1、【Word版本下載可任意編輯】 對于空調通風測試臺測控系統的分析應用 我國的鐵路客車空調自1958年投入使用，經過40多年的發展，技術不斷進步，設備日益完善，取得了很大的進展。但隨著經濟的發展，旅游業的繁榮，列車空調作為一種舒適性空調的要求越來越高。其空調送風系統在送風量、送風均勻性、氣流組織、管道的靜壓等技術方面，均需要通過測試臺測控系統開展實驗測試，以便開展設計前期驗證、實驗調試、改良，使設計制造的空調通風系統到達設計要求。 對于投產前的新車型，通過本測試臺自帶的空調、風機機組來對新型車廂內各項設計要求開展前期的設計、調試來確定新車型的空調通風系統的設計。對于在用的車型，本測試臺通過連接車

2、廂內已有的空調通風系統來檢測車廂內的各項指標是否達標，通過對檢測結果的分析對在用車型中的系統開展改良提高。 1 系統主要功能及技術參數 1.1 系統的主要功能 該系統的功能主要是對列車空調通風系統開展試驗研究及設計前期驗證。對于新車型，系統可利用自帶的空調通風系統完成對其各參數的檢測，通過測量參數對新車型開展設計、驗證、改良，使其空調通風系統到達設計要求。對于自帶空調通風系統的在用車型，系統可直接連接到車廂已有系統，實現對在用車型空調通風系統的指標檢測。系統主要實現以下功能：（1）車內基本空氣參數測定；（2）空調系統集成和優化研究；（3）風道系統均勻性測試和研究；（4）空調通風系統降噪研究；（

3、5）車內氣流組織和舒適性研究；（6）高速列車空調送風系統研究；（7）新型通風系統研究（如誘導通風，變流量分區控制系統等）。 1.2 系統的主要技術參數 （1）實驗臺總制冷量：2590 kW（可調）； （2）模擬空調系統的總風量：2 000 m3/h10 000 m3/h（可調）； （3）供電容量：100 kVA； （4）溫度測量精度：0.5； （5）送風溫度控制精度：1； （6）相對濕度測量精度：3%； （7）風速測量精度：量程的3%； （8）風量的測量精度：2%； （9）風量的控制精度：3%； （10）壓差的測量精度：2 Pa，量程（-1 000 Pa1 000 Pa）； （11）具有可視化

4、功能：集中發煙裝置； （12）具有視頻錄制、截圖功能； （13）數據分析綜合軟件：具有自動的數據分析功能和反演云圖功能。 2 系統的組成和硬件構造 2.1 系統的組成 列車空調系統一般由空調機組、通風系統和控制系統三部分組成。目前，我國的列車空調機組大部分采用的是單元式空調機組。單元式空調機組是指將壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器、通風機、冷凝風機以及空氣預熱器等安裝在一個箱內，組成一個完整的單元后安裝在車頂。每輛車根據車型不同可安裝一臺或兩臺。機組中的蒸發器（夏天制冷）與電加熱器（冬天采暖）組成空氣處理室，它所處理的空氣由回風與新風組成，經處理后的空氣由通風機組經風道送入車廂，從而構成了通風

5、系統。列車空調的控制系統比較簡單，在每輛車上安裝有一個控制柜，實現的功能包括兩個方面，即通過控制機組的開停對機組開展安全保護和對客車車廂內的溫度開展控制 2.2 系統的硬件構造 根據系統的參數要求，對系統的硬件開展配置。為到達可測定車廂內任意點的溫度、風速、壓差及流型的相應參數，其測定均采用可移動式測量方式，即所有測量儀器均可在車內移動，每個傳感器測試線的長度在車廂內需到達20 m，以便于對溫度場、速度場及流型的測定。風量的測試擬采用噴嘴流量計和微風速儀相結合的方式。在總風道中使用精度較高的噴嘴流量計，并作為風量調節控制的基準傳感器，在風道內及末端風口處采用微風速儀。相對濕度與噪音的測試僅作為

6、一般性測定，考慮對降噪技術的研究所用，采用分頻聲級計。測試臺視頻部分擔負實驗過程的聲像記錄功能，其是可視化的終圖像手段之一。對于控制用風壓的測定，不管是車內正壓還是風道資用壓力的測定，其傳感器和變送器均可與實驗臺、壓差傳感器公用。 系統的硬件設置具有構造合理，運行可靠的特點。系統的運行過程采用多種方式實現，既可采用手動方式實現，又可使用自動方式完成。在手動方式下，測試員通過手動設置參數、控制按鍵、旋鈕等控制各種設備、執行機構、檢測單元等對象完成實驗過程。在自動方式下，操作員可通過預先設置存儲的實驗流程通過啟動鍵由測試系統自動完成測試過程。系統的硬件構造圖如圖1所示。 系統控制部分以可靠性高、處

7、理速度快、數據分析能力強、穩定性好的高性能工業控制計算機為，配以A/D、D/A采集板、通訊模塊及開關量輸出模塊等組成。通過車廂內可移動的60點溫度傳感器和60點風速傳感器對車廂內的每一部分開展的溫度和風速的測量。20點的壓力傳感器和4點濕度傳感器的數據直接由工控機上的A/D采集板開展數據采集，由于要求數據的精度比較高，所以工控機的A/D、D/A采集板都選用12位隔離型采集板。系統通過對采集的溫度、風速、壓力、濕度數據開展分析，通過與設定值的比較，根據指定的運行策略控制風機風速和風量的大小、空調機組溫度、風量的調節和風口的開關，使車廂內的各項指標到達設定值。同時采集的數據存入數據分析系統，經過數

8、據分析得出車廂內溫度場、速度場的云圖，根據數據結果調整送風溫度、速度及車廂內各風口的開口位置及大小。 3 系統的軟件構造設計 3.1 系統的軟件構造 利用Web Access組態軟件設計開發的軟件程序能很好地完成對車廂的各項指標的檢測以及對各控制量的自動控制。系統在工作時其工況調節與數據采集、顯示及輸出均可并行開展。 測試系統包括測量控制系統、視頻監控系統和數據分析系統三個子系統（以下簡稱：測控系統、視頻系統、數據系統）。三個子系統既可獨立實現各自的功能，又可相互實現數據共享完成實驗系統的全部功能。 對應測控系統的運行配備以下主要功能： （1）測控系統設置：設置測控系統的預置運行參數。 （2）

9、測控系統信息匯總：顯示測控系統在運行過程中的各種檢測參數、分析結果、各個測點的變化曲線等信息。 對應視頻系統的運行配備以下主要功能： （1）視頻系統設置：設置視頻系統的工作方式、調整視頻攝像參數、選擇視頻錄像操作等。 （2）視頻系統信息處理：對視頻系統的存儲信息開展處理，如：錄制信息的選擇，裁圖操作等。 主畫面中還配備了系統參數設置的操作按鍵。用以設置系統的修正參數、系統工作參數等。 （1）修正參數為測控系統的各個測點設置修正參數、比例參數、量程參數等，以保證參數測量的準確性。 （2）系統參數為各個系統協調工作設置參數，包括數據庫參數、系統自動運行參數、操作員信息參數、歷史數據參數等。 （3）

10、手動操作為系統的運行配備了手動操作方式，可由實驗員手動操作測試實驗的各個步驟，包括測控系統的檢測過程，視頻監控的數據選取，數據分析系統的數據選擇、運算處理、結果分析等。 （4）自動操作為系統的運行配備了自動操作方式。在該方式下，由實驗員啟動測控系統、視頻系統、數據系統按照預置的參數要求自動地完成整個測試過程。 3.2 系統控制過程 系統的控制流程圖如圖2所示。焓差法測試空調器性能測試的基本方法之一?，F在利用焓差法測試裝置，空調器的測試容量可以擴展置500kW，并可以結合水側的測量與控制單元，可以測試風冷（熱泵）空調、水冷（熱泵）空調、風機盤管、水源熱泵機組、冷水機組、空調箱等產品。 系統首先根

11、據參數要求調節空調機組控制空調的送風溫度到達系統要求，通過調節進風口和出風口的風量調節車內的壓力，使之滿足車廂內保持微正壓的要求?？刂谱冾l器、調節風機來調節送風量和送風速度，調整車廂內各風口的位置和大小，根據以上綜合控制來使車廂內各點的溫度符合要求，并調節送風速度使之在要求的范圍內。 4 系統工況詳解 4.1 測控系統 （1）開啟時，實驗員需開展參數的設置，包括溫度測點的選定（首次啟動需開展標定）、風速測點的選定和壓差測點的選定，確定所選測點無誤后，完成參數設置。 （2）進入參數設定界面，控制參數顯示風量、風壓、出口溫度三項；測試參數顯示溫度、風速、壓差、濕度四項。 實現的功能：溫度、風速、壓

12、差均可指定測點；測試的參數均顯示數值和實時變化曲線；所有測試實時數據均進入數據庫，以備隨時調用從而開展數據分析處理。 （3）設備運行參數的顯示。實驗開展過程中，可切換系統的運行數據，該數據在系統構造原理圖中說明各關鍵點的對應數值。 4.2 數據分析處理 （1）測試類型的設定。包括風口、斷面、風道內三個部分，輸入各部位的測點編號，完成定位功能（斷面處可輸入斷面上的各點坐標）。 （2）風口處：風口風速、溫度數據的曲線繪制，不均勻系數的計算。 （3）斷面處：溫度場、速度場的插值計算，生成云圖；空間任意點的測量值查詢；求解溫度場、速度場的不均勻系數，ADPI評價指標；截面（溫度場、速度場已知）的PMV分布云圖。 （4）風道內：壓力測點（每個壓差變送器對應兩個）、溫度、風速測點的定位，繪制風道內的阻力變化曲線。 4.3 視頻監控系統 包括實時監控、調整視角（縮放）和錄像功能。 （1）實驗臺開啟時即啟動實時監控功能； （2）攝像頭的視角范圍可手