基于LabVIEW的空调参数测量
空调市场经过几年的价格大战,以及钢,铜,铝,塑料等原材料价格的不断上扬,使得空调的利润率越来越低。为了维持利润,空调厂家纷纷大举扩大产能,严格控制成本,积极开发新产品。
对于新产品开发,为了依靠新产品特别是高端产品的高附加值来获取高利润,采用低成本、高时效性和高稳定性的测试系统开发新机型、新技术就显得非常必要。采用美国NI公司的LabVIEW图形开发软件,利用PXI高速稳定的采集卡以及简单的接口电路完成空调各项参数的测量,其优势非常明显。这套系统组成简单、性能可靠、开发周期短,这些特点对于开发新产品,验证和测试控制逻辑,加快空调测试和研发速度,节省实验成本都有着重要的意义。
LabVIEW图形软件和PXI总线概述
LabVIEW是美国National Instruments（简称NI）公司推出的一个图形化软件开发环境,它是一个通用的软件开发平台,不仅在一般的数据管理、科学计算等方面可以开发出优秀的应用程序,其最大优势还在于测控系统的开发。因为它不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具,而且LabVIEW程序还很容易和各种数据采集硬件集成,可以和多种主流的工业现场总线通信以及与大多数通用标准的实时数据库链接。
图1：基于LabVIEW的空调参数测量系统框图
PXI,即PCIextensions for Instrumentation,具有Compact PCI总线的机械特性,并具有专为测量应用的同步/触发/时钟总线信号。PXI规范于1997年出台,经过几年的发展,目前已广泛应用在军工、汽车测试、半导体测试、功能性测试、航空设备测试等领域。从技术角度上讲,PXI具有三大优势：第一点,速度变化快。由于基于PCI总线,所以适合大量数据交换,速度比较快,在生产线上测试同样功能所需要的时间更短;第二点,体积小,比如传统的空调参数测量,需要很大的一套设备,现在只需要一台PXI机箱就可以了;第三点,性能非常可靠,使用户免受使用过程中设备停机的困扰。
参数测量系统介绍
本设计目的是希望利用LabVIEW的软件开发平台和PXI系列采集板卡,以及传感器采集的信号完成对空调常用参数的测量、处理及存储显示等功能。通过对这些参数的长期监测来验证空调的控制逻辑,以及空调系统的性能。
整个系统由两部分组成：一部分是信号检测和变换部分,它由若干现场监测传感器和信号变换电路组成;另一部分是采集板卡和检测软件部分,它主要由采集板卡、工控机和基于工控机的监控软件组成,系统框图如图1所示。
信号检测和变换部分,主要由若干现场监测传感器和信号变换电路组成,这些检测量一般包括多路（蒸发器、冷凝器、排气管等）温度信号、湿度信号、多路（冷凝压力、蒸发压力）压力信号及多路开关量输入输出信号的检测和信号变换等;另一部分是采集板卡和检测软件部分,它主要由采集板卡、工控机和基于工控机的监控软件组成,完成对信号的处理、显示、存储、查询等功能。
硬件设计
硬件设计主要包括各点温度、湿度、压力、电流、电压及开关量输入输出信号等参数的检测和变换电路。
空调行业温度的检测现在一般采用热电偶和热敏电阻,本设计以热敏电阻为例,介绍温度测量的过程。具体检测电路如图2所示,通过这个电路可以把温度信号转换为模拟电压信号,然后利用工控机的软件把对应电压反变换为所代表的温度量,并通过温度计样的图形界面形象地显示出来。
