建造高精度环境条件实验室方法初探(2)

　　2.2.3自动控制 

　　围绕着关键温控区的温度精度实现，自动控制系统将达到如下要求： 

　　（1）温度的高精度采集：采用先进的高精度石英晶体温度传感器和配套的温度仪表作为高精度温度采集单元。其温度指标为：综合测量精度为≤±0.1℃（国家温温度度标准源单位可以做非常规标定的最小精度），测量漂移量≤0.01℃/三个月。温度采集分辨度为0.0001℃，同一仪表各只传感器之间采集误差≤0.01℃，使用寿命可达8年以上。 

　　（2）温度数据的传输：为了减少温度变送器带来的变送误差和温度漂移，采用通过通讯方式直接读取仪表温度参数到控制器的特殊方法，并已与类似仪表进行联机实验，取得较好效果。 

　　（3）传感器的设置：关键温控区内设置2只高精度传感器，吊装，尽量接近工作面，其中任何一只参与系统控制，另一只仅作为监测显示；同时设置一个湿度传感器和一个风压传感器（测量室内与辅助区之间的压差，并调节到保持5Pa以上的数值）。 

　　设置一台PC机作为中央工作站，可显示实时温度、实时温度曲线和历史温度曲线，并储存历史温度数据。 

　　（4）高精度控制：采用SIEMENS300系列PLC，型号为S7-300，并使用非标准的16位高精度输入输出模块，温度调节过程控制采用四级PID调节方式。程序编制满足±0.05℃的结果。 

　　（5）高精度驱动：采用四级高分辨度可控硅调功器单元，并配置连续调节的新风电动阀门和排风阀门，以稳定房间的正压。 

　　（6）中央工作站：完成系统的操作和系统监控，空气处理过程以动态图的方式显示，显示实时温度、实时温度曲线和历史温度曲线，并储存历史温度度数据。充分显示对现实温度的描述和对历史温度数据的追溯，为加工试验提供温度依据。 

　　中央工作站为空调管理和控制提供简单易用的图形界面，可提供多任务的操作环境以高效地同时执行多种程序。工作站和Windows 2000或Windows XP的多任务环境相结合，提供强大的网络性能，易于使用和管理。 

　　通过该工作站，用户可以做到： 

　　---通过图形显示监测和控制实验室环境 

　　---计划和修改设备的工作 

　　---不同系统条件下运行报告 

　　---搜集和分析趋势数据 

　　---必要时通过扩展应用提高工作站功能 

　　---可与其他的工作站相连接，通过网络进行集中的系统管理 

　　---通过Windows 2000或Windows XP的多任务操作环境可同时、有效地执行多个任务 

　　2.2.4施工过程中的其他因素 

　　（1）需要在激光干涉仪进场后做二次热源隔离处理和可开启风罩设计制作。 

　　（2）原有房间是一个300㎡的5级洁净区域，各种管线交叉分布，高度有限，对送回风管路布局安装和静压空间都有较大影响，需要充分考虑，合理布局。 

　　（3）由于精密温控区围护结构内壁支撑在大区域抗微振筏板基础上，必须同时考虑送回系统振动对原有检测设备和激光干涉仪传导的影响。 

　　3.结论 

　　安装工程完成后，进行初步调试，在激光干涉仪进场安装调试的同时，建立温控系统静态（开机无人）、动态（有人操作）技术状态基线，然后投入自控运行。经过三个月的联动试运行，各项指标均已实现，满足激光干涉仪检测光学元件对环境指标的要求。随着光学工程快速发展，多环境指标、高精度要求的光学检测实验室的需求将会越来越多，因此，通过该工程的实践，不断深化总结，对以后建造类似的实验室工程具有较好参考价值。