基于焓湿图的仿真环境空气调节系统的研究与设计

发布时间：2017-11-25 07:57

  本文关键词：基于焓湿图的仿真环境空气调节系统的研究与设计

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【摘要】：虚拟现实技术是伴随现代信息社会发展而兴起的一门新兴技术,以假拟真的切身体验使其在众多领域具有广阔应用前景。同时该技术与其他技术的交叉融合也为许多现实问题的解决提供了一种良好实现方案。不过鉴于内容稀缺和标准不规范,我国目前对该技术地研究仍处于不断探索的兴起阶段。在实际空调工程中,焓湿图是表征空气状态参数和设计空气调节方案的重要工具,但由于其涉及的繁杂内容,尤其是在理论与现实的交互衔接上并不紧密。鉴于此,本文针对研究学习中的实际问题以及已有相关软件的不足,借助虚拟现实技术,辅之以LabVIEW虚拟仪器技术、OPC通讯技术等,以解决焓湿图与硬件设备的交互问题为目的,将灵活易用及可扩展作为基本目标,设计了一个可应用于空调教学仿真和工业监控的方案框架,并由此开发出一套虚拟现实的仿真环境空气调节系统。本文所做主要工作可总结为以下四个方面：(1)虚拟现实技术在空调教学和工业两个领域的方案研究。首先通过分析系统设计难点和预期目标,采用模块与整体依次转换的设计思路：即初步将系统划分为虚拟环境搭建、空气调节监控、焓湿图开发三大模块,接着进行各主模块集成设计,后续再从系统整体出发设计其他组成模块。同时还以充分发挥软件平台的开发优势为宗旨,完成了总体方案的结构和功能设计。其中各主模块是通过对可行技术路线对比分析后择优而建立最佳方案,整体系统集成则是对各主模块实现平台进行综合考量后,设计为采用OPC通讯作为交互接口。(2)将虚拟现实技术应用在空气调节领域的方案研究。在讨论了典型空气调节系统组成后,以最具代表性和说明性的变风量空调系统作为研究对象设计本文空气调节方案。再通过分析系统主要监控内容,分别设计了使用Genesis 64实现可视化监控的主要流程及设备,同时采用3ds Max软件搭建虚拟现实仿真环境的实现方案。最后进行了OPC通讯方案的分析及设计,并结合空调监控环节所有过程点,完成了OPC通讯方案的实现和测试实验。(3)焓湿图软件的方案设计及实现。主要针对焓湿图软件设计中可实用的特点及可交互的技术要求,为改进已有软件使用不灵活等不足,同时综合考虑焓湿图绘制及应用两方面内容。再根据LabVIEW灵活的功能特点及其丰富的工具包模块,使用图形化、模块化的设计思路,采取正逆向转换思维结合的技术路线分析其绘制及应用的设计方案,依照核心控件选择、坐标系确定及主要内容设计的顺序,最后实现了可裁剪化焓湿图软件。(4)模块和整体系统的实现及实验测试。首先依照各核心模块的设计方案依次进行了空调区域仿真环境、焓湿图硬件交互模块、数据存储模块及控制仿真模块的实验和测试,接着通过建立各主模块与OPC标签的绑定将各部分集成为整体系统,并结合工业实际应用设计了可视化监控流程,最终实现了包含实时显示、报警等内容的虚拟现实仿真空调系统。从实验与测试结果分析,本文实现的虚拟现实焓湿图空调系统各模块均可独立应用,且整体运行可靠,具有良好的扩展性和易用性。而本文针对空气调节所设计的方案框架不仅是在该领域将仿真教学和工业监控结合的一个初步探索,这对今后其他领域地研究和应用也有一定参考价值。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TP391.9

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本文编号：1225270