0 导言
跟着电力体系规划越来越大、电压等级越来越高，供电可靠性也要求愈加严厉。供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运转的重要因素。温度过高会加快仪器设备元器材老化，缩短其运用寿命，乃至直接导致设备损坏；低温、湿润，设备外表产生凝露则有或许产生爬电、闪络等事端。
依据以上考虑，在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度操控是十分必要的。本文将介绍一种WHD型智能温湿度操控器的规划办法，最多完成三路温度、湿度的丈量与操控；结合RS485总线技能及上位机软件，可完成数据及状况信息远传，满意低压配电智能化及网络化开展的需求。
1 硬件电路规划
1.1 硬件规划的整体思路
硬件体系以单片机为中心，按功用可划分为：电源供电、温湿度丈量、操控输出、人机对话以及通讯五个部分。
电源供电电路将AC220V或其他类型辅佐电源转化为体系作业所需的直流电源。单片机将传感器测得的温湿度值进行比较、处理，确认输出操控部分继电器的作业状况，并显现和发送温湿度数值及输出操控部分的作业状况信息。人机对话部分具有按键信息录入功用，用户可依据实践情况，经过按键编程设置体系的作业参数。
1.2 硬件的详细电路及原理
中心器材单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机，它是一款兼容51内核的增强型8位机，片上资源丰富，抗搅扰才能杰出。STC89C58RD+（D版别）支撑6时钟/机器周期，内含32K字节用户程序空间，片上集成1280字节RAM，16K字节EEPROM空间；支撑ISP/IAP功用，无须专用编程器；片上还集成了看门狗电路及MAX810专用复位电路。
温湿度的丈量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可一起测温度、湿度，并供给全程标定的数据输出，所以运用该传感器既可以下降硬件本钱，又方便了整机测验。其技能参数如下表所示：
该传感器与CPU之间的通讯选用二线制办法，即DATA（数据）线和CLK（同步时钟脉冲）线。丈量三路温度、湿度时，CPU与传感器的衔接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1，P1.2和P1.3，P1.4和P1.5别离与三路温湿度传感器SHT11衔接，其间P1.0、P1.2、P1.4别离作为各路通讯的DATA（数据）线，P1.1、P1.3、P1.5别离作为各路通讯的CLK（同步时钟）线，DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号进步至高电平（详情请参阅SHT11数据手册）。实践运用时，传感器与操控器之间（即图中虚线部分）以屏蔽线衔接，经历证，CPU与传感器之间的最大通讯间隔为10米。假如运用74HC245或其他芯片进步I/O口的驱动才能，可增加通讯间隔，但会下降体系的抗搅扰功用，因而不予选用。
体系选用LED数码管显现温度、湿度值，界面简洁明了。三路传感器测得的温度、湿度值以循环办法顺次显现，显现部分共有7位数码管，其间4位用于显现温度值（显现规模：-40.0～100.0），并在编程状况下显现菜单及参数，2位用于显现湿度值（显现规模：0～99），1位用于显现当时显现或操作对应的传感器的编号（1～3）。数码管显现选用动态扫描办法，其驱动电路由集成电路74HC595及74HC164构成。74HC595是一款带有输出门锁功用的8位串行输入、并行输出（或串行输出）的移位寄存器，用于数码管的段驱动；74HC164的串行输入、并行输出功用用于扫描显现每一位数码管，如图3所示。
体系选用继电器或可控硅作为操控输出，电源部分选用开关电源计划，通讯部分选用RS485接口，详细电路规划请参阅相关书本，此处不予赘述。
2 软件规划办法
体系软件规划包含以下四个部分：主程序、丈量操控模块、显现模块及通讯模块。
程序初始化包含装备CPU的SFR，设置I/O口初始状况，从EEPROM读取作业参数，设置看门狗定时器的复位时刻等。需求留意的是，一般只在主程序中喂狗，看门狗的复位时刻时要设置的比丈量程序中或许呈现的最长等待时刻还要长。以下给出主程序的部分C言语源代码。
void Main （）
{
WDT_CONTR = 0x00;//封闭看门狗
InitialEeprom（）;//读EEPROM
IniTIalIO（）;//初始化I/O状况
IniTIalSFR（）;//设置SFR
IniTIalSHT11（）;//初始化传感器
IniTIalComm （）;//初始化通讯口
WDT_CONTR = 0x35;//喂狗1.25秒
while（1）
{
WDT_CONTR = 0x35;
KeyScan（）;//按键查询
KeyProcess（）;//按键信息处理
}
}
通讯收发处理、显现和温湿度丈量操控均以中止办法完成，优先级次序为：串口通讯中止（最高）→显现中止→丈量操控中止（最低）。
体系通讯选用规范MODBUS-RTU规约，便于上位机办理软件规划，与其他网络外表组网运用，完成对供配电体系的完好监测。
3 产品运用
经过温湿度传感器收集开关柜或箱式变电站中的温度、湿度信息，经操控器处理后输出继电器触点信号（断开或导通），再将触点信号衔接到温湿度调理设备（一般运用加热器或电扇）的电源回路中，用于操控其作业或中止，以完成对温湿度的智能化操控。
此类温湿度操控器可操控一路、二路或三路温湿度，每一路温湿度传感器对应一组（二个）继电器输出触点，其间一个触点用于操控加热器，完成升温或除湿操控，另一触点用于操控电扇，完成排风操控。当传感器或加热器产生毛病时，操控器会发出报警信号。
操控器中还可设置温湿度操控的回滞量，即调理设备的发动条件与中止条件之差。如图6所示，以加热升温为例，当环境温度下降到预先设置“加热发动温度”以下时，操控器输出触点导通信号，加热器作业，环境温度逐步上升；当环境温度上升至“加热中止温度”以上时，操控器输出触点断开信号，加热器中止加热。依据经历，回滞量一般设置在4～10（℃或RH％）规模内较适宜。铝合金加热器是电力供配电体系中最常用的温湿度调理设备，下面是由经历总结的环境空间巨细与加热器功率挑选的联系，供读者参阅。
WHD型智能温湿度操控器可将丈量的温湿度值及操控体系中的各种状况信息经过RS485通讯接口向上位机远传，由上位机办理软件完成遥测、遥控，满意了智能化、网络化开展的要求。
4 结束语
本文介绍了一种智能温湿度操控器的规划办法及运用，可完成最大三路温湿度的收集、操控，并具有编程参数设置和RS485（MODBUS-RTU）通讯功用。经实践验证，参照此办法规划的WHD系列产品在实践运用中易于用户运用，控温及控湿效果显著。一起，该产品的抗电磁搅扰功用杰出，例如，5kHz和100kHz频段抗脉冲群搅扰可到达三级，适合在电磁环境相对恶劣的电气设备中运用。
