焓差实验室是一种通过人工模拟外界环境工况,并对空调性能进行检测的实验室。我国对焓差实验室测量的相关变量的精度及稳定性有很高的要求,这也对实现焓差实验室自动控制系统提出了更高的要求。根据GB/T 17758-2010和GB/T 25128-2010要求:空调机进行制冷实验和制热实验时,干球温度运行的最大变化为±1.0℃,湿球温度允许的最大变化为±0.5℃。焓差实验室具有非线性、强耦合、大滞后等特点,常规的控制算法难以取得良好的控制效果。本文针对焓差实验室的温度和风量分别采取了模糊PID控制及动态矩阵控制,本文的主要工作如下:(1)对焓差实验室的工作原理及系统结构进行分析,针对实验室测量点相对分散且独立的特点,采用集散控制系统的思想,设计了控制系统的系统架构。确定系统的各层器件、仪器的信号及控制点的需求,对系统I/O点数进行统计,按照20%余量的原则确定了PLC及模件的型号与配置。绘制系统电路图,完成焓差实验室的基础自动化的设计与实施。(2)通过对测风量箱及现场采集数据的分析,数据曲线存在纹波证明了现场存在扰动,影响被测机组性能的检测。利用现场数据建立系统的惯性模型,比较拟合曲线误差,选择使用二阶惯性模型。依据DMC控制理论,设计了基于测风量箱风量控制过程模型的预测控制器。根据不断的离线仿真确定各个参数,仿真结果表明系统的稳态误差明显减少,调节时间缩短。(3)针对焓差实验室特点及现场情况,采用模糊PID控制算法对实验室温度进行控制。利用Matlab进行仿真,模糊PID控制的稳态性能与抗干扰性优于传统的PID控制,验证了模糊PID控制用于温度控制的可行性。(4)使用组态王和VB开发系统上位机软件。首先配置了组态王的OPC Server,并开发了基于VB的OPC客户端,实现不同平台的数据交互;上位机界面的设计使用组态王,形成良好的人机交互界面;此外,通过运行软件,观察系统运行状况,得到了现场运行效果图,验证了控制软件的有效性,满足实际工程需要。