120m2，機房中一共有80個坐位，安裝了四臺海爾空調為例，本文用三菱FX2N-48MP、PT100鉑電阻、HM1500濕度傳感器、FX2N-4AD、SBWZ-PT100溫度變送器來構建這個機房中的溫濕度自動控制系統，以此來對機房使用環境的檢測和控制得以實現，自動控制系統的應用不僅能夠將空調自由開啟或者停止，還能將機房的溫度和濕度加以控制，使得機房的環境滿足相關標準，又能大大的節約能源消耗。

1 系統的結構以及能夠控制的原理

系統組成構成如圖1，利用PLC作為控制的中心部件，機房例的相對濕度以及溫度通過傳感器的收集，然后A/D轉換模塊再將其轉變成PLC可以讀的數據，繼而PLC將其與設定好的數值進行對比，然后用對比后的結果和預設好的控制數據來對執行機構進行運轉，從而使得機房的濕度和溫度能夠進行自我調節和控制。

如圖1所示，KM1、KM2、KM3、KM4接觸器，分別用于對四臺空調機的控制。這個系統對空調機原本的控制電路進行了改變，使得空調機的開啟和停止只能由接觸器來進行控制，而且在空調機接觸到電源后，就會立即進行持續不斷的進行制冷，一旦接觸器失去電源后，與之相對應的空調機將會立刻停止運行。

在夏季里，機房最合適的溫度是在23℃左右，而冬季是在20℃左右，為了能夠在確保安全的基礎上又能使得機房能夠節能減排，圖1的溫度控制每5min就會對機房的溫度進行一次監測，如果機房的溫度在25℃以上，就會立馬啟動四臺空調機同時進行運轉，直到溫度減低到一定的標準;如果溫度在23到25℃之間，就會自動將兩臺空調機進行停用，另外兩臺空調機繼續運轉;如果溫度比23℃低，那么就會自動關閉所有的空調機[1]。

對于濕度，國家對標準有明文規定，45%到65%是機房最和是的濕度范圍，考慮到加濕機和除濕機的價格普遍偏低，而且功能消耗比較小，所以本系統引入了兩臺百奧除濕器和兩臺小熊加濕器。

2 關于系統硬件上的選擇方案

2.1 PLC的選擇

對于PLC的選擇，應該從幾個方面進行考慮，包括PLC的容量、PLC機型、電源模塊、通信聯網的能力等，這些方面都是選擇PLC時需要進行綜合考慮的要素。而本次方案在選擇上，是采用的三菱公司的FX2N-48MR，用于溫濕度控制系統的PLC主單元，FX2N-48MR輸出為繼電器輸出，有24點輸出和出入。

2.2 溫度傳感器的選擇

利用PT100鉑電阻來作為本系統的傳感器，其主要優點是它的性能穩定，并且測量的精度比較高，是中低溫度區經常運用的一種溫度檢測器。

2.3 模擬量輸入模塊的選擇

PLC能夠進行分析處理的是數字信息，而溫度傳感器在檢測完成后輸出的是模擬信息，所以需要加入模擬量輸入模塊。三菱FX2N型號的PLC對模擬量處理最經常用的模塊有FX2N-4AD模擬量輸入模塊，FX2N-2LC溫度控制模塊等。由FX2N-4AD的價格低，性價比高，所以將其作為系統的轉換模塊。

2.4 溫度變送器的選擇

FX2N-4AD能夠識別的信號是DC：-10-10V或者-20

-20MA，因此在此系統中，采集到的溫度信號需要利用外圍的電路進行轉換和調理，所以選擇SBWZ-PT100熱電阻溫度變送器將此項功能得以實現。

2.5 濕度傳感器的選擇

本系統選擇HN1500線性電壓輸出式集成濕度傳感器作為濕度傳感器，是因為HN1500在響應方面速度較快，抗污染性能強，而且重復性好。

3 本系統的應用效果統計

本系統在中油某研究院機房中進行運轉和使用后，中油某研究院機房得以實現了統一的自動管理控制，不管是溫度還是濕度，都能夠維持在標準的規范水平中。在以往的機房里，空調每天的耗電量平均是47kWh，在使用了此系統之后，機房內的空調每天的耗電量是39kWh，節電率為（47-39）/47=17.02%，節能的效果顯著且明顯。

4 結束語

對于計算機的安全和穩定的運行，科學合理的空調環境是能對其起到極為明顯的積極作用，能夠幫助計算機延長自身的使用壽命。而減少機房空調的能源消耗是對機房節約能源的最好途徑。本文通國PLC構建機房溫濕度控制系統，完美的將機房的溫濕度控制在標準范圍之內，還減少了能源的消耗。

參考文獻：

[1]基于PLC控制的風冷系統研究[D].石家莊：河北科技大學，2019.