CN104990860A - 一种环境试验系统中动作单元的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环境试验系统中动作单元的控制方法，即控制单元在“范围内”和“范围外”动作的两种状态，根据动作方式控制动作单元的开启或关闭。本发明控制类型和控制的动作单元灵活多样，控制类型包括温度、湿度或者气压等的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，并且各控制类型互相独立，互不干扰。本发明能够合理地利用压缩机等工作单元，使工作单元在合适的时机运行或停止，既降低了能耗，也避免了控制对象的波动。本发明能够广泛应用于温湿度环境控制领域，能够节省大量的能耗，给社会带来巨大的经济效益和社会效益。

Description

一种环境试验系统中动作单元的控制方法

技术领域

本发明涉及环境试验系统控制领域，更具体地，涉及一种环境试验系统中动作单元的控制方法。

背景技术

高低温环境试验设备常用于对材料产品进行环境适应性能力研究试验，即产品环境工程理论，在我国是一门研究产品对环境的适应性，提高产品耐受恶劣环境的能力的新兴学科。各种材料、机电零配件、整机产品在其生产、储存和使用的过程中，都会受到各种环境应力（如温度、湿度、气压、太阳辐射、风、雨、雪、霉菌、盐雾等）的影响。环境模拟试验设备是进行各种环境应力试验，检测、验证产品的环境适应能力，评定产品的生产质量和可靠性的必需的试验设备。温度、湿度自动程序控制仪表，是环境模拟试验设备实现各种环境条件的形成和调控的，最基本的、关键的、核心部件。同时，温度、湿度自动程序控制仪表，也被广泛应用于各行业的特定环境控制工程。

温湿度环境试验设备广泛应用于对材料产品进行环境适应能力研究试验，传统的高低温环境试验设备通过PID调节方式控制加热和加湿，即通过加热装置升温、压缩机制冷降温的方式来产生对冲达到热量平衡，使试验温度趋于设定温度，当高低温环境试验设备制冷量大于实际需求量导致试验温度低于设定温度时，通过加热装置的加热使试验温度达到设定温度，这种传统方式浪费了大量的能耗和试验时间，也不符合国家提出的节能减排的发展理念。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的环境试验系统中浪费能耗的缺陷，提供一种控制对象灵活多样且节约能耗的环境试验系统中动作单元的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种环境试验系统中动作单元的控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1：设定控制对象、控制类型、控制低限RANGE LOW、控制高限RANGE HIGH和控制方向BAND，所述控制对象为温度、湿度、光照强度、紫外强度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、氮气浓度、含氧量或气压，所述控制类型为控制对象的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，所述控制方向BAND为INB或OUTB；

S2：当BAND=INB（IN BAND）时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH之间，即IS动作，否则，IS不动作；

当BAND=OUTB时（OUT BAND），若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH以外，即IS动作，否则，IS不动作；

其中，IS（INNER SIGNAL）为控制动作单元的内部信号；

S3：根据IS的动作情况控制动作单元的开启或关闭。

在一种优选的方案中，所述动作单元包括低温压缩机、蒸发器、调节阀和冷凝蒸发器中的一种或多种。

在一种优选的方案中，所述调节阀为电磁阀或电子膨胀阀。

在一种优选的方案中，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH范围以外变动到RANGE LOW与RANGE HIGH范围之间时，IS延迟DELAY TIME后动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH范围之间变动到RANGE LOW与RANGE HIGH范围以外时，IS延迟DELAY TIME后动作；

其中，所述DELAY TIME为预设的延迟时间。

在一种优选的方案中，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW-HYS与RANGE HIGH+HYS范围之间变动到RANGE LOW-HYS与RANGE HIGH+HYS范围以外时，IS停止动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS范围以外变动到RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS范围之间时，IS停止动作；

其中，HYS为预设的不感带。不感带的设置能够防止IS在RANGE LOW或RANGE HIGH附近在工作和不工作之间频繁切换，确保动作单元稳定工作，节约能耗。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明提供一种环境试验系统中动作单元的控制方法，当BAND=INB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH之间，IS即动作，否则，IS不动作；当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH以外，IS即动作，否则，IS不动作；进一步根据IS的动作情况控制动作单元的开启或关闭。本发明控制类型和控制的动作单元灵活多样，控制类型包括温度、湿度或者气压的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，并且各控制类型互相独立，互不干扰。本发明能够合理地利用压缩机等工作单元，有效地使工作单元在合适的时机运行或停止，既降低了能耗，也避免了控制对象的波动。本发明能够广泛应用于温湿度环境控制领域，能够节省大量的能耗，给社会带来巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明环境试验系统中动作单元的控制方法的流程图。

图2为BAND=INB时IS动作区间的示意图。

图3为BAND=OUTB时IS动作区间的示意图。

图4为BAND=INB, DELAY TIME=0，不感带HYS=0.5%时的PV与IS时序图。

图5为BAND=OUTB, DELAY TIME=0，不感带HYS=0.5%时的PV与IS时序图。

图6为BAND=INB, DELAY TIME=10分钟时的SP与IS时序图。

图7为BAND= OUTB, DELAY TIME=0时的TSP与IS时序图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种环境试验系统中动作单元的控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1：设定控制对象、控制类型、控制低限RANGE LOW、控制高限RANGE HIGH和控制方向BAND，所述控制对象为温度、湿度、光照强度、紫外强度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、氮气浓度、含氧量或气压，所述控制类型为控制对象的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，所述控制方向BAND为INB或OUTB；

S2：如图2所示，当BAND=INB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH之间，IS即动作，否则，IS不动作；

如图3所示，当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH以外，IS即动作，否则，IS不动作；

其中，IS为控制动作单元的内部信号；

S3：根据IS的动作情况控制动作单元的开启或关闭。

在具体实施过程中，所述动作单元包括低温压缩机、蒸发器、调节阀和冷凝蒸发器中的一种或多种。

在具体实施过程中，所述调节阀为电磁阀或电子膨胀阀。

在具体实施过程中，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH以外变动到RANGE LOW与RANGE HIGH之间时，IS延迟DELAY TIME后动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH之间变动到RANGE LOW与RANGE HIGH以外时，IS延迟DELAY TIME后动作；

其中，所述DELAY TIME为预设的延迟时间。

在具体实施过程中，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW-HYS与RANGE HIGH+HYS之间变动到RANGE LOW-HYS和RANGE HIGH+HYS以外时，IS停止动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS以外变动到RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS之间时，IS停止动作；

其中，HYS为预设的不感带。不感带的设置能够防止IS在RANGE LOW或RANGE HIGH附近在工作和不工作之间频繁切换，保证动作单元稳定工作，节约能耗。

本发明提供一种环境试验系统中动作单元的控制方法，当BAND=INB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH之间，则IS动作，否则，IS不动作；当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH以外，则IS动作，否则，IS不动作；进一步根据IS的动作情况控制动作单元的开启或关闭。本发明控制类型和控制的动作单元灵活多样，控制类型包括温度、湿度或者气压的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，并且各控制类型互相独立，互不干扰。本发明能够合理地利用压缩机等工作单元，有效地使工作单元在合适的时机运行或停止，既降低了能耗，也避免了控制对象的波动。本发明能够广泛应用于温湿度环境控制领域，能够节省大量的能耗，给社会带来巨大的经济效益和社会效益。 

实施例2

本实施例以湿度控制为例说明本发明的压缩机控制方法，图4-7为本实施例方法应用于环境试验系统中的IS的时序图，本实施例中环境试验系统的运行模式为程式，图中第一段到第五段表示系统的不同运行阶段，不同运行阶段的系统运行参数由程序自动设定，湿度的控制低限RANGE LOW设定为30.0%，湿度的控制高限RANGE HIGH设定为50.0%，图中IS为ON表示IS工作，IS为OFF表示IS不工作。

图4中，控制类型设定为湿度的测量值PV, 控制方向BAND为INB, DELAY TIME为0，不感带HYS为0.5%。

图5中，控制类型设定为湿度的测量值PV, 控制方向BAND为OUTB, DELAY TIME为0，不感带HYS为0.5%。

图6中，控制类型设定为湿度的设定值SP, 控制方向BAND为INB, DELAY TIME为10分钟。

图7中，控制类型设定为湿度的目标设定值TSP, 控制方向BAND为OUTB, DELAY TIME为0。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种环境试验系统中动作单元的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：设定控制对象、控制类型、控制低限RANGE LOW、控制高限RANGE HIGH和控制方向BAND，所述控制对象为温度、湿度、光照强度、紫外强度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、氮气浓度、含氧量或气压，所述控制类型为控制对象的当前设定值SP、测量值PV或目标设定值TSP，所述控制方向BAND为INB或OUTB；

S2：当BAND=INB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH之间，IS即动作，否则，IS不动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在控制低限RANGE LOW与控制高限RANGE HIGH以外，IS即动作，否则，IS不动作；

其中，IS为控制动作单元的内部信号；

S3：根据IS的动作情况控制动作单元的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的环境试验系统中动作单元的控制方法，其特征在于，所述动作单元包括低温压缩机、蒸发器、调节阀和冷凝蒸发器中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的环境试验系统中动作单元的控制方法，其特征在于，所述调节阀为电磁阀或电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的环境试验系统中动作单元的控制方法，其特征在于，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH以外变动到RANGE LOW与RANGE HIGH之间时，IS延迟DELAY TIME后动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型从RANGE LOW与RANGE HIGH之间变动到RANGE LOW与RANGE HIGH以外时，IS延迟DELAY TIME后动作；

其中，所述DELAY TIME为预设的延迟时间。

5.根据权利要求1所述的环境试验系统中动作单元的控制方法，其特征在于，步骤S2中：

当BAND=INB时，若当前的控制类型从RANGE LOW-HYS与RANGE HIGH+HYS范围之间变动到RANGE LOW-HYS与RANGE HIGH+HYS以外时，IS停止动作；

当BAND=OUTB时，若当前的控制类型在RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS以外变动到RANGE LOW+HYS与RANGE HIGH-HYS之间时，IS停止动作；

其中，HYS为预设的不感带。