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外窗保溫性能檢測儀控制系統的設計

日期：2010-08-13　　有1419人瀏覽

建筑外窗保溫性能檢測儀依據GB/T8484-2002《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》的試驗方法，用于對建筑外窗建筑材料的保溫性能進行檢測。全過程無人化自動試驗，試驗數據自動記錄存儲，試驗結束時自動計算實驗數據，在自動分析的基礎上，還可以人工干預修正分析結果，提高分析的準確性。打印試驗報告、溫度曲線及原始記錄。

原理：基于穩定傳熱原理，采用標定熱箱法檢測窗戶保溫性能。試件一側為熱箱，模擬采暖建筑冬季室內氣候條件；另一側為冷箱，模擬冬季室外氣候條件。外罩環境保溫箱，模擬外界標準的試驗環境。

一、主要技術參數：

熱室溫度波動范圍：18℃~20℃±0.1℃

冷室溫度波動范圍：-19℃~ -11℃±0.2℃

-19℃~ -21℃±0.3℃

環境室溫度波動范圍：18℃~20℃±0.5℃

溫度傳感器分辨率：0.0625℃

二、系統功能簡介：

1、加熱系統采用模糊自適應PID控制功能，分別對冷室、熱室、環境室同時調控，使檢測系統較快進入試驗狀態。不僅節約了試驗時間，也減少了動力系統的功率損失。

2、實時觀測各溫度濕度測點的數據、熱室功率采集數據，自動生成采樣紀錄，數據分析繪制過程曲線。

3、依據試驗數據自動判斷試驗狀態，控制設備依次進入以下工作階段：調整階段、穩定階段、測量階段、結束階段。

4、設置自動檢測儀熱流系數標定試驗，用于每年的定期標定或是試驗箱體構造、尺寸發生變化時的恒溫箱標定。

5、能夠對每個溫度點傳感器進行校驗。

6、全過程自動存儲實時紀錄，計算試驗結果，打印試驗報告、溫度曲線及原始記錄。

三、硬件系統的設計：

控制系統組織框圖如圖所示。系統采用上位機PC進行數據分析和處理，選用高速多功能控制系統實現熱室功率數據采集和冷室、熱室、環境室溫度調控以及輸出制冷、風機等各類控制信號。特別是雙CPU溫度采集系統對140多個溫度值的采集，提高了采集效率和可靠性。

1、溫度采集

采用數字溫度傳感器，其工作原理：傳感器芯片把溫度信號直接轉換成數字信號傳輸到上位機。若使用普通的熱電阻、熱電偶傳感器測量，須精確計算補償導線和線路損耗，測量精度低，現場布線雜亂，故障率高維修量大，無法滿足國標要求。因每片數字溫度傳感器含有唯一的序列號ID，像是它的身份證編號，依據此編號確定其測溫點。一百多個溫度傳感器數字方式傳輸，提高了系統的穩定性和抗干擾性，每一個傳感器自帶地址準確定位，便于溫度定點測量和傳感器檢測管理。傳感器插口式接線連接便于安裝、更換。

2、熱室、冷室、環境室加熱控制

由多功能控制系統輸出三路模擬信號，控制三路功率控制模塊分別對應熱室、冷室、環境室的加熱，從而實現了對三室的加熱器輸出功率的控制。

3、熱室加熱功率測量

加熱檢測功率變送器的測量精度是0.2級，可以使用更高精度的標定儀在傳感器標定頁面對變送器重新標定。

4、系統另設電路報警：溫度上限報警，制冷機報警等脫機報警，防止計算機監控錯誤。

四、軟件方案的設計

1、工業控制計算機的軟件采用VC和VB上等語言編寫，控制參數自適應調整，實時控制靈活調整，避免了其他組態控制模塊參數固化的弊端。

2、試驗過程控制

（1）、全自動無故障運行：包括三個階段：

a. 調整階段：熱室、冷室、環境空氣溫度達到設定值且趨于穩定。

b. 穩定階段：4小時溫度維持穩定，熱室、冷室、環境空氣溫度變化分別不大于0.1K、0.3K和0.5K且變化不是單向變化的。

c.測量階段：穩定之后，每隔30分鐘測量一次參數th、tc、Δθ1、Δθ2、Δθ3、Q，共測六次。