摘要：論述了一種用于家用燃?xì)庠罹邫z測(cè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)、硬件與系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)以及該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞：家用燃?xì)庠罹?；檢測(cè)；數(shù)據(jù)采集；自動(dòng)控制
?? ?Study on Automatic Control System for Detecting Hot-plate
YANG Li-jiel， WANG Qi2，LIU Tong2，WANG Yil
(1.School of Energy and Power Engineering，Xi 7an Jiaotong University，Xi’an 710049，China；2.China Quality Supervising and Test Center for Gas Appliances，Tianjin 300384，China)
Abstract：The functions and structure of an automatic control system for detecting domestic hot-plate，the design of hardware and system software and the dominance of this system are expounded.
Key words：domestic hot-plate；detecting；data acquisition；automatic control
??? 目前燃?xì)庠罹邫z測(cè)采用人工操作、人工讀數(shù)、人工處理數(shù)據(jù)的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的檢測(cè)，缺乏數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)控制以及處理系統(tǒng)，因而在做相關(guān)試驗(yàn)時(shí)效率低，消耗了大量的人力和財(cái)力。
? ??通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建燃?xì)庠罹邫z測(cè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以自動(dòng)檢測(cè)家用燃?xì)庠罹邿嶝?fù)荷、熱負(fù)荷百分比、熱效率[1、2]，并生成測(cè)試紀(jì)錄，擺脫傳統(tǒng)人工觀測(cè)、記錄處理數(shù)據(jù)的落后局面，大幅度提高檢測(cè)精度和工作效率，最大限度地減輕測(cè)試人員的工作強(qiáng)度，提高檢測(cè)的自動(dòng)化水平。
1 系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)
? ??本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要功能為：
?? ?① 自動(dòng)檢測(cè)家用燃?xì)庠罹叩膶?shí)測(cè)熱負(fù)荷、熱負(fù)荷百分比，選擇測(cè)試用鍋。
??? ② 自動(dòng)檢測(cè)家用燃?xì)庠罹哒鬯銦嶝?fù)荷、熱效率。
??? 為實(shí)現(xiàn)上述功能，需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件是該系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括各種信號(hào)檢測(cè)與傳送設(shè)備、計(jì)算機(jī)主控設(shè)備等，主要完成數(shù)據(jù)的檢測(cè)和采集。軟件是該系統(tǒng)的核心，主要完成對(duì)各個(gè)硬件模塊試驗(yàn)過程的監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和后期處理，并提供友好的人機(jī)操作界面。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
? ??圖1中水溫、燃?xì)夂牧俊㈦姍C(jī)分別對(duì)應(yīng)灶具檢測(cè)試驗(yàn)過程中需測(cè)量的水的溫度、燃?xì)庀牧恳约皵嚢杵鲃?dòng)作的執(zhí)行元件等底層設(shè)備，而溫度檢測(cè)、燃?xì)夂牧繖z測(cè)、攪拌器控制等則是對(duì)底層設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集/控制的電子元器件，將采集到的信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)分析處理后控制整個(gè)檢測(cè)過程并將最后檢測(cè)結(jié)果存盤打印。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
??? 系統(tǒng)硬件主要包括計(jì)算機(jī)、信號(hào)采集/控制模塊、攪拌裝置、流量傳感器、溫度傳感器等。
??? 計(jì)算機(jī)采用普通PC機(jī)，具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口，主要功能為數(shù)據(jù)采集處理和系統(tǒng)控制，是人機(jī)交互平臺(tái)。
??? 信號(hào)采集/控制模塊選用研華ADAM系列模塊。該系列模塊具有內(nèi)置的微處理器，可以獨(dú)立提供智能信號(hào)處理、模擬量I/O、數(shù)字量I/O、數(shù)據(jù)顯示和RS485通信等功能。能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入編程，內(nèi)置看門狗可以自動(dòng)復(fù)位。ADAM-4000系列模塊維護(hù)需求少，網(wǎng)絡(luò)配置靈活，僅需2根導(dǎo)線就可以通過多點(diǎn)式的RS485網(wǎng)絡(luò)與控制主機(jī)互相通信，基于ASCⅡ碼的命令/響應(yīng)協(xié)議可確保其與任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兼容。
??? 攪拌裝置由電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)水進(jìn)行攪拌，使水溫均勻。
??? 流量傳感器選用日本品川公司生產(chǎn)的W—NT型濕式氣體流量計(jì)，可輸出脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器可根據(jù)其旋轉(zhuǎn)的情況精確地計(jì)算出所測(cè)氣體的流量，尤其適合精密測(cè)量氣體流量。
??? 溫度傳感器選用鎧裝鉑熱電阻Ptl00，測(cè)量范圍為0～100℃，精度等級(jí)為A級(jí)。
? ??系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖2。
? ??整個(gè)控制流程為：鉑熱電阻Ptl00將水溫轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)傳到ADAM4013模塊，經(jīng)過采樣處理轉(zhuǎn)化為RS485數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過ADAM4520模塊的轉(zhuǎn)換，變成計(jì)算機(jī)可以接收的RS232信號(hào)，計(jì)算機(jī)收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)達(dá)到計(jì)量流量的溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出RS232信號(hào)，經(jīng)過ADAM4520模塊的轉(zhuǎn)換，變成RS485數(shù)字信號(hào)來控制ADAM4080開始或停止計(jì)數(shù)。當(dāng)達(dá)到攪拌溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出RS232信號(hào)，經(jīng)過ADAM4520模塊的轉(zhuǎn)換，變成RS485數(shù)字信號(hào)來控制ADAM4060繼電器的開關(guān)動(dòng)作來控制電機(jī)的啟停。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
??? 軟件通過VB6.0進(jìn)行串口編程[3]，實(shí)現(xiàn)硬件之間的通信，控制檢測(cè)的流程，并對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理、顯示和存儲(chǔ)。程序流程見圖3。
