一、仿真训练名称
变风量空调末端实物与虚拟仿真控制实验
二、 仿真训练目的
通过此训练使学生掌握变风量空调系统VAV BOX基本结构和控制原理、温度、风速测量原理、VAV BOX控制系统硬件接线，软硬件连接、LabVIEW监控界面设计与开发；熟练PLC、PC Access、LabVIEW软件的使用。
末端系统的基本结构如图1、图2所示：
图1 外部结构
图2 内部结构
末端控制原理
本末端是压力无关型的，为串级控制，控制结构如图3所示。
图3 房间末端控制结构图
该控制回路主回路为一定值控制系统（将室内温度控制在一定值），副回路为一随动系统。主调节器的输出能按负荷和操作条件的变化而变化，从而不断改变副调节器的给定值，使副调节器的给定值适应负荷并随条件而变化，即该串级控制系统依靠其副回路，具有一定的自适应能力。其中主控制量为室内温度，副控制量为风量。温控器为主控器，风量控制器（即VAV控制器）为副控器，构成串级控制回路。VAV控制器将房间温控器检测到的实际温度和设定温度，根据差值输出信号作为所需风量设定值，VAV控制器根据设定值调节风阀，改变送风量，使室内温度保持在设定范围内。
三、仿真训练设备
VAV BOX一台，安装了PLC、PC Access、Labview的计算机一台。
四、仿真训练使用步骤
1.讲解电气控制的原理，针对末端与西门子CPU224XP进行接线。掌握控制线路的连接。
2.通过一个范例介绍PLC中数据转换的方法。然后进行软件配置，包括软件通信测试、数据转换、变量连接、监控界面设计、控制程序编写、系统调试训练，主要分四步完成：
- 控制变量或者检测变量的数据转换；
- PC Access侧通讯与设置；
- LabVIEW与PC Access的连接；
- 控制程序编写与系统调试。
3. 采用LabVIEW进行变风量空调末端虚拟仿真控制系统开发，将上述实体参数与底层设备的连接断开，根据实际空调末端系统参数范围及空调末端数学模型进行仿真系统搭建。在搭建过程中，可以仅使用LabVIEW中的经典PID、模糊控制器等控制组件进行设计、调试；也可结合MATLAB脚本嵌入MATLAB程序进行高级控制器算法设计。
五、仿真训练界面
图1 末端控制前面板
图2末端控制程序图
六、虚拟仿真实验效果分析
变风量空调系统各个工程的差异很大，因此自控公司一般无法提供预先编好的通用控制软件，需要调试人员到现场进行编程、调试，难度很大。这就需要对变风量空调系统进行模拟仿真，从而给工程人员提供一个可调试的平台。变风量空调系统的控制效果，很大程度上取决于末端装置性能的好坏。VAV空调系统在我国还处于推广阶段，主要集中在应用上面。国内各厂商和研究机构对于VAVBOX的开发仍处于探索阶段，目前国内的VAVBOX市场上产品种类繁多，性能参差不齐，末端的虚拟仿真系统开放了末端控制端点，通过仿真使学生了解内部控制原理，为其将来从事产品研发、工程调试奠定基础。