基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)，包括：檢測裝置，所述檢測裝置用于檢測固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度；執(zhí)行器，所述執(zhí)行器用于根據(jù)風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號分別驅(qū)動所述可調(diào)速風(fēng)機、壓力控制閥和進(jìn)水閥；控制器，所述控制器分別與所述檢測裝置和所述執(zhí)行器相連，用于根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度生成所述風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號。該控制系統(tǒng)可自動對固體電加熱裝置進(jìn)行安全可靠地控制，保證固體電加熱裝置安全可靠地運行。
【專利說明】基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣工程【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的采暖鍋爐都是燃煤鍋爐，它的初投資較小，供暖費用也較低，但對大氣污染很嚴(yán)重，國家決定在大中城市逐步淘汰現(xiàn)有的燃煤鍋爐；采用燃油、燃?xì)怆m然能降低大氣污染程度，但供暖運行費用很高。而電鍋爐運行費用較高的主要原因在于電費較高。若能降低電費，電鍋爐運行費用也將相應(yīng)地降低。峰谷分時電價的出臺給電鍋爐的發(fā)展和電儲熱技術(shù)的應(yīng)用帶來了契機。
[0003]在晚上電低谷期間，機組利用廉價低谷電自動加熱，將電能轉(zhuǎn)換成熱能并儲存在儲熱體內(nèi)，根據(jù)用戶熱量需求逐步自控釋放，將輸入的冷水加熱后，多時段、定時、任意溫度輸出。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)由于封閉性、儀器間相互配合較差；硬件價格昂貴，儀器間一般無法相互利用，而且升級成本較高，且升級必須上門服務(wù)；功能單一，只能連接有限的獨立設(shè)備，儀器功能只有廠家能定義；開發(fā)與維護(hù)開銷高，技術(shù)更新周期長。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本實用新型的目的在于提出一種基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可自動對固體電加熱裝置進(jìn)行安全可靠地控制，保證固體電加熱裝置安全可靠地運行。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型第一方面的實施例提出了一種基于Labview的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)，所述固體電加熱裝置包括加熱電阻、可調(diào)速風(fēng)扇、儲熱體和熱交換器，所述控制系統(tǒng)包括:檢測裝置，所述檢測裝置用于檢測固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度；執(zhí)行器，所述執(zhí)行器用于根據(jù)風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號分別驅(qū)動所述可調(diào)速風(fēng)機、壓力控制閥和進(jìn)水閥；控制器，所述控制器分別與所述檢測裝置和所述執(zhí)行器相連，用于根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度生成所述風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]1、操作界面圖形化，操作過程簡單、直觀，用戶只需經(jīng)簡單培訓(xùn)即可操作；
[0009]2、以表格和曲線方式的顯示各監(jiān)控點實時測量值及歷史數(shù)據(jù)；
[0010]3、提供趨勢曲線、數(shù)據(jù)報表、超限報警等功能，可根據(jù)應(yīng)用要求擴展；
[0011]4、可查詢?nèi)我庖惶?、一月、一年的?shù)據(jù)，并可進(jìn)行表格和圖形方式顯示和打印；
[0012]5、可設(shè)置各監(jiān)控點的上下限報警值，并記錄報警值，可查詢報警歷史記錄，當(dāng)被測量值超過上下限報警值時，可通過聲光、自動語音報警、短信輕松實現(xiàn)無人值守；
[0013]6、數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，可外接移動存儲設(shè)備或打印設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能；
[0014]7、網(wǎng)絡(luò)版功能可實現(xiàn)遠(yuǎn)程異地多用戶同時使用；
[0015]8、操作人員需授權(quán)才可查詢歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、打印等操作。
[0016]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是本實用新型的控制原理圖；
[0019]圖2是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是本實用新型的總功能框圖；
[0021]圖4是本實用新型的溫度測點布置圖；
[0022]圖5是本實用新型的控制系統(tǒng)工作流程圖；以及
[0023]圖6是本實用新型的基于LabView的監(jiān)控界面圖。

【具體實施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0026]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0027]結(jié)合圖1至6所示，本實用新型的技術(shù)方案是:固體電加熱裝置包括加熱電阻、可調(diào)速風(fēng)機、儲熱體和熱交換器。通過采集儲熱體的溫度控制可調(diào)速風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)其輸出風(fēng)速的大小，輸出熱量時，可調(diào)速風(fēng)機輸出的風(fēng)使開啟式百葉簾打開，通過儲熱體內(nèi)的間隙，吹向熱交換器，熱空氣使熱交換器的水溫升高，以實現(xiàn)制熱，同時，降低溫度的空氣又順著外壁內(nèi)的風(fēng)道回流到儲熱體，吸收熱能。采集熱交換器出水口和進(jìn)水口的溫度，控制進(jìn)水口的進(jìn)水閥門，實現(xiàn)出水口水溫可調(diào)。采集機組內(nèi)部壓力，控制壓力控制閥門，實現(xiàn)設(shè)備的安全運行。采集到的數(shù)據(jù)可以在Labview監(jiān)控界面實時顯示，控制方式分為自動和手動兩種，實現(xiàn)設(shè)備無人值守和遠(yuǎn)程控制。
[0028]其中，控制系統(tǒng)包括:檢測裝置，所述檢測裝置用于檢測固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度；執(zhí)行器，所述執(zhí)行器用于根據(jù)風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號分別驅(qū)動所述可調(diào)速風(fēng)機、壓力控制閥和進(jìn)水閥；控制器，所述控制器分別與所述檢測裝置和所述執(zhí)行器相連，用于根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度生成所述風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號。其中，檢測裝置包括壓力傳感器和溫度傳感器?？刂破鳛閱纹瑱C。
[0029]本實用新型采用自主學(xué)習(xí)-PID控制算法，控制圖如圖1所示，對于在較大溫度控制范圍的條件下進(jìn)行控溫，取得了良好的控溫效果。自主學(xué)習(xí)-PID復(fù)合控制既具有人工智能的靈活、響應(yīng)快和適應(yīng)性強的特點，又具有PID控制精度高的優(yōu)點，魯棒性性強和較好的動態(tài)性能，體現(xiàn)了機器人的自主學(xué)習(xí)特性。在參數(shù)變化較大及有干擾時仍能取得良好的控制效果。
[0030]本實施方式的基于LabVIEW平臺，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，總功能框圖如圖3所示，控制系統(tǒng)工作流程圖如圖5所示，包括以下步驟:
[0031]步驟1:數(shù)據(jù)采集卡中讀取到的溫度采集電路的實時電壓值，經(jīng)處理轉(zhuǎn)換成實時溫度，與預(yù)設(shè)上限溫度值進(jìn)行比較，如果高于預(yù)設(shè)上限值進(jìn)入步驟2，低于預(yù)設(shè)上限值進(jìn)入步驟3。溫度測點的布置如圖4所示。
[0032]步驟2:停止加熱并調(diào)大進(jìn)水閥門。
[0033]步驟3:轉(zhuǎn)換成的實時溫度與預(yù)設(shè)的下限溫度進(jìn)行比較，如果高于預(yù)設(shè)下限值返回步驟1，低于預(yù)設(shè)下限值進(jìn)入步驟4.
[0034]步驟4:關(guān)閉進(jìn)水閥門，增大加熱裝置上的電壓。
[0035]圖6是基于LabVIEW的監(jiān)控界面，在中I可以設(shè)置系統(tǒng)的溫度上限值和下限值，單擊開始后系統(tǒng)就開始運行；在2中顯示當(dāng)前時間以及系統(tǒng)運行時間；在3中可以實時顯示出水口溫度和進(jìn)水口溫度；在4中可以顯示出水口溫度和進(jìn)水口溫度的實時曲線；在5中可以調(diào)節(jié)風(fēng)機的速度，風(fēng)機的速度分自動和手動兩種控制方式；在6中顯示溫度超越上限和低于下限的報警次數(shù)；在7中顯示壓力表讀數(shù)以及閥門控制開關(guān)。
[0036]本實用新型的有益效果是:
[0037]1、操作界面圖形化，操作過程簡單、直觀，用戶只需經(jīng)簡單培訓(xùn)即可操作；
[0038]2、以表格和曲線方式的顯示各監(jiān)控點實時測量值及歷史數(shù)據(jù)；
[0039]3、提供趨勢曲線、數(shù)據(jù)報表、超限報警等功能，可根據(jù)應(yīng)用要求擴展；
[0040]4、可查詢?nèi)我庖惶?、一月、一年的?shù)據(jù)，并可進(jìn)行表格和圖形方式顯示和打?。?br> [0041]5、可設(shè)置各監(jiān)控點的上下限報警值，并記錄報警值，可查詢報警歷史記錄，當(dāng)被測量值超過上下限報警值時，可通過聲光、自動語音報警、短信輕松實現(xiàn)無人值守；
[0042]6、數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，可外接移動存儲設(shè)備或打印設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能；
[0043]7、網(wǎng)絡(luò)版功能可實現(xiàn)遠(yuǎn)程異地多用戶同時使用；
[0044]8、操作人員需授權(quán)才可查詢歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、打印等操作。
[0045]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例，，等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0046]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于LabView的固體電加熱裝置控制系統(tǒng)，其特征在于，所述固體電加熱裝置包括加熱電阻、可調(diào)速風(fēng)扇、儲熱體和熱交換器，所述控制系統(tǒng)包括: 用于檢測固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度的檢測裝置；執(zhí)行器，所述執(zhí)行器根據(jù)風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號分別驅(qū)動所述可調(diào)速風(fēng)機、壓力控制閥和進(jìn)水閥； 控制器，所述控制器分別與所述檢測裝置和所述執(zhí)行器相連，用于根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述固體加熱裝置的壓力、熱交換器的出水口溫度和進(jìn)水口溫度生成所述風(fēng)機調(diào)速信號、壓力控制信號和進(jìn)水閥控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置包括壓力傳感器和溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為單片機。
【文檔編號】G05B19/042GK204009434SQ201420230017
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】姜立兵, 邢作霞 申請人:沈陽藍(lán)昊新能源有限公司