LabVIEW在暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)中的應用

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

控制元件進行準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)中各種不同設備統(tǒng)一起來，進行集中采集控制。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大量應用在自動控制領域，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域。在筆者所在專業(yè)HVAC自動控制領域使用LabVIEW后發(fā)現(xiàn)，其功能十分強大，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)的應用做個介紹。

1 系統(tǒng)總體結構

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)進行調(diào)整。本系統(tǒng)主要由水系統(tǒng)、風系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。

● 水系統(tǒng)包括：水冷式冷水機組，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。

● 風系統(tǒng)包括：組合式空調(diào)箱、送風管道、回風管道、排風管道、VAVBOX以及閥門和其他控制元件。空調(diào)箱包括新回風混合段、過濾器、表冷器、電加熱器、送風風機、蒸汽加濕器等。風機變頻控制。新回風管上分別裝有電動調(diào)節(jié)閥，可調(diào)節(jié)新回風比例，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、觸摸屏等，可進行建筑環(huán)境與設備自動檢測與數(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)式水冷機組。每個房間內(nèi)均有一個負荷發(fā)生器Ld，用于產(chǎn)生模擬負荷，并且有溫濕度測點。在Room1中，布置一組送回風口，頂送下側(cè)回；Room2中布置兩組送回風口，分別為頂送、側(cè)回。每個送、回風口上都裝有手動調(diào)節(jié)閥，可開關或進行調(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。在兩個房間的送風管道上分別裝有一個壓力無關型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串口進行操作，因此LabVIEW可方便的建立計算機串口與PLC串口之間的通信，便捷的獲得PLC中的數(shù)據(jù)，在計算機中進行PID神經(jīng)模糊等復雜運算，從而得到需要的數(shù)字控制信號，對需要控制的設備進行控制，增強系統(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系。

圖2 采集控制關系圖