热工设备测试系统软件平台的开发与应用研究

摘要

对热工设备的性能进行测试，需要提供稳定的设备运行工况并提供精确实验数据，以此分析评价设备产品性能，为进一步改进产品设计提供可靠的依据。本文主要采用理论分析、数值计算及实验验证等方法对热工设备性能测试系统的软件平台进行了开发与应用研究。 本文在分析总结热工设备性能测试系统发展现状及趋势的基础上，根据热工设备性能测试系统的目的和要求，确定了由传感器、可编程控制器、计算机、工控组态软件等组成热工设备性能测试系统技术路线。 本文主要参照风机盘管机组国家标准GB/T19232-2003和板式换热器国家标准GB16409-1996对热工性能试验的测试要求，重点对计算方法、测试精度、试验装置等方面的内容进行了分析研究，设计开发出了风机盘管机组和板式换热器热工性能测试的集散控制系统。 风机盘管机组热工性能测试系统主要包括：压力、流量、温度、湿度等试验数据的实时采集；测试系统的过程控制；选用西门子WinCC V6.0组态软件进行数据归档。在实时数据库的基础下建立软件平台，进行二次变量计算，显示过程值在线趋势曲线，打印报表等主要功能的组态开发。此外，对风机盘管机组国家标准中规定的风量和供冷量计算公式的不足之处进行分析、讨论，提出采用更为合理准确的计算公式，并根据实时采集和计算的试验数据，比较两种不同计算公式产生的试验误差大小，说明测试系统采用的计算公式更为合理准确。该测试系统应用于恒温恒湿试验室，可进行风量、供冷量、供热量、凝结水、凝露等热工性能试验。 板式换热器热工性能测试系统主要包括：压力、温度、流量等试验数据的实时采集；测试系统的过程控制；选用WinCC V6.0进行数据归档。在实时数据库的基础下建立软件平台，进行二次变量计算，显示过程值函数关系曲线，打印报表等主要功能的组态开发。最后采用对数方法线性化拟建立的板式换热器努谢尔特数Nu与雷诺数Re的准则方程式，进而利用实时试验数据回归出所求准则方程式。 研究结果表明，本文提出的技术路线符合现代热工设备性能测试系统高精度、高灵敏度和自动化的发展要求；开发的风机盘管机组和板式换热器热工性能测试系统可提供稳定的设备运行工况并提供符合国标精度要求的实时及二次计算的试验数据，为正确评价设备产品性能提供了保证；另外，在已开发的热工性能测试系统平台之上，还可进行深入的试验研究和功能开发；因此，测试系统具有实际应用价值和发展前景。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1课题背景和意义

1.2热工设备测试系统的国内外发展状况

1.3课题的主要研究内容

1.4课题研究的可行性分析

第2章热工设备测试系统总体结构

2.1测试系统的技术路线

2.2传感器的选择要求

2.3可编程控制器(PLC)

2.4人机操作界面(HMI)

2.5上位机与下位机的通讯

2.6上位机要实现的主要功能

2.7组态软件

第3章风机盘管机组测试系统的开发与应用研究

3.1引言

3.2风机盘管机组测试的试验原理

3.3风机盘管机组测试的计算公式

3.4测试精度

3.5风机盘管机组测试系统设计

3.6风机盘管机组测试系统软件平台的组态开发

3.7测试系统计算公式分析

第4章板式换热器测试系统的开发与应用研究

4.1引言

4.2板式换热器测试的基本理论

4.3测试精度

4.4板式换热器测试系统设计

4.4板式换热器测试系统软件平台的组态开发

4.5努谢尔特数Nu与雷诺数Re的准数方程

第5章结论

参考文献

后记

攻读硕士学位期间发表的学术论文