本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能溫濕度控制器。
背景技術(shù)：
開關(guān)柜、端子箱是電力系統(tǒng)中變電站常見設(shè)施，隨著開關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，高壓開關(guān)設(shè)備的體積越來(lái)越小，絕緣可靠性顯得尤為重要，而在北方一些地區(qū)晝夜溫差較大，溫度的突變易造成端子箱、開關(guān)柜等柜式電氣設(shè)備凝露現(xiàn)象，從而引起腐蝕，造成絕緣能力下降，影響其機(jī)械、電氣性能，甚至導(dǎo)致絕緣件表面產(chǎn)生沿面放電而引發(fā)事故。通常在內(nèi)部采用加熱除濕控制器防止凝露，但這種方法無(wú)法完全消除凝露。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型提供一種智能溫濕度控制器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中只通過(guò)加熱除濕器無(wú)法完全消除開關(guān)柜內(nèi)凝露的問(wèn)題。
本實(shí)用新型提供一種智能溫濕度控制器，包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)A1、振蕩電路A2、手動(dòng)復(fù)位電路A3、加熱器電路A4、報(bào)警電路A5、散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6、散熱器電路A7、濕度采集電路A8、開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路以及開關(guān)柜柜外溫度采集電路；振蕩電路A2、手動(dòng)復(fù)位電路A3、加熱器電路A4、報(bào)警電路A5、散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6、濕度采集電路A8、開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路以及開關(guān)柜柜外溫度采集電路分別與單片機(jī)A1電連接，散熱器電路A7通過(guò)散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
較佳的，振蕩電路A2包括：晶體振蕩器X1的兩端分別連接單片機(jī)A1的第一時(shí)鐘電路引腳XTAL1和第二時(shí)鐘電路引腳XTAL2；晶體振蕩器X1的兩端還分別連接第一電容C1的一端和第三電容C3的一端，第一電容C1的另一端和第三電容C3的另一端都接地。
較佳的，手動(dòng)復(fù)位電路A3包括：電源端連接電解電容C2的正極，電解電容C2的負(fù)極連接順序連接第五電阻R5、接地端；電解電容C2的負(fù)極還連接單片機(jī)A1的復(fù)位端口；電解電容C2的兩端并聯(lián)開關(guān)K1。
較佳的，加熱器電路A4包括：加熱器一端連接單片機(jī)A1第一I/O口8，加熱器另一端順序連接第二電阻R2、接地端。
較佳的，報(bào)警電路A5包括：第二三極管Q2的基級(jí)與單片機(jī)A1第二I/O口10連接，第二三極管Q2的射級(jí)接地，第二三極管Q2的集電極與蜂鳴報(bào)警器一端連接，蜂鳴報(bào)警器另一端與電源端連接。
較佳的，散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6包括：第一三極管Q1的基級(jí)順序連接第七電阻R7、單片機(jī)A1第三I/O口；第一三極管Q1的集電極連接電源端。
較佳的，散熱器電路A7包括：散熱器電路A7輸入端連接第一三極管Q1的射級(jí)；變?nèi)荻O管D2的陰極和螺旋式熔斷器RL1的一個(gè)輸入端分別與散熱器電路A7輸入端連接，螺旋式熔斷器RL1的一個(gè)輸入端順序連接散熱器、電源端；變?nèi)荻O管D2的陽(yáng)極、螺旋式熔斷器RL1的另一個(gè)輸入端和另一個(gè)輸出端分別接地。
較佳的，濕度采集電路A8包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)A1第四I/O口21通過(guò)第四電阻R4接電源端，單片機(jī)A1第四I/O口21還連接溫濕度傳感器U3的串行時(shí)鐘輸入端SCK；單片機(jī)A1第五I/O口22通過(guò)第三電阻R3接電源端，單片機(jī)A1第五I/O口22還連接溫濕度傳感器U3的串行數(shù)據(jù)輸出端DATA。
較佳的，開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路包括：第一溫度傳感器U2的第一數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ1通過(guò)第十電阻R10接電源端，第一溫度傳感器U2的供電電源輸入端與電源端連接，第一溫度傳感器U2的電源地端接地；第一數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ1與單片機(jī)A1第六I/O口5連接。
較佳的，開關(guān)柜柜外溫度采集電路包括：第二溫度傳感器U4的第二數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ2通過(guò)第九電阻R9接電源端，第二溫度傳感器U4的供電電源輸入端與電源端連接，第二溫度傳感器U4的電源地端接地；第二數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ2與單片機(jī)A1第七I/O口6連接。
本實(shí)用新型有益效果包括：能夠從根源有效阻止凝露產(chǎn)生的條件，避免了因溫度差產(chǎn)生凝露對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證供電可靠性。采用智能判別功能，人為因素影響小且減少人力投入，與普通加熱除濕裝相比工作時(shí)間短，能節(jié)約電能約30％。
附圖說(shuō)明：
附圖1是一幅較佳實(shí)施方式的智能溫濕度控制器的電路圖。
附圖2是一幅較佳實(shí)施方式的開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路的電路圖。
附圖3是一幅較佳實(shí)施方式的開關(guān)柜柜外溫度采集電路的電路圖。
具體實(shí)施方式：
鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種智能溫濕度控制器，以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
普通加熱除濕裝置人為投、退占主導(dǎo)因素，不利于智能化建設(shè)，且長(zhǎng)時(shí)間投入加熱、散熱，不利于設(shè)備正常運(yùn)行。本實(shí)用新型中的智能溫濕度控制器，設(shè)置有兩路溫度傳感器和一路濕度傳感器，分別裝在柜內(nèi)和柜外，通過(guò)采集柜內(nèi)溫、濕度、柜外溫度，將采集的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)485線傳輸?shù)?1單片機(jī)控制模塊，控制模塊通過(guò)對(duì)比相關(guān)參數(shù)，再執(zhí)行輸出加熱、散熱裝置以維持柜內(nèi)溫度濕度在一定的范圍內(nèi)。
參閱圖1所示，一種智能溫濕度控制器，包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)A1、振蕩電路A2、手動(dòng)復(fù)位電路A3、加熱器電路A4、報(bào)警電路A5、散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6、散熱器電路A7、濕度采集電路A8、開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路以及開關(guān)柜柜外溫度采集電路；振蕩電路A2、手動(dòng)復(fù)位電路A3、加熱器電路A4、報(bào)警電路A5、散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6、濕度采集電路A8、開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路以及開關(guān)柜柜外溫度采集電路分別與單片機(jī)A1電連接，散熱器電路A7通過(guò)散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
振蕩電路A2包括：晶體振蕩器X1的兩端分別連接單片機(jī)A1的第一時(shí)鐘電路引腳XTAL1和第二時(shí)鐘電路引腳XTAL2；晶體振蕩器X1的兩端還分別連接第一電容C1的一端和第三電容C3的一端，第一電容C1的另一端和第三電容C3的另一端都接地。
手動(dòng)復(fù)位電路A3包括：電源端連接電解電容C2的正極，電解電容C2的負(fù)極連接順序連接第五電阻R5、接地端；電解電容C2的負(fù)極還連接單片機(jī)A1的復(fù)位端口；電解電容C2的兩端并聯(lián)開關(guān)K1。
加熱器電路A4包括：加熱器一端連接單片機(jī)A1第一I/O口8，加熱器另一端順序連接第二電阻R2、接地端。
報(bào)警電路A5包括：第二三極管Q2的基級(jí)與單片機(jī)A1第二I/O口10連接，第二三極管Q2的射級(jí)接地，第二三極管Q2的集電極與蜂鳴報(bào)警器一端連接，蜂鳴報(bào)警器另一端與電源端連接。
散熱器驅(qū)動(dòng)電路A6包括：第一三極管Q1的基級(jí)順序連接第七電阻R7、單片機(jī)A1第三I/O口；第一三極管Q1的集電極連接電源端。
散熱器電路A7包括：散熱器電路A7輸入端連接第一三極管Q1的射級(jí)；變?nèi)荻O管D2的陰極和螺旋式熔斷器RL1的一個(gè)輸入端分別與散熱器電路A7輸入端連接，螺旋式熔斷器RL1的一個(gè)輸入端順序連接散熱器、電源端；變?nèi)荻O管D2的陽(yáng)極、螺旋式熔斷器RL1的另一個(gè)輸入端和另一個(gè)輸出端分別接地。
濕度采集電路A8包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)A1第四I/O口21通過(guò)第四電阻R4接電源端，單片機(jī)A1第四I/O口21還連接溫濕度傳感器U3的串行時(shí)鐘輸入端SCK；單片機(jī)A1第五I/O口22通過(guò)第三電阻R3接電源端，單片機(jī)A1第五I/O口22還連接溫濕度傳感器U3的串行數(shù)據(jù)輸出端DATA。
參閱圖2所示，開關(guān)柜柜內(nèi)溫度采集電路包括：第一溫度傳感器U2的第一數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ1通過(guò)第十電阻R10接電源端，第一溫度傳感器U2的供電電源輸入端與電源端連接，第一溫度傳感器U2的電源地端接地；第一數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ1與單片機(jī)A1第六I/O口5連接。
參閱圖3所示，開關(guān)柜柜外溫度采集電路包括：第二溫度傳感器U4的第二數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ2通過(guò)第九電阻R9接電源端，第二溫度傳感器U4的供電電源輸入端與電源端連接，第二溫度傳感器U4的電源地端接地；第二數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端DQ2與單片機(jī)A1第七I/O口6連接。
溫度和濕度是凝露發(fā)生的兩個(gè)重要因素，通過(guò)采集開關(guān)柜的環(huán)境參數(shù)，包括柜外溫度，柜內(nèi)溫度和柜內(nèi)濕度，再經(jīng)過(guò)以下策略控制電加熱設(shè)備或風(fēng)機(jī)排風(fēng)散熱設(shè)備的運(yùn)行，抑制凝露的產(chǎn)生。根據(jù)所測(cè)量的環(huán)境參數(shù)制定如下控制策略：當(dāng)柜內(nèi)溫度t1低于T1時(shí)啟用電加熱器；柜內(nèi)溫度t1高于T2則開啟風(fēng)機(jī)散熱；介于兩溫度之間時(shí)需結(jié)合柜外溫度t2、柜內(nèi)溫度t1、柜內(nèi)濕度RH，并查詢凝露曲線數(shù)據(jù)，進(jìn)行防凝露控制，其控制邏輯如下：
(1)柜內(nèi)溫度低于T1，啟動(dòng)加熱裝置；
(2)柜內(nèi)溫度高于T2，啟動(dòng)散熱裝置；
(3)柜內(nèi)溫度t1為T1～T2時(shí)，則需測(cè)量柜外溫度、柜內(nèi)濕度：
①t1＞t2、RH＜rh啟動(dòng)散熱裝置；
②t1＞t2、RH＞rh不動(dòng)作，單純的通風(fēng)降溫有可能導(dǎo)致凝露發(fā)生；
③t1＜t2、RH＜rh不動(dòng)作；
④t1＜t2、RH＞rh啟動(dòng)加熱裝置，預(yù)防局部凝露。
在一般情況下，當(dāng)溫度低于15℃時(shí)，開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備散熱損失大，開關(guān)柜內(nèi)溫度低于結(jié)露點(diǎn)溫度時(shí)，容易產(chǎn)生凝露，因此，T1設(shè)置為15℃；電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)周圍環(huán)境溫度的上限值不應(yīng)超過(guò)40℃，否則容易導(dǎo)致設(shè)備局部高溫，影響設(shè)備的穩(wěn)定性、設(shè)備動(dòng)作的可靠性以及計(jì)量的準(zhǔn)確性，甚至直接損壞設(shè)備，因此，T2設(shè)置為40℃。
電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于高濕度環(huán)境，不但結(jié)露的幾率大大提高，而且金屬電氣材料的腐蝕速度也會(huì)加快，加上電氣柜內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并不均勻，容易出現(xiàn)局部環(huán)境溫度偏低或者濕度高造成的局部凝露問(wèn)題，根據(jù)中國(guó)北方某地區(qū)一年濕度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，相對(duì)濕度在60％以下的天數(shù)超過(guò)300天，因此，將rh設(shè)置為60％。
以下詳細(xì)介紹本實(shí)用新型實(shí)施例中的智能溫濕度控制器的電路原理。
單片機(jī)選用型號(hào)為AT89C51單片機(jī)。
XTAL1和XTAL2兩腳為單片機(jī)的時(shí)鐘輸入引腳，在XTAL1和XTAL2端外接晶石英晶體作為定時(shí)原件，內(nèi)部反向放大器自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘，C1和C3兩個(gè)電容作為晶體振蕩器的頻率補(bǔ)償。電容C1和C3的值選擇為1μF。接入電容C1和C2有利于振蕩器起振，對(duì)頻率有微調(diào)作用。
RST腳為單片機(jī)復(fù)位信號(hào)的輸入端，對(duì)于AT89C51單片機(jī)是高電平復(fù)位有效。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后程序又重頭執(zhí)行。本實(shí)用新型中采用手動(dòng)復(fù)位，通過(guò)連接一個(gè)按鈕K1，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，系統(tǒng)上電后，若需要復(fù)位都是通過(guò)手動(dòng)復(fù)位實(shí)現(xiàn)。按下按鈕K1后，通電瞬間電解電容C2通過(guò)電阻R5充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。
測(cè)溫傳感器選用DS18B20溫度傳感器，具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單，測(cè)溫進(jìn)度高，連接方便，占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，其中DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端。
在柜內(nèi)溫度低于設(shè)定閾值時(shí)，連接加熱器的端口P1.7下拉為低電平，此時(shí)輸出電流，加熱器導(dǎo)通，圖1中采用電阻絲R13和發(fā)光二極管D3模擬加熱器。
