摘要：論述了一種用于家用燃氣灶具檢測的自動控制系統(tǒng)的功能與結構、硬件與系統(tǒng)軟件的設計以及該系統(tǒng)的優(yōu)勢。
關鍵詞：家用燃氣灶具；檢測；數(shù)據(jù)采集；自動控制
?? ?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
??? 目前燃氣灶具檢測采用人工操作、人工讀數(shù)、人工處理數(shù)據(jù)的方式來實現(xiàn)對被測產(chǎn)品的檢測，缺乏數(shù)據(jù)的自動采集、自動控制以及處理系統(tǒng)，因而在做相關試驗時效率低，消耗了大量的人力和財力。
? ??通過設計和構建燃氣灶具檢測自動控制系統(tǒng)，可以自動檢測家用燃氣灶具熱負荷、熱負荷百分比、熱效率[1、2]，并生成測試紀錄，擺脫傳統(tǒng)人工觀測、記錄處理數(shù)據(jù)的落后局面，大幅度提高檢測精度和工作效率，最大限度地減輕測試人員的工作強度，提高檢測的自動化水平。
1 系統(tǒng)功能與結構
? ??本系統(tǒng)要實現(xiàn)的主要功能為：
?? ?① 自動檢測家用燃氣灶具的實測熱負荷、熱負荷百分比，選擇測試用鍋。
??? ② 自動檢測家用燃氣灶具折算熱負荷、熱效率。
??? 為實現(xiàn)上述功能，需對整個系統(tǒng)進行構建?？刂葡到y(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件是該系統(tǒng)的基礎，包括各種信號檢測與傳送設備、計算機主控設備等，主要完成數(shù)據(jù)的檢測和采集。軟件是該系統(tǒng)的核心，主要完成對各個硬件模塊試驗過程的監(jiān)測和控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和后期處理，并提供友好的人機操作界面。系統(tǒng)結構見圖1。
? ??圖1中水溫、燃氣耗量、電機分別對應灶具檢測試驗過程中需測量的水的溫度、燃氣消耗量以及攪拌器動作的執(zhí)行元件等底層設備，而溫度檢測、燃氣耗量檢測、攪拌器控制等則是對底層設備進行信號采集/控制的電子元器件，將采集到的信號傳給計算機，計算機經(jīng)分析處理后控制整個檢測過程并將最后檢測結果存盤打印。
2 系統(tǒng)硬件設計
??? 系統(tǒng)硬件主要包括計算機、信號采集/控制模塊、攪拌裝置、流量傳感器、溫度傳感器等。
??? 計算機采用普通PC機，具有標準的RS232串口，主要功能為數(shù)據(jù)采集處理和系統(tǒng)控制，是人機交互平臺。
??? 信號采集/控制模塊選用研華ADAM系列模塊。該系列模塊具有內置的微處理器，可以獨立提供智能信號處理、模擬量I/O、數(shù)字量I/O、數(shù)據(jù)顯示和RS485通信等功能。能實現(xiàn)遠程輸入編程，內置看門狗可以自動復位。ADAM-4000系列模塊維護需求少，網(wǎng)絡配置靈活，僅需2根導線就可以通過多點式的RS485網(wǎng)絡與控制主機互相通信，基于ASCⅡ碼的命令/響應協(xié)議可確保其與任何計算機系統(tǒng)兼容。
??? 攪拌裝置由電機帶動葉輪旋轉運動，對水進行攪拌，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，可輸出脈沖信號，計數(shù)器可根據(jù)其旋轉的情況精確地計算出所測氣體的流量，尤其適合精密測量氣體流量。
??? 溫度傳感器選用鎧裝鉑熱電阻Ptl00，測量范圍為0～100℃，精度等級為A級。
? ??系統(tǒng)硬件結構見圖2。
? ??整個控制流程為：鉑熱電阻Ptl00將水溫轉化為模擬電信號傳到ADAM4013模塊，經(jīng)過采樣處理轉化為RS485數(shù)字信號，再經(jīng)過ADAM4520模塊的轉換，變成計算機可以接收的RS232信號，計算機收到數(shù)據(jù)后，進行監(jiān)控。當達到計量流量的溫度時，計算機發(fā)出RS232信號，經(jīng)過ADAM4520模塊的轉換，變成RS485數(shù)字信號來控制ADAM4080開始或停止計數(shù)。當達到攪拌溫度時，計算機發(fā)出RS232信號，經(jīng)過ADAM4520模塊的轉換，變成RS485數(shù)字信號來控制ADAM4060繼電器的開關動作來控制電機的啟停。
3 系統(tǒng)軟件設計
??? 軟件通過VB6.0進行串口編程[3]，實現(xiàn)硬件之間的通信，控制檢測的流程，并對采集到的信號進行處理、顯示和存儲。程序流程見圖3。
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