CN112050448A - 一种plc电路控制的低压电器室内温湿度调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，包括室外监测器、温湿度输入装置、统计器、PLC可编程控制器、储存器、红外监测器、室内监测器、加湿器、加湿器开关、干燥器、干燥器开关、加热器、加热器开关、降温器、降温器开关和电力系统，所述电力系统用于为系统提供电力；解决现有技术中室内温湿度控制系统无法调节室内温湿度使其满足不同人群的最适温湿度差异的技术问题。

Description

一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统

技术领域

本发明涉及低压电器控制领域，尤其涉及一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统。

背景技术

不同的季节，有不同的温度和湿度。研究发现，在特定的室外湿度和温度下，人会有一个最适体感温湿度。如果温度过高，人会感觉热，过低会感觉冷，如果湿度过大，不利于人体表蒸发汗液，人也会感觉闷热，如果湿度过低，散热过快，而且人还会感觉口干舌燥，总之，只有在最适体感温湿度时人才感觉最舒适，而最适温湿度在室外温湿度不同时会不一样，而且不同的人、不同的人群的最适体感温湿度也不相同。现有技术中有一些调节室内环境的装置，但是大多只对室内温度进行调节，很少有调节室内湿度的，即使个别装置具有调节室内湿度的功能，也是根据系统统计的数据自动调节。不同的人、不同的人群的最适温湿度不相同，现有技术中并没有专门针对不同人群的最适温湿度进行室内温湿度调节的装置。

低压电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。低压电器在交流电压1200V以下。PLC电路可以通过内设程序，发出0或1信号，对电路元器件进行控制。PLC电路和低压电器的组合可以很好的控制室内的加湿器、干燥器、加热器、降温器等电器的开启及关闭。通过增加具有统计计算功能的装置，PLC电路和低压电器能够获取并统计计算不同人群在特定室外温湿度的最适体感温湿度，从而自动调节室内温湿度。

因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，解决现有技术中室内温湿度控制系统无法自动调节室内温湿度使其满足不同人群的最适温湿度差异的技术问题。具体而言通过以下技术方案实现：

本发明实施例的第一方面，提供了一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，包括室外监测器、温湿度输入装置、统计器、PLC可编程控制器、储存器、红外监测器、室内监测器、加湿器、加湿器开关、干燥器、干燥器开关、加热器、加热器开关、降温器、降温器开关和电力系统，所述电力系统用于为系统提供电力，加湿器开关、干燥器开关、加热器开关、降温器开关可以采用现有技术中的电磁开关；

所述室外监测器用于监测室外的温度和湿度；

所述红外监测器用于监测室内是否有人，如果有人生成红外信号R＝1，如果无人生成红外信号R＝0；

所述室内监测器用于监测室内温度Tin和室内湿度Hin；

所述温湿度输入装置用于当R＝1时，手动输入温度的值和湿度的值；

所述PLC可编程控制器、储存器及统计器用于实现下述步骤：

S1.所述PLC可编程控制器获取时间Time1内温湿度输入装置手动输入的温度的值Thand和湿度的值Hhand，通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Thand，室内湿度＝Hhand，Time2≤Time1；

S2.当室内温湿度稳定后，经过时间Time3，储存器储存温湿度组，所述温湿度组包括实时的室外温度、室外湿度及室内最适温度和室内最适湿度；

S3.重复上述步骤S1、步骤S2，直至储存器内储存温湿度组的数目大于等于3，再进行步骤4；

S4.所述统计器获取储存器中的数据，建立特定室外温度集合Tout，特定室外湿度集合Hout，手动最适温度集合Topthand，手动最适湿度集合Hopthand，Tout＝{T1，T2……Tn}，Hout＝{H1，H2……Hn}，Topthand＝{Topt1，Topt2……Toptn}，Hopthand＝{Hopt1，Hopt12……Hoptn}，n≥3，n为自然数，T1，T2……Tn表示多个不同的特定室外温度，H1，H2……Hn表示与特定室外温度对应的特定室外湿度，Topt1，Topt2……Toptn表示对应的手动最适温度，Hopt1，Hopt12……Hoptn表示对应的手动最适湿度；

S5.所述统计器建立Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系，Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)，统计器可以从储存器中选择相同的温度、湿度下对应的手动最适温度和手动最适湿度，此手动最适温度和手动最适湿度即为Topthand和Hopthand的值；

S6.所述统计器获取室外监测器监测的实时室外温度Tk，实时室外湿度Hk，0＜k＜n，k为自然数；

S7.所述统计器根据Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)，确定实时室外温度Tk、实时室外湿度Hk时的手动最适温度Toptk和手动最适湿度Hoptk；

S8.所述PLC可编程控制器通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Toptk，室内湿度＝Hoptk。

进一步，所述PLC可编程控制器控制降温速率ν≤0.2℃/min，ν＝|(Tout-Topthand)/Time2|，如果温度变化速率过快，人会很难快速适应快速变法的温度，容易生病。

进一步，所述Time1设置为2小时，即PLC可编程控制器只能根据2个小时手动输入的温度的值Thand和湿度的值Hhand控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关调节室内温湿度，室内的人员可以手动输入温度值和湿度值，但是由于室内人员可能会较多，每个人手动输入的温度值和湿度值不一定一样，所以只根据2小时内手动输入的温度值和湿度值，避免时间过长手动输入温度值和湿度值数量过多造成系统混乱。

进一步，所述Time3设置为30min，即室内温湿度稳定30min后，储存器才会储存信息。

进一步，所述步骤S5中，如果统计器从储存器获取的数据中，存在m组温湿度组的特定室外温度均相同，对应的特定室外湿度也均相同，手动最适温度不同，手动最适湿度不同，则确定Topthand＝ΣTm/m，Hopthand＝ΣHm/m，其中ΣTm表示m组温湿度组中不同的手动最适温度的连加，ΣHm表示m组温湿度组中不同的手动最适湿度的连加。

进一步，所述步骤S5中，采用对储存器中的数据进行多变量回归分析的方式确定Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系，当多个变量对同一个量产生影响时，可以采用回归分析的方式确定被影响量的值，统计器根据储存器中的数据，首先确定Topthand与Tout及Hout是否是线性关系，如果是线性关系建立线性方程，否则建立非线性方程，然后确定Tout、Hout变量的值，从而确定Topthand的值，确定Hopthand的值的方式同确定Topthand的值的方式相同。

进一步，所述PLC可编程控制器的型号采用西门子1512SP-1PN型，西门子1512SP-1PN型PLC可编程控制器价格便宜，功能强大，足以完成本系统需要的各种功能，节约成本。

进一步，所述红外监测器包括多个，设置在室内不同位置，检测范围可以覆盖室内所有位置，红外监测器通常有一定的检测范围，设置多个红外监测器可以保证室内有人时可以及时生成R＝1信号。

本发明的积极有益的技术效果包括：

(1)每个人、每种人群可以根据个体差异设置合适的手动最适湿度和手动最适温度，系统会将该信息储存，等遇到相同的室外温度和室外湿度时就会自动调节到之前设定的手动最适湿度和手动最适温度，如果没有恰好相同的室外湿度和室外温度，统计器会通过统计计算确定室内的最适温度和最适湿度；

(2)根据不同的室外温度、室外湿度，系统会自动选择合适的室内温度和室内湿度，也可以通过手动设置室内温度和室内湿度，既能满足自动调节室内温湿度，也能满足不同个体有最适温湿度不通过的差异；

(3)系统会不断对手动输入的温湿度值进行更新，并统计入数据库，使统计计算的结果更加准确；

(4)当人进入室内时，室内温度不会过快的下降或上升，室内温度缓慢变换，让人体有一个适应过程，防止温差过大造成人体产生不适；

本发明的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种系统流程图，箭头代表信号数据的传递方向。

具体实施方式

实施例1：一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，如图1所示，包括室外监测器、温湿度输入装置、统计器、PLC可编程控制器、储存器、红外监测器、室内监测器、加湿器、加湿器开关、干燥器、干燥器开关、加热器、加热器开关、降温器、降温器开关和电力系统，所述电力系统用于为系统提供电力；

所述室外监测器用于监测室外的温度和湿度，不同的天气、不同的季节室外的温湿度不同，不同的温湿度会造成人体最适温湿度不同；

所述红外监测器用于监测室内是否有人，如果有人生成红外信号R＝1，如果无人生成红外信号R＝0，有人的时候系统才开始调节室内温湿度，无人时保持室内自然状态下的温湿度，既可以节省能源，也防止人刚进入室内时温湿度差过大身体难以适应；

所述室内监测器用于监测室内温度Tin和室内湿度Hin，室内监测器实时监测室内温度Tin和室内湿度Hin；

所述温湿度输入装置用于当R＝1时，手动输入温度的值和湿度的值，当有人时，温湿度输入装置启动，人可以手动输入温度的值和湿度的值，当无人时，温湿度输入装置不启动；

所述PLC可编程控制器、储存器及统计器用于实现下述步骤：

S1.所述PLC可编程控制器获取时间Time1内温湿度输入装置手动输入的温度的值Thand和湿度的值Hhand，通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Thand，室内湿度＝Hhand，Time2≤Time1，当有人时，人手动输入温湿度的值，PLC可编程控制器控制室内温度和室内湿度在Time2时间内调节至手动输入的温湿度的值，不同的人在相同的室外温湿度时体感的最适温湿度不同，可以通过手动调节控制室内处于该人的最适温湿度；

S2.当室内温湿度稳定后，经过时间Time3，储存器储存温湿度组，所述温湿度组包括实时的室外温度、室外湿度及室内最适温度和室内最适湿度；

S3.重复上述步骤S1、步骤S2，直至储存器内储存温湿度组的数目大于等于3，再进行步骤4，由于使用同一个房间的通常都是某一类特定的人群，该特定人群可以在不同的室外温湿度时选择最适体感温湿度，但是如果选择的次数小于3，则系统不进行步骤S4之后的过程，即当该特定人群第一次、第二次、第三次选择启动系统时，只能手动输入温湿度值，只能通过手动调节控制室内的温度，系统不进行自动调节，但是第三次启动系统以后，系统就可以进行自动调节；

S4.所述统计器获取储存器中的数据，建立特定室外温度集合Tout，特定室外湿度集合Hout，手动最适温度集合Topthand，手动最适湿度集合Hopthand，Tout＝{T1，T2……Tn}，Hout＝{H1，H2……Hn}，Topthand＝{Topt1，Topt2……Toptn}，Hopthand＝{Hopt1，Hopt12……Hoptn}，n≥3，n为自然数，T1，T2……Tn表示多个不同的特定室外温度，H1，H2……Hn表示与特定室外温度对应的特定室外湿度，Topt1，Topt2……Toptn表示对应的手动最适温度，Hopt1，Hopt12……Hoptn表示对应的手动最适湿度，当系统开始自动调节室内温湿度时，也可以通过手动输入温湿度的值调节室内的温湿度，储存器可以继续储存数据，使系统调节的更加准确；

S5.所述统计器建立Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系，Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)，统计器可以从储存器中选择相同的温度、湿度下对应的手动最适温度和手动最适湿度，此手动最适温度和手动最适湿度即为Topthand和Hopthand的值，如果遇到储存器中没有储存的室外温度和室外湿度，可以系统可以选择最接近的室外温度和室外湿度，从而确定Topthand、Hopthand的值，系统可以对储存器中储存的数据进行如下运算：取α＝(Tk-Tout)/Tout+(Hk-Hout)/Hout，Tk表示室外监测器监测的室外温度，Hk表示室外监测器监测的室外湿度，Tout包括储存器中储存的室外温度，Hout表示储存器中储存的对应的室外湿度，选择α最小的一组Tout和Hout，该组Tout和Hout对应的Topthand、Hopthand的值即为Tk、Hk下的Topthand、Hopthand的值；

S6.所述统计器获取室外监测器监测的实时室外温度Tk，实时室外湿度Hk，0＜k＜n，k为自然数；

S7.所述统计器根据Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)，确定实时室外温度Tk、实时室外湿度Hk时的手动最适温度Toptk和手动最适湿度Hoptk；

S8.所述PLC可编程控制器通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Toptk，室内湿度＝Hoptk，Time2不宜过短，也不宜过长。

本实施例中，所述PLC可编程控制器控制降温速率ν≤0.2℃/min，ν＝|(Tout-Topthand)/Time2|，如果温度变化速率过快，人会很难快速适应快速变法的温度，容易生病。

本实施例中，所述Time1设置为2小时，即PLC可编程控制器只能根据2个小时手动输入的温度的值Thand和湿度的值Hhand控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关调节室内温湿度，室内的人员可以手动输入温度值和湿度值，但是由于室内人员可能会较多，每个人手动输入的温度值和湿度值可能不一样，可以设置后输入的温度值和湿度值覆盖之前输入的温度值和湿度值，只根据2小时内手动输入的温度值和湿度值，避免时间过长手动输入温度值和湿度值过于频繁造成系统混乱。

本实施例中，所述Time3设置为30min，即室内温湿度稳定30min后，储存器才会储存信息。

本实施例中，所述步骤S5中，如果统计器从储存器获取的数据中，存在m组温湿度组的特定室外温度均相同，对应的特定室外湿度也均相同，手动最适温度或手动最适湿度不同，则确定Topthand＝ΣTm/m，Hopthand＝ΣHm/m，其中ΣTm表示m组温湿度组中不同的手动最适温度的连加，ΣHm表示m组温湿度组中不同的手动最适湿度的连加，产生m组温湿度组的原因一般是不同时间手动输入的最适温湿度不同，可能一年中会出现很多天室外温湿度相同，但室内人员手动输入的温湿度不同，此时当系统自动调节室内温湿度时，取平均值。

本实施例中，所述步骤S5中，采用对储存器中的数据进行多变量回归分析的方式确定Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系，当多个变量对同一个量产生影响时，可以采用回归分析的方式确定被影响量的值，统计器根据储存器中的数据，首先确定Topthand与Tout及Hout是否是线性关系，如果是线性关系建立线性方程，否则建立非线性方程，然后确定Tout、Hout变量的值，从而确定Topthand的值，确定Hopthand的值的方式同确定Topthand的值的方式相同。

本实施例中，所述PLC可编程控制器的型号采用西门子1512SP-1 PN型，西门子1512SP-1 PN型PLC可编程控制器价格便宜，功能强大，足以完成本系统需要的各种功能，节约成本。

本实施例中，所述红外监测器包括多个，设置在室内不同位置，检测范围可以覆盖室内所有位置，红外监测器通常有一定的检测范围，设置多个红外监测器可以保证室内有人时可以及时生成R＝1信号。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：包括室外监测器、温湿度输入装置、统计器、PLC可编程控制器、储存器、红外监测器、室内监测器、加湿器、加湿器开关、干燥器、干燥器开关、加热器、加热器开关、降温器、降温器开关和电力系统，所述电力系统用于为系统提供电力；

所述室外监测器用于监测室外的温度和湿度；

所述红外监测器用于监测室内是否有人，如果有人生成红外信号R＝1，如果无人生成红外信号R＝0；

所述室内监测器用于监测室内温度Tin和室内湿度Hin；

所述温湿度输入装置用于当R＝1时，手动输入温度的值和湿度的值；

所述PLC可编程控制器、储存器及统计器用于实现下述步骤：

S1.所述PLC可编程控制器获取时间Time1内温湿度输入装置手动输入的温度的值Thand和湿度的值Hhand，通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Thand，室内湿度＝Hhand，Time2≤Time1；

S2.当室内温湿度稳定后，经过时间Time3，储存器储存温湿度组，所述温湿度组包括实时的室外温度、室外湿度及室内最适温度和室内最适湿度；

S3.重复上述步骤S1、步骤S2，直至储存器内储存温湿度组的数目大于等于3，再进行步骤4；

S4.所述统计器获取储存器中的数据，建立特定室外温度集合Tout，特定室外湿度集合Hout，手动最适温度集合Topthand，手动最适湿度集合Hopthand，Tout＝{T1，T2……Tn}，Hout＝{H1，H2……Hn}，Topthand＝{Topt1，Topt2……Toptn}，Hopthand＝{Hopt1，Hopt12……Hoptn}，n≥3，n为自然数，T1，T2……Tn表示多个不同的特定室外温度，H1，H2……Hn表示与特定室外温度对应的特定室外湿度，Topt1，Topt2……Toptn表示对应的手动最适温度，Hopt1，Hopt12……Hoptn表示对应的手动最适湿度；

S5.所述统计器建立Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系，Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)；

S6.所述统计器获取室外监测器监测的实时室外温度Tk，实时室外湿度Hk，0＜k＜n，k为自然数；

S7.所述统计器根据Topthand＝f(Tout，Hout)，Hopthand＝g(Tout，Hout)，确定实时室外温度Tk、实时室外湿度Hk时的手动最适温度Toptk和手动最适湿度Hoptk；

S8.所述PLC可编程控制器通过控制加湿器开关、干燥器开关、加热器开关及降温器开关，控制在时间Time2内室内温度＝Toptk，室内湿度＝Hoptk。

2.如权利要求1所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述PLC可编程控制器控制降温速率ν≤0.2℃/min，ν＝(Tout-Topthand)/Time2。

3.如权利要求2所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述Time1设置为2小时。

4.如权利要求3所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述Time3设置为30min。

5.如权利要求4所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述步骤S5中，如果统计器从储存器获取的数据中，存在m组温湿度组的特定室外温度均相同，对应的特定室外湿度也均相同，手动最适温度不同，手动最适湿度不同，则确定Topthand＝ΣTm/m，Hopthand＝ΣHm/m，其中ΣTm表示m组温湿度组中不同的手动最适温度的连加，ΣHm表示m组温湿度组中不同的手动最适湿度的连加。

6.如权利要求5所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述步骤S5中，采用对储存器中的数据进行多变量回归分析的方式确定Tout、Hout与Topthand、Hopthand的关系。

7.如权利要求6所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述PLC可编程控制器的型号采用西门子1512SP-1PN型。

8.如权利要求7所述的PLC电路控制的低压电器室内温湿度调节系统，其特征在于：所述红外监测器包括多个，设置在室内不同位置，检测范围可以覆盖室内所有位置。

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