1 、设计原理
本文中的环境设备控制系统，主要面向温度类环境试验设备，如高温试验箱、高低温试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿箱、湿热箱等。而温度类环境试验设备通常由主箱体、加热系统、制冷系统、风循环系统、主控制系统组成，如图1所示。
其中整个设备的主要控制对象包括：制冷系统中的制冷压缩机、电子膨胀阀及控制冷量排放的电磁阀;风循环系统的离心风机;加热系统中的固态继电器与交流接触器。
整个设备的主要测量参数包括：制冷系统中的压缩机排气回气的温度与压力、冷凝器出口温度、蒸发器出入口温度、 压缩机工作电流电压值;风循环系统中的风机温度、工作电流电压值;加热系统中的电加热器的工作电压电流值;箱内的温湿度等。
在上述测量参数中，部分参数与设备的控制过程并无直接关系，如压缩机与风机的工作电压电流、风机转速与风速等。但是，随着现代科技工业信息技术的迅速发展，在航天、航空、工业应用等各个领域的设备与系统对可靠性、安全性与经济性的要求越来越高，促使故障预测和健康管理（Prognostics and Health Management， PHM）［3-4］逐渐成为工业设备的主流发展方向之一。但是PHM系统是需要建立在全面监测设备的运行状况的基础上，而使用通用型PLC控制系统的情况下，过多的参数采集意味着PLC模块的增加，不但提高了设备的制造成本，也让设备控制系统的体积变得臃肿。为此，本文提出了一种基于嵌入式的控制系统，通过利用嵌入式系统开发自由度高、成本低、针对性强、实时性高、集成度高的方案，实现设备的整机运行参数监控;且更易实现复杂的算法运算，提高设备的控制精度与稳定性，如设备的模糊PID控制算法，防脉冲干扰平均滤波、限幅平均滤波法等数字滤波算法。