基于LabVIEW的暖通空調數據采集控制系統設計

摘要: 暖通空調（HVAC）系統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)行準確測量及時(shí)控制的數據采集控制系統。使用NI公司的LabVIEW Developer Suite，把HVAC系統中各種不同設備統一起來(lái)，進(jìn)行集中采集控制。建立一套基于PC的HVAC數據采集控制系統。

關(guān)鍵詞:abVIEW 數據采集 自動(dòng)控制 暖通空調系統 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(dòng)控制領(lǐng)域，對于HVAC系統中采用LabVIEW作為上位端軟件還不多見(jiàn)，但隨著(zhù)LabVIEW 7 Express的發(fā)布，LabVIEW已經(jīng)開(kāi)始逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域。在筆者所在專(zhuān)業(yè)HVAC自動(dòng)控制領(lǐng)域使用LabVIEW后發(fā)現，其功能十分強大，節省系統開(kāi)發(fā)時(shí)間，非常適合工程開(kāi)發(fā)人員使用。筆者結合近來(lái)開(kāi)發(fā)的一套HVAC系統，對LabVIEW在HVAC數據采集控制系統的應用做個(gè)介紹。

1 系統總體結構

HVAC中有大量數據需要采集，通過(guò)對數據的采集，來(lái)對各項系統參數進(jìn)行調整。本系統主要由水系統、風(fēng)系統、控制系統組成。

● 水系統包括：水冷式冷水機組，冷卻塔，膨脹水箱，冷凍水泵，冷卻水泵，三通調節閥、流量計等附件。

● 風(fēng)系統包括：組合式空調箱、送風(fēng)管道、回風(fēng)管道、排風(fēng)管道、VAVBOX以及閥門(mén)和其他控制元件?？照{箱包括新回風(fēng)混合段、過(guò)濾器、表冷器、電加熱器、送風(fēng)風(fēng)機、蒸汽加濕器等。風(fēng)機變頻控制。新回風(fēng)管上分別裝有電動(dòng)調節閥，可調節新回風(fēng)比例，表冷器前后分別裝有溫濕度測點(diǎn)，空調箱內還裝有噴嘴，用于空氣流量的測量。

● 控制系統包括：各處的壓力傳感器、溫度傳感器、控制元件、執行器、數據采集儀、計算機、觸摸屏等，可進(jìn)行建筑環(huán)境與設備自動(dòng)檢測與數據處理。

實(shí)驗系統房間共有兩間：Room1和Room2。Room1主要用于建立低溫環(huán)境實(shí)驗室，因此單獨配備了一套直接蒸發(fā)式水冷機組。每個(gè)房間內均有一個(gè)負荷發(fā)生器Ld，用于產(chǎn)生模擬負荷，并且有溫濕度測點(diǎn)。在Room1中，布置一組送回風(fēng)口，頂送下側回；Room2中布置兩組送回風(fēng)口，分別為頂送、側回。每個(gè)送、回風(fēng)口上都裝有手動(dòng)調節閥，可開(kāi)關(guān)或進(jìn)行調節。房間內布置一個(gè)壓差傳感器，可控制房間內的正壓。在兩個(gè)房間的送風(fēng)管道上分別裝有一個(gè)壓力無(wú)關(guān)型VAVBOX。

通過(guò)對圖1系統原理圖，大家對系統能有個(gè)直觀(guān)的認識。

2 數據采集控制系統

系統分為兩部分：數據采集和系統控制。數據采集部分有各種不同數據采集設備?？刂撇糠钟蒔LC(可編程控制器)來(lái)完成。LabVIEW能很方便的對計算機串口進(jìn)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中的數據，在計算機中進(jìn)行PID神經(jīng)模糊等復雜運算，從而得到需要的數字控制信號，對需要控制的設備進(jìn)行控制，增強系統的通用性。并可開(kāi)發(fā)出更加豐富的功能。從圖2中可以看出整個(gè)數據采集系統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