基于LabVIEW的空調(diào)參數(shù)測量
空調(diào)市場經(jīng)過幾年的價(jià)格大戰(zhàn),以及鋼,銅,鋁,塑料等原材料價(jià)格的不斷上揚(yáng),使得空調(diào)的利潤率越來越低。為了維持利潤,空調(diào)廠家紛紛大舉擴(kuò)大產(chǎn)能,嚴(yán)格控制成本,積極開發(fā)新產(chǎn)品。
對(duì)于新產(chǎn)品開發(fā),為了依靠新產(chǎn)品特別是高端產(chǎn)品的高附加值來獲取高利潤,采用低成本、高時(shí)效性和高穩(wěn)定性的測試系統(tǒng)開發(fā)新機(jī)型、新技術(shù)就顯得非常必要。采用美國NI公司的LabVIEW圖形開發(fā)軟件,利用PXI高速穩(wěn)定的采集卡以及簡單的接口電路完成空調(diào)各項(xiàng)參數(shù)的測量,其優(yōu)勢非常明顯。這套系統(tǒng)組成簡單、性能可靠、開發(fā)周期短,這些特點(diǎn)對(duì)于開發(fā)新產(chǎn)品,驗(yàn)證和測試控制邏輯,加快空調(diào)測試和研發(fā)速度,節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本都有著重要的意義。
LabVIEW圖形軟件和PXI總線概述
LabVIEW是美國National Instruments（簡稱NI）公司推出的一個(gè)圖形化軟件開發(fā)環(huán)境,它是一個(gè)通用的軟件開發(fā)平臺(tái),不僅在一般的數(shù)據(jù)管理、科學(xué)計(jì)算等方面可以開發(fā)出優(yōu)秀的應(yīng)用程序,其最大優(yōu)勢還在于測控系統(tǒng)的開發(fā)。因?yàn)樗粌H提供了幾乎所有經(jīng)典的信號(hào)處理函數(shù)和大量現(xiàn)代的高級(jí)信號(hào)分析工具,而且LabVIEW程序還很容易和各種數(shù)據(jù)采集硬件集成,可以和多種主流的工業(yè)現(xiàn)場總線通信以及與大多數(shù)通用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫鏈接。
圖1：基于LabVIEW的空調(diào)參數(shù)測量系統(tǒng)框圖
PXI,即PCIextensions for Instrumentation,具有Compact PCI總線的機(jī)械特性,并具有專為測量應(yīng)用的同步/觸發(fā)/時(shí)鐘總線信號(hào)。PXI規(guī)范于1997年出臺(tái),經(jīng)過幾年的發(fā)展,目前已廣泛應(yīng)用在軍工、汽車測試、半導(dǎo)體測試、功能性測試、航空設(shè)備測試等領(lǐng)域。從技術(shù)角度上講,PXI具有三大優(yōu)勢：第一點(diǎn),速度變化快。由于基于PCI總線,所以適合大量數(shù)據(jù)交換,速度比較快,在生產(chǎn)線上測試同樣功能所需要的時(shí)間更短;第二點(diǎn),體積小,比如傳統(tǒng)的空調(diào)參數(shù)測量,需要很大的一套設(shè)備,現(xiàn)在只需要一臺(tái)PXI機(jī)箱就可以了;第三點(diǎn),性能非�？煽�,使用戶免受使用過程中設(shè)備停機(jī)的困擾。
參數(shù)測量系統(tǒng)介紹
本設(shè)計(jì)目的是希望利用LabVIEW的軟件開發(fā)平臺(tái)和PXI系列采集板卡,以及傳感器采集的信號(hào)完成對(duì)空調(diào)常用參數(shù)的測量、處理及存儲(chǔ)顯示等功能。通過對(duì)這些參數(shù)的長期監(jiān)測來驗(yàn)證空調(diào)的控制邏輯,以及空調(diào)系統(tǒng)的性能。
整個(gè)系統(tǒng)由兩部分組成：一部分是信號(hào)檢測和變換部分,它由若干現(xiàn)場監(jiān)測傳感器和信號(hào)變換電路組成;另一部分是采集板卡和檢測軟件部分,它主要由采集板卡、工控機(jī)和基于工控機(jī)的監(jiān)控軟件組成,系統(tǒng)框圖如圖1所示。
信號(hào)檢測和變換部分,主要由若干現(xiàn)場監(jiān)測傳感器和信號(hào)變換電路組成,這些檢測量一般包括多路（蒸發(fā)器、冷凝器、排氣管等）溫度信號(hào)、濕度信號(hào)、多路（冷凝壓力、蒸發(fā)壓力）壓力信號(hào)及多路開關(guān)量輸入輸出信號(hào)的檢測和信號(hào)變換等;另一部分是采集板卡和檢測軟件部分,它主要由采集板卡、工控機(jī)和基于工控機(jī)的監(jiān)控軟件組成,完成對(duì)信號(hào)的處理、顯示、存儲(chǔ)、查詢等功能。
硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)主要包括各點(diǎn)溫度、濕度、壓力、電流、電壓及開關(guān)量輸入輸出信號(hào)等參數(shù)的檢測和變換電路。
空調(diào)行業(yè)溫度的檢測現(xiàn)在一般采用熱電偶和熱敏電阻,本設(shè)計(jì)以熱敏電阻為例,介紹溫度測量的過程。具體檢測電路如圖2所示,通過這個(gè)電路可以把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào),然后利用工控機(jī)的軟件把對(duì)應(yīng)電壓反變換為所代表的溫度量,并通過溫度計(jì)樣的圖形界面形象地顯示出來。
