采用LabVIEW技术的辐射空调实验台自动控制系统的研究

摘要

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是美国的NI(National Instrument)公司创造的一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言,已广泛应用于工业及实验室的数据采集及仪器控制中。本文结合辐射空调实验室自动控制系统,用LabVIEw编写了整套的数据采集和控制软件。该软件集成温度、湿度、压力(压差)、二氧化碳等现场热工参数的采集及显示,通过二通电动调节阀、三通电动调节阀实现了实验室测试房间温度、湿度、供回水压差、供水温度、回水温度的自动控制。实现了辐射空调试验系统测试的自动化,满足了辐射空调试验台对自动控制的要求。辐射空调中的地板辐射空调的控制问题,因为是一典型的大滞后被控对象,长期以来一直没有得到很好的解决,本文在利用一般PID控制方法对地板辐射空调的控制问题进行研究的基础上,又利用采样控制方法,对此问题进行新的探讨,得到了一些有益的数据和较好的效果。
　　 本实验台的室内温度检测采用了一种数字式串行通信(一线总线)的带有芯片的温度传感器,这种温度测量系统只要一条串行接口线就可以接几十到几百个传感器,大大地减少了现场连线,也大大提高了测量的精确度。本文对这种测量系统与数据库的连接、以及Excel与LabVIEw的通信等问题进行了较深入的讨论。最后本文就LabVIEW在暖通空调自动控制系统的应用前景及需要解决的若干问题进行了探讨。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 关于辐射空调介绍

1.2 辐射空调实验室的组成

1.2.1 风系统

1.2.2 水路系统

1.2.3 冷却系统

1.2.4 实验台功能

1.2 辐射空调实验台控制方法

1.3 LabVIEW简介

1.4 本文的研究内容、方法和步骤

第二章 自动控制系统的组建

2.1 电气系统

2.1.1 强电配电柜电气设计

2.1.2 弱电配电柜电气设计

2.1.3 计算机采集与输出模块

2.2 传感器执行器的选配

2.2.1 执行器

2.2.2 电磁流量计

2.2.3 输入和输出系统

2.2.4 室内温湿度

2.2.5 二氧化碳含量

2.2.6 供回水温度

2.2.7 系统压差

第三章 自动控制系统及软件设计与编制

3.1 数据采集

3.1.1 LabVIEW访问数据采集板

3.1.2 一线总线技术

3.2 PID控制

3.2.1 PID控制算法原理

3.2.2 PID控制器参数对系统性能的影响

3.2.3 PID数字算法

3.2.4 PID控制的局限

3.3 串口通信

3.3.1 LabVIEW与串口通信的方法

3.3.2 MSComm的属性

3.3.3 读测温模块

3.3.4 读模块程序

3.4 LabVIEW与Access数据库通信

3.4.1 LabVIEW访问数据库的方法

3.4.2 LabSQL简介和安装

3.4.3 LabSQL的使用

3.5 LabVIEW访问Excel

3.5.1 ActiveX技术简介

3.5.2 访问Excel实现方法

3.6 关于大滞后被控对象控制方法的探讨

第四章 系统运行结果

4.1 用户说明

4.1.1 用户登录界面

4.1.2 用户管理界面

4.1.3 主界面

4.2 软件说明

4.2.1 用户登录程序

4.2.2 主界面程序

4.3 控制效果

4.3.1 普通空调控制室温

4.3.2 压差控制

4.3.3 供水温度控制

4.3.4 辐射空调控制

4.3.5 结露控制

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢