基于Labview的固体电加热装置控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种基于Labview的固体电加热装置控制系统，包括：检测装置，所述检测装置用于检测固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度；执行器，所述执行器用于根据风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号分别驱动所述可调速风机、压力控制阀和进水阀；控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行器相连，用于根据所述检测装置检测到的所述固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度生成所述风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号。该控制系统可自动对固体电加热装置进行安全可靠地控制，保证固体电加热装置安全可靠地运行。
【专利说明】基于Labview的固体电加热装置控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气工程【技术领域】,特别涉及一种基于Labview的固体电加热装置控制系统。
【背景技术】
[0002]传统的采暖锅炉都是燃煤锅炉，它的初投资较小，供暖费用也较低，但对大气污染很严重，国家决定在大中城市逐步淘汰现有的燃煤锅炉；采用燃油、燃气虽然能降低大气污染程度，但供暖运行费用很高。而电锅炉运行费用较高的主要原因在于电费较高。若能降低电费，电锅炉运行费用也将相应地降低。峰谷分时电价的出台给电锅炉的发展和电储热技术的应用带来了契机。
[0003]在晚上电低谷期间，机组利用廉价低谷电自动加热，将电能转换成热能并储存在储热体内，根据用户热量需求逐步自控释放，将输入的冷水加热后，多时段、定时、任意温度输出。传统的控制系统由于封闭性、仪器间相互配合较差；硬件价格昂贵，仪器间一般无法相互利用，而且升级成本较高，且升级必须上门服务；功能单一，只能连接有限的独立设备，仪器功能只有厂家能定义；开发与维护开销高，技术更新周期长。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。
[0005]为此，本实用新型的目的在于提出一种基于Labview的固体电加热装置控制系统。该控制系统可自动对固体电加热装置进行安全可靠地控制，保证固体电加热装置安全可靠地运行。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型第一方面的实施例提出了一种基于Labview的固体电加热装置控制系统，所述固体电加热装置包括加热电阻、可调速风扇、储热体和热交换器，所述控制系统包括:检测装置，所述检测装置用于检测固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度；执行器，所述执行器用于根据风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号分别驱动所述可调速风机、压力控制阀和进水阀；控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行器相连，用于根据所述检测装置检测到的所述固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度生成所述风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]1、操作界面图形化，操作过程简单、直观，用户只需经简单培训即可操作；
[0009]2、以表格和曲线方式的显示各监控点实时测量值及历史数据；
[0010]3、提供趋势曲线、数据报表、超限报警等功能，可根据应用要求扩展；
[0011]4、可查询任意一天、一月、一年的数据，并可进行表格和图形方式显示和打印；
[0012]5、可设置各监控点的上下限报警值，并记录报警值，可查询报警历史记录，当被测量值超过上下限报警值时，可通过声光、自动语音报警、短信轻松实现无人值守；
[0013]6、数据导出功能，可外接移动存储设备或打印设备执行数据导出功能；
[0014]7、网络版功能可实现远程异地多用户同时使用；
[0015]8、操作人员需授权才可查询历史数据，进行数据分析、打印等操作。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是本实用新型的控制原理图；
[0019]图2是本实用新型的系统结构图；
[0020]图3是本实用新型的总功能框图；
[0021]图4是本实用新型的温度测点布置图；
[0022]图5是本实用新型的控制系统工作流程图；以及
[0023]图6是本实用新型的基于LabView的监控界面图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027]结合图1至6所示，本实用新型的技术方案是:固体电加热装置包括加热电阻、可调速风机、储热体和热交换器。通过采集储热体的温度控制可调速风机的转速，以调节其输出风速的大小，输出热量时，可调速风机输出的风使开启式百叶帘打开，通过储热体内的间隙，吹向热交换器，热空气使热交换器的水温升高，以实现制热，同时，降低温度的空气又顺着外壁内的风道回流到储热体，吸收热能。采集热交换器出水口和进水口的温度，控制进水口的进水阀门，实现出水口水温可调。采集机组内部压力，控制压力控制阀门，实现设备的安全运行。采集到的数据可以在Labview监控界面实时显示，控制方式分为自动和手动两种，实现设备无人值守和远程控制。
[0028]其中，控制系统包括:检测装置，所述检测装置用于检测固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度；执行器，所述执行器用于根据风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号分别驱动所述可调速风机、压力控制阀和进水阀；控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行器相连，用于根据所述检测装置检测到的所述固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度生成所述风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号。其中，检测装置包括压力传感器和温度传感器。控制器为单片机。
[0029]本实用新型采用自主学习-PID控制算法，控制图如图1所示，对于在较大温度控制范围的条件下进行控温，取得了良好的控温效果。自主学习-PID复合控制既具有人工智能的灵活、响应快和适应性强的特点，又具有PID控制精度高的优点，鲁棒性性强和较好的动态性能，体现了机器人的自主学习特性。在参数变化较大及有干扰时仍能取得良好的控制效果。
[0030]本实施方式的基于LabVIEW平台，系统结构图如图2所示，总功能框图如图3所示，控制系统工作流程图如图5所示，包括以下步骤:
[0031]步骤1:数据采集卡中读取到的温度采集电路的实时电压值，经处理转换成实时温度，与预设上限温度值进行比较，如果高于预设上限值进入步骤2，低于预设上限值进入步骤3。温度测点的布置如图4所示。
[0032]步骤2:停止加热并调大进水阀门。
[0033]步骤3:转换成的实时温度与预设的下限温度进行比较，如果高于预设下限值返回步骤1，低于预设下限值进入步骤4.
[0034]步骤4:关闭进水阀门，增大加热装置上的电压。
[0035]图6是基于LabVIEW的监控界面，在中I可以设置系统的温度上限值和下限值，单击开始后系统就开始运行；在2中显示当前时间以及系统运行时间；在3中可以实时显示出水口温度和进水口温度；在4中可以显示出水口温度和进水口温度的实时曲线；在5中可以调节风机的速度，风机的速度分自动和手动两种控制方式；在6中显示温度超越上限和低于下限的报警次数；在7中显示压力表读数以及阀门控制开关。
[0036]本实用新型的有益效果是:
[0037]1、操作界面图形化，操作过程简单、直观，用户只需经简单培训即可操作；
[0038]2、以表格和曲线方式的显示各监控点实时测量值及历史数据；
[0039]3、提供趋势曲线、数据报表、超限报警等功能，可根据应用要求扩展；
[0040]4、可查询任意一天、一月、一年的数据，并可进行表格和图形方式显示和打印；
[0041]5、可设置各监控点的上下限报警值，并记录报警值，可查询报警历史记录，当被测量值超过上下限报警值时，可通过声光、自动语音报警、短信轻松实现无人值守；
[0042]6、数据导出功能，可外接移动存储设备或打印设备执行数据导出功能；
[0043]7、网络版功能可实现远程异地多用户同时使用；
[0044]8、操作人员需授权才可查询历史数据，进行数据分析、打印等操作。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例，，等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种基于LabView的固体电加热装置控制系统，其特征在于，所述固体电加热装置包括加热电阻、可调速风扇、储热体和热交换器，所述控制系统包括: 用于检测固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度的检测装置；执行器，所述执行器根据风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号分别驱动所述可调速风机、压力控制阀和进水阀； 控制器，所述控制器分别与所述检测装置和所述执行器相连，用于根据所述检测装置检测到的所述固体加热装置的压力、热交换器的出水口温度和进水口温度生成所述风机调速信号、压力控制信号和进水阀控制信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测装置包括压力传感器和温度传感器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器为单片机。
【文档编号】G05B19/042GK204009434SQ201420230017
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】姜立兵, 邢作霞 申请人:沈阳蓝昊新能源有限公司