基于LabVIEW的暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要: 暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)中建立一套對各種水閥、風(fēng)閥、變風(fēng)量箱、電加熱器、加濕器以及其他

控制元件進(jìn)行準(zhǔn)確測量及時控制的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。使用NI公司的LabVIEW Developer Suite，把HVAC系統(tǒng)中各種不同設(shè)備統(tǒng)一起來，進(jìn)行集中采集控制。建立一套基于PC的HVAC數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:abVIEW 數(shù)據(jù)采集 自動控制 暖通空調(diào)系統(tǒng) PID控制

The Application of LabVIEW in the field of HVAC DAQ and Control System
By Chen Qian，Weng Wengbing

Build a suit of HVAC DAQ and Control System which could take precise data acquisition and control water valve, air valve, VAV box, electrical heater, humidifier and other control elements. Using National Instrument’s product LabVIEW Developer Suite, unite all different devices in HVAC system to take central control. Build a suit of HVAC DAQ and Control System based on PCs.

Keywords:abVIEW Data Acquisition Auto Control HVAC System PID Control

引言

LabVIEW大量應(yīng)用在自動控制領(lǐng)域，對于HVAC系統(tǒng)中采用LabVIEW作為上位端軟件還不多見，但隨著LabVIEW 7 Express的發(fā)布，LabVIEW已經(jīng)開始逐漸滲透到各個領(lǐng)域。在筆者所在專業(yè)HVAC自動控制領(lǐng)域使用LabVIEW后發(fā)現(xiàn)，其功能十分強(qiáng)大，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)時間，非常適合工程開發(fā)人員使用。筆者結(jié)合近來開發(fā)的一套HVAC系統(tǒng)，對LabVIEW在HVAC數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的應(yīng)用做個介紹。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

HVAC中有大量數(shù)據(jù)需要采集，通過對數(shù)據(jù)的采集，來對各項系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。本系統(tǒng)主要由水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。

● 水系統(tǒng)包括：水冷式冷水機(jī)組，冷卻塔，膨脹水箱，冷凍水泵，冷卻水泵，三通調(diào)節(jié)閥、流量計等附件。

● 風(fēng)系統(tǒng)包括：組合式空調(diào)箱、送風(fēng)管道、回風(fēng)管道、排風(fēng)管道、VAVBOX以及閥門和其他控制元件?？照{(diào)箱包括新回風(fēng)混合段、過濾器、表冷器、電加熱器、送風(fēng)風(fēng)機(jī)、蒸汽加濕器等。風(fēng)機(jī)變頻控制。新回風(fēng)管上分別裝有電動調(diào)節(jié)閥，可調(diào)節(jié)新回風(fēng)比例，表冷器前后分別裝有溫濕度測點，空調(diào)箱內(nèi)還裝有噴嘴，用于空氣流量的測量。

● 控制系統(tǒng)包括：各處的壓力傳感器、溫度傳感器、控制元件、執(zhí)行器、數(shù)據(jù)采集儀、計算機(jī)、觸摸屏等，可進(jìn)行建筑環(huán)境與設(shè)備自動檢測與數(shù)據(jù)處理。

實驗系統(tǒng)房間共有兩間：Room1和Room2。Room1主要用于建立低溫環(huán)境實驗室，因此單獨配備了一套直接蒸發(fā)式水冷機(jī)組。每個房間內(nèi)均有一個負(fù)荷發(fā)生器Ld，用于產(chǎn)生模擬負(fù)荷，并且有溫濕度測點。在Room1中，布置一組送回風(fēng)口，頂送下側(cè)回；Room2中布置兩組送回風(fēng)口，分別為頂送、側(cè)回。每個送、回風(fēng)口上都裝有手動調(diào)節(jié)閥，可開關(guān)或進(jìn)行調(diào)節(jié)。房間內(nèi)布置一個壓差傳感器，可控制房間內(nèi)的正壓。在兩個房間的送風(fēng)管道上分別裝有一個壓力無關(guān)型VAVBOX。

通過對圖1系統(tǒng)原理圖，大家對系統(tǒng)能有個直觀的認(rèn)識。

2 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

系統(tǒng)分為兩部分：數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。數(shù)據(jù)采集部分有各種不同數(shù)據(jù)采集設(shè)備?？刂撇糠钟蒔LC(可編程控制器)來完成。LabVIEW能很方便的對計算機(jī)串口進(jìn)行操作，因此LabVIEW可方便的建立計算機(jī)串口與PLC串口之間的通信，便捷的獲得PLC中的數(shù)據(jù)，在計算機(jī)中進(jìn)行PID神經(jīng)模糊等復(fù)雜運算，從而得到需要的數(shù)字控制信號，對需要控制的設(shè)備進(jìn)行控制，增強(qiáng)系統(tǒng)的通用性。并可開發(fā)出更加豐富的功能。從圖2中可以看出整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中用到的軟硬件部分及它們間的關(guān)系。

圖2 采集控制關(guān)系圖