地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)(1)_圖文

1、 278廣西大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版第35卷1監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原理與要求1.1設(shè)計原理圖1是地源熱泵土壤源原理示意圖,利用熱泵機組和U型地下埋管換熱器,地源熱泵系統(tǒng)把土壤作為熱源或熱匯,實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移。構(gòu)建能耗監(jiān)測系統(tǒng)的主要目的是實時獲取其運行性能參數(shù)值(coP,根據(jù)公式:pn。熱泵機組單位時間內(nèi)獲得的熱量(J2K,II./l1一機組耗電量(kWh轉(zhuǎn)換為J可求得機組能效比COP.;上述公式稍作調(diào)整,圖1地源熱泵原理圖Fig.1Prindple chal-I of ground-sourolj heat pumpc O P2=蕊鬻嬲獸薹箍髀柳可求得系統(tǒng)的能效比C k W h畔1。因此,監(jiān)測。一(機組+循

2、環(huán)水泵耗電量(轉(zhuǎn)換為Jp”“”“一2。”一系統(tǒng)主要采集參數(shù)為:地下埋管進(jìn)回水溫度兀和已、流量Q(根據(jù)這三個參數(shù)即可求得地下埋管換熱器單位時間內(nèi)獲得的熱量,熱泵機組耗電量形。和循環(huán)水泵耗電量耽。1.2設(shè)計要求構(gòu)建的地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)能實時自動監(jiān)測地源熱泵系統(tǒng)的運行狀態(tài),可設(shè)定數(shù)據(jù)采集周期(至少間隔5min,自動輸出圖表,并可通過B/S瀏覽器服務(wù)器模式,從公網(wǎng)登錄該系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)信息。2監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)2.1硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)測量參數(shù)為溫度丁,和疋、流量Q、機組耗電量形。和水泵耗電量職。圖2為地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)的實際情況,溫度和流量的測量可作為一個整體考慮,選用非接觸式超聲波流量計

3、即可測量溫度t和孔、流量Q,支持Modbus工控通用協(xié)議。電量測量采用三相智能電量模塊,外接電流互感器即可i熱泵系統(tǒng)原理收集I/O點的參數(shù)并填寫表義I/0沒備收集I/O點標(biāo)以并填寫表格繪制、設(shè)置L田.曲i結(jié)構(gòu)和畫面草罔芒立實時數(shù)椐厙二二正三組態(tài)抖面二二j亡二系統(tǒng)總體調(diào)試T正確否是圖3組態(tài)軟件開發(fā)流程圖rag.3Configuration of flow chart in software design 實現(xiàn)測量功能,支持Modbus開放性協(xié)議。.通訊網(wǎng)關(guān)選擇帶Modbus/TCP轉(zhuǎn)換協(xié)議的警毫黧耄燥虢n啦c=r黝ation納cha圖rt缸昭蜘因此,忽略協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備一”。的存儲功能,這樣可釋放大

4、量成本空間。針對該系統(tǒng)的具體情況,選取普通PC機即可充當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)器。2.2軟件設(shè)計上位機軟件選用北京三維力控組態(tài)軟件開發(fā)能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集平臺,三維力控是國內(nèi)組態(tài)軟件品牌的后起之秀,軟件構(gòu)架是國際上最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫、界面、數(shù)據(jù)采集三者分離的結(jié)構(gòu),真正實現(xiàn)了多進(jìn)程處理開發(fā),圖3是本系統(tǒng)應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的流程圖舊。系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟:定義I/0設(shè)備,根據(jù)所選用的IO設(shè)備的廠家、型號、通 訊方式及協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。第2期陳超林等:地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)279建立實時數(shù)據(jù)庫,根據(jù)系統(tǒng)實際情況及I/O設(shè)備的ID和寄存器地址,進(jìn)行參數(shù)點的數(shù)據(jù)組態(tài)。建立數(shù)據(jù)連接,保存歷史數(shù)據(jù)。進(jìn)行動畫連接,將界面對象和

5、實時數(shù)據(jù)庫變量建立連接關(guān)系,規(guī)定動畫的屬性和幅度。圖4是機組動態(tài)仿真界面。網(wǎng)絡(luò)發(fā)布,使用力控的Web發(fā)布也是最簡單易用的Web發(fā)布方式,力控Web服務(wù)器啟動和停止都由力控的進(jìn)程管理來管理控制,不需要用戶做額外設(shè)置。設(shè)置成功后,可在公網(wǎng)上訪問該運行系統(tǒng)。3系統(tǒng)通訊圖4機組動態(tài)界面Fig.4Dynamic interface of aircrew3.1網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分兩部分:RS485網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò),RS485網(wǎng)絡(luò)以開放性的Modbus協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,以太網(wǎng)把通用的TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言,它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)義?；?/p>

6、于該協(xié)議,不同廠商生產(chǎn)的儀器儀表設(shè)備就可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控。然而,Modbus協(xié)議在串口和以太網(wǎng)之間的運行非常困難,這就需要一個通訊的網(wǎng)關(guān)作為二者的橋梁來整合它們。通過Modbus/TCP和Modbus/Rtu協(xié)議轉(zhuǎn)換,就可以實現(xiàn)RS485網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的無縫通訊"J。3.2Modbus協(xié)議Modbus通訊協(xié)議具有兩種通訊形式:Modbus Ascii和Modbus Rtu。Modbus協(xié)議結(jié)構(gòu)屬于主.從類型,在同一時刻,只能有一個主站擁有485總線網(wǎng)絡(luò)的查詢權(quán)利,從站在沒有受到主站的請求時并不主 動地傳輸數(shù)據(jù),也不與其他從站通信。主站同時只能啟動一個Modbus事務(wù)處理,即

7、主站的請求與從站 地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā) 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 被引用次數(shù)： 陳超林， 蒙艷玫， 龐海鋒， 胡映寧， 黃清寶 廣西大學(xué)機械工程學(xué)院,廣西南寧,530004 廣西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY（NATURAL SCIENCE EDITION） 2010，35(2 0次 參考文獻(xiàn)(10條 1.趙軍 地源熱泵技術(shù)與建筑節(jié)能應(yīng)用 2007 2.鄭秀華.程金霞.鄭偉龍 地源熱泵技術(shù)應(yīng)用及施工方法的研究期刊論文-探礦工程-巖土鉆掘工程 2004(3 3.侯立泉.楊憲魁 土壤源熱泵實驗裝置的數(shù)據(jù)采集及控制

8、系統(tǒng) 2003(1 4.楊奕 空氣源熱泵熱水機組的動態(tài)監(jiān)控期刊論文-微計算機信息 2007(34 5.宋振龍.于海磊.陳鋒 基于LabVIEW的地源熱泵機組設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)期刊論文-電子測試 2008(3 6.馬國華 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用 2001 7.劉振華.陶正蘇.黃強.殷傳新 基于Modbus/TCP協(xié)議的自動在線監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)期刊論文-微計算機信息 2007(28 8.全國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會 GB/Z 19582-2008.基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范 2008 9.何躍智 MODBUS RTU通訊協(xié)議在S7-200中的應(yīng)用 2006(3 10.黃振峰 基于DSP的聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制 2009(4 相似文獻(xiàn)(1條 1.會議論文 陳超林.蒙艷玫.黃炳瓊.胡映寧.黃清寶 地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā) 2009 本文介紹了地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原理及要求，并利用三維力控組態(tài)軟件設(shè)計一套監(jiān)測系統(tǒng)，該系 統(tǒng)能自動監(jiān)測熱泵系統(tǒng)的運行狀態(tài)、能耗 及能效比(COP。本監(jiān)測系統(tǒng)以PC機作為上位