燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖爐性能(neng)綜(zong)合測(ce)(ce)試系統，在(zai)選用(yong)高(gao)(gao)精度(du)(du)檢測(ce)(ce)儀表的(de)同時(shi)，軟件(jian)上(shang)實現(xian)(xian)了(le)對(dui)檢測(ce)(ce)過程參(can)數進(jin)(jin)行(xing)(xing)高(gao)(gao)頻率采(cai)(cai)樣并取平(ping)均值的(de)方式進(jin)(jin)行(xing)(xing)數據處理，提高(gao)(gao)了(le)檢測(ce)(ce)的(de)精度(du)(du)，提升了(le)檢測(ce)(ce)的(de)自(zi)動化(hua)水(shui)平(ping)。同時(shi)實現(xian)(xian)對(dui)檢測(ce)(ce)過程中(zhong)水(shui)溫(wen)及水(shui)流量等(deng)重要(yao)參(can)數進(jin)(jin)行(xing)(xing)高(gao)(gao)精度(du)(du)實時(shi)曲線顯示，幫助檢測(ce)(ce)人員(yuan)更好的(de)了(le)解和掌握試驗(yan)過程中(zhong)參(can)數的(de)變(bian)化(hua)，并對(dui)曲線圖進(jin)(jin)行(xing)(xing)自(zi)動存儲(chu)，完成人工操作(zuo)無法實現(xian)(xian)的(de)功能(neng)。并可以自(zi)動生成試驗(yan)記錄(lu)表，省去了(le)人工填寫試驗(yan)記錄(lu)的(de)麻煩，提高(gao)(gao)了(le)工作(zuo)效率。并可同時(shi)滿足GB6932-2001《家(jia)用(yong)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)快速熱(re)(re)(re)水(shui)器》、GB20665-2006《家(jia)用(yong)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)快速熱(re)(re)(re)水(shui)器和燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖熱(re)(re)(re)水(shui)爐能(neng)效限定(ding)值及能(neng)效等(deng)級》、CJT228-2006《燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖熱(re)(re)(re)水(shui)爐》和EN483《熱(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)小(xiao)于70kW的(de)C型燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖熱(re)(re)(re)水(shui)爐》標準的(de)檢測(ce)(ce)要(yao)求。
1、基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)
依據GB6932-2001《家用燃(ran)氣快速熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)器》測(ce)試要求，該(gai)系(xi)統可(ke)以實現的自動測(ce)試功(gong)能有：熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)性(xing)能熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)產(chan)率(lv)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)升、停(ting)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)升、加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)時(shi)間、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)度(du)穩定時(shi)間、水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)超調幅度(du)、顯(xian)示精度(du)，采(cai)暖(nuan)(nuan)性(xing)能最高出熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)度(du)、最低啟(qi)動溫(wen)(wen)度(du)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)、供(gong)暖(nuan)(nuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)輸(shu)出準確(que)度(du)。該(gai)測(ce)試系(xi)統同時(shi)能滿足《燃(ran)氣采(cai)暖(nuan)(nuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)爐》新國標中(zhong)規(gui)定的：熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)性(xing)能熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)產(chan)率(lv)、停(ting)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)升，采(cai)暖(nuan)(nuan)性(xing)能點火(huo)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)與點火(huo)器熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)、最低啟(qi)動溫(wen)(wen)度(du)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)、間接法部(bu)分負(fu)荷效(xiao)(xiao)率(lv)、直接法部(bu)分負(fu)荷效(xiao)(xiao)率(lv)，給排氣流量監測(ce)、給排氣壓力(li)監測(ce)、穩壓性(xing)能、燃(ran)燒煙氣等項目。
下面(mian)以(yi)《家用燃氣快速熱(re)水器》為例介紹該測試系統(tong)的各個功(gong)能。
① 水性能(neng)熱(re)效率(lv)、熱(re)水產率(lv)試驗及采暖性能(neng)熱(re)效率(lv)、供暖熱(re)輸出準(zhun)(zhun)(zhun)確度(du)自動(dong)測(ce)試過程中，軟件設(she)計(ji)實現了水溫和水流量(liang)(liang)的(de)采集100ms一次，并對(dui)(dui)采集到(dao)的(de)數據進(jin)行(xing)準(zhun)(zhun)(zhun)確的(de)實時(shi)(shi)曲(qu)線顯示(shi)，并對(dui)(dui)最后的(de)測(ce)量(liang)(liang)結果求(qiu)取平(ping)均值，相比于人(ren)工操作時(shi)(shi)只讀(du)取某一時(shi)(shi)刻溫度(du)、流量(liang)(liang)值，測(ce)試數據更準(zhun)(zhun)(zhun)確，提高了檢測(ce)精度(du)。試驗界面圖如圖8所示(shi)
② 停水溫(wen)升試(shi)驗自(zi)動測試(shi)過程，軟(ruan)件實現了(le)自(zi)動控(kong)制切斷閥的啟停來控(kong)制水流(liu)量，并(bing)實時記(ji)錄實驗過程中水溫(wen)，自(zi)動記(ji)錄最高水溫(wen)值。試(shi)驗界面圖如圖9所示(shi)。
③ 熱水(shui)溫(wen)度(du)穩定(ding)時間(jian)、水(shui)溫(wen)超調幅(fu)度(du)試驗(yan)，軟件(jian)實(shi)現了0.8與0.6流(liu)量的自(zi)(zi)動切換(huan)，試驗(yan)過(guo)程(cheng)(cheng)溫(wen)度(du)和流(liu)量高(gao)精度(du)曲(qu)線(xian)顯示(shi)，根據實(shi)測數據進(jin)行(xing)坐標(biao)自(zi)(zi)動變換(huan)，并對試驗(yan)曲(qu)線(xian)圖進(jin)行(xing)自(zi)(zi)動保存，自(zi)(zi)動記錄實(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)(cheng)中溫(wen)度(du)最(zui)(zui)高(gao)點、最(zui)(zui)低點和穩定(ding)時間(jian)。使檢測人員(yuan)對試驗(yan)過(guo)程(cheng)(cheng)中參數變化更加(jia)清晰明(ming)了。試驗(yan)界面圖如圖10所(suo)示(shi)。
④ 采暖最高出水(shui)(shui)試(shi)驗，軟件(jian)實現了(le)水(shui)(shui)溫(wen)、水(shui)(shui)流量實時曲線圖(tu)顯(xian)示，根據(ju)實測(ce)數(shu)據(ju)進行(xing)坐標(biao)自(zi)動變換，通過燃氣壓(ya)力監測(ce)熱水(shui)(shui)器運行(xing)狀態，能在熱水(shui)(shui)器停止運行(xing)瞬(shun)間記(ji)錄(lu)水(shui)(shui)溫(wen)值(zhi)。減少人為判斷(duan)讀數(shu)誤差。試(shi)驗界(jie)面(mian)圖(tu)如圖(tu)11所示。
⑤ 過熱試驗，軟(ruan)件(jian)實(shi)現(xian)水溫(wen)、水流量實(shi)時曲線圖(tu)(tu)，根據實(shi)測(ce)數(shu)據進行坐標(biao)自動(dong)變換，檢(jian)測(ce)人員能(neng)按照標(biao)準(zhun)要求溫(wen)升2℃/min對水溫(wen)進行調(diao)節，避免人為(wei)檢(jian)測(ce)對調(diao)節過程控(kong)制不好而帶來的檢(jian)測(ce)誤差。試驗界面(mian)圖(tu)(tu)如(ru)圖(tu)(tu)12所(suo)示。
試(shi)驗完畢之后，軟件(jian)可以自動(dong)生(sheng)成相應的試(shi)驗報告，減少了人工(gong)填寫試(shi)驗記(ji)(ji)錄(lu)的工(gong)作量。并(bing)且(qie)可以實現自動(dong)查(cha)詢歷史記(ji)(ji)錄(lu)數據。
2、燃(ran)氣壁掛爐測試系統方案設計(ji)
本系統(tong)所要做的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)較多，采(cai)(cai)集的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)也多，電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、氣(qi)(qi)(qi)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)和(he)(he)(he)(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)布(bu)置比較的(de)(de)(de)復雜。根據(ju)(ju)以上(shang)特點，初步(bu)方(fang)案定(ding)為(wei)(wei)(wei)“兩大模塊(kuai)三大線路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)”設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。所謂“兩大模塊(kuai)”是指熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)測(ce)試(shi)(shi)(shi)臺(tai)模塊(kuai)和(he)(he)(he)(he)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)架模塊(kuai)，熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)測(ce)試(shi)(shi)(shi)臺(tai)主要由數(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)集模塊(kuai)、PC機組成，而熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)架主要由熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)及其相應(ying)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)系統(tong)組成。“三大線路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)”是指電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、氣(qi)(qi)(qi)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)和(he)(he)(he)(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)。同時(shi)檢測(ce)標準(zhun)的(de)(de)(de)多個試(shi)(shi)(shi)驗(yan)項目對試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)的(de)(de)(de)供(gong)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、熱(re)(re)(re)輸入(ru)都有(you)了(le)規(gui)定(ding)，如GB20665-2006《家(jia)用燃氣(qi)(qi)(qi)快速熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)(he)燃氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖(nuan)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)爐能(neng)效(xiao)限定(ding)值及能(neng)效(xiao)等(deng)(deng)級》規(gui)定(ding)：熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)額(e)定(ding)熱(re)(re)(re)負(fu)荷(he)(he)時(shi)溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)為(wei)(wei)(wei)40±1℃，50%及以下額(e)定(ding)熱(re)(re)(re)負(fu)荷(he)(he)時(shi)溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)為(wei)(wei)(wei)30±1℃；供(gong)暖(nuan)額(e)定(ding)熱(re)(re)(re)負(fu)荷(he)(he)時(shi)供(gong)暖(nuan)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)80±2℃，供(gong)暖(nuan)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)應(ying)比供(gong)暖(nuan)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)低(di)20±1℃；50%及以下額(e)定(ding)熱(re)(re)(re)負(fu)荷(he)(he)時(shi)供(gong)暖(nuan)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)65±2℃，供(gong)暖(nuan)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)應(ying)比供(gong)暖(nuan)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)低(di)15±1℃。又如《燃氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖(nuan)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)爐》國(guo)家(jia)標準(zhun)的(de)(de)(de)報(bao)批稿中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)部分負(fu)荷(he)(he)熱(re)(re)(re)效(xiao)率間(jian)接方(fang)法(fa)測(ce)試(shi)(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)要求：將(jiang)器(qi)(qi)具調(diao)節到允許的(de)(de)(de)最小熱(re)(re)(re)輸入(ru)狀態(tai)，使出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)保持在(zai)(zai)55±2℃，回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)保持在(zai)(zai)45±1℃。從上(shang)面可(ke)以看出(chu)標準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)對供(gong)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)(he)供(gong)回(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)差都有(you)詳(xiang)細規(gui)定(ding)。如果(guo)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系統(tong)根據(ju)(ju)產品的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)參(can)(can)數(shu)能(neng)夠計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)出(chu)在(zai)(zai)各個試(shi)(shi)(shi)驗(yan)項目時(shi)對應(ying)的(de)(de)(de)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流量(liang)、冷卻(que)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流量(liang)、燃氣(qi)(qi)(qi)后壓(ya)等(deng)(deng)參(can)(can)數(shu)，在(zai)(zai)調(diao)節的(de)(de)(de)時(shi)候將(jiang)會(hui)節省(sheng)大量(liang)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)和(he)(he)(he)(he)能(neng)源。基于以上(shang)考慮(lv)，在(zai)(zai)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系統(tong)裝有(you)多個板(ban)式(shi)換熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)(he)燃氣(qi)(qi)(qi)流量(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，滿足(zu)不同負(fu)荷(he)(he)和(he)(he)(he)(he)不同氣(qi)(qi)(qi)源的(de)(de)(de)需要。軟件(jian)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加入(ru)理論(lun)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)功能(neng)，通(tong)過(guo)器(qi)(qi)具的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)參(can)(can)數(shu)和(he)(he)(he)(he)經驗(yan)公式(shi)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)出(chu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)的(de)(de)(de)各種參(can)(can)數(shu)；數(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)集方(fang)面對溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、流量(liang)等(deng)(deng)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)關鍵參(can)(can)數(shu)進行實(shi)(shi)時(shi)曲線顯示(shi)(shi)，幫(bang)助(zhu)檢測(ce)人(ren)員(yuan)更好(hao)地(di)控制試(shi)(shi)(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)，并對最終的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)(ju)進行自動計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)、存儲，生(sheng)成報(bao)告。燃氣(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)暖(nuan)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)爐綜合測(ce)試(shi)(shi)(shi)系統(tong)框圖(tu)見圖(tu)１。圖(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，左側雙點劃線內為(wei)(wei)(wei)測(ce)試(shi)(shi)(shi)臺(tai)系統(tong)，右側雙點劃線內為(wei)(wei)(wei)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)器(qi)(qi)架系統(tong)。虛線表(biao)示(shi)(shi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，細實(shi)(shi)線表(biao)示(shi)(shi)氣(qi)(qi)(qi)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，粗(cu)實(shi)(shi)線表(biao)示(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)。
3 硬件(jian)設計
該(gai)系(xi)(xi)統的主要(yao)(yao)設備有(you)燃(ran)氣采暖爐(lu)、PC機、數據采集模塊、壓力傳(chuan)感(gan)器、溫度(du)傳(chuan)感(gan)器、流量計(ji)、電磁閥(fa)(fa)、煙氣分(fen)析儀、打印機、氣動閥(fa)(fa)、燃(ran)氣源、冷水(shui)源、板式(shi)熱交換器、循(xun)環(huan)水(shui)泵(beng)、各種水(shui)管和(he)氣管等等。該(gai)系(xi)(xi)統就是要(yao)(yao)將這些(xie)設備結合為一(yi)體(ti)，組成(cheng)一(yi)套(tao)能(neng)夠完成(cheng)從最初冷水(shui)的供應到最后(hou)檢測報(bao)告的打印的完整的自(zi)動檢測控制系(xi)(xi)統。
在(zai)電路(lu)設(she)計(ji)上，主要(yao)采(cai)(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)PC機(ji)和(he)各(ge)種(zhong)(zhong)數(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)相互配合，實現數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)、處理和(he)控(kong)制(zhi)。所選用(yong)(yong)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)是一(yi)種(zhong)(zhong)傳感(gan)器到(dao)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)智能接口模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)，模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)中包含有內(nei)建的(de)(de)單片機(ji)系統，可(ke)掛接在(zai)RS－485總線上被連接到(dao)任何一(yi)種(zhong)(zhong)計(ji)算(suan)機(ji)或(huo)終(zhong)端上。在(zai)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)與主機(ji)間的(de)(de)通訊(xun)(xun)中使(shi)用(yong)(yong)了ASCII格式命令，從而可(ke)方(fang)便(bian)地使(shi)用(yong)(yong)任何一(yi)種(zhong)(zhong)高(gao)級語言對(dui)其進行編程(cheng)。它們可(ke)提(ti)供多(duo)種(zhong)(zhong)功(gong)能，如對(dui)信(xin)(xin)號的(de)(de)濾波、對(dui)輸(shu)入信(xin)(xin)號放大倍數(shu)的(de)(de)調整、A/D和(he)D/A變(bian)換、數(shu)據(ju)(ju)比較以及(ji)數(shu)據(ju)(ju)通訊(xun)(xun)等。信(xin)(xin)號采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)將采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)到(dao)的(de)(de)信(xin)(xin)號轉(zhuan)換成485信(xin)(xin)號，信(xin)(xin)號轉(zhuan)換模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)將485信(xin)(xin)號轉(zhuan)換成232信(xin)(xin)號，計(ji)算(suan)機(ji)通過串(chuan)行通訊(xun)(xun)的(de)(de)方(fang)式與各(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)實現通訊(xun)(xun)。這種(zhong)(zhong)實現方(fang)式，方(fang)便(bian)易行，在(zai)硬件(jian)(jian)設(she)計(ji)上，不需(xu)要(yao)數(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)(cai)(cai)集(ji)(ji)卡和(he)硬件(jian)(jian)驅動程(cheng)序，只占用(yong)(yong)PC機(ji)的(de)(de)一(yi)個串(chuan)口，占用(yong)(yong)資源少(shao)，對(dui)硬件(jian)(jian)要(yao)求不高(gao)，硬件(jian)(jian)連接方(fang)便(bian)，擴(kuo)展容(rong)易。
水(shui)(shui)路(lu)的(de)(de)布局(ju)設計(ji)是個(ge)非常重要的(de)(de)問題(ti)。由于(yu)這(zhe)套系統(tong)要完成的(de)(de)測試試驗(yan)比較多，測量的(de)(de)點也比較多，所(suo)(suo)以(yi)(yi)管路(lu)必然會(hui)比較的(de)(de)復(fu)雜(za)。管路(lu)一旦(dan)復(fu)雜(za)，就(jiu)容(rong)易產(chan)生(sheng)(sheng)“憋(bie)氣”和阻(zu)力(li)大的(de)(de)問題(ti)，所(suo)(suo)謂“憋(bie)氣”就(jiu)是指(zhi)在管路(lu)中有空氣。阻(zu)力(li)大的(de)(de)原(yuan)因(yin)有“憋(bie)氣”、管路(lu)太長(chang)、水(shui)(shui)流(liu)(liu)向頻繁改變(bian)等(deng)等(deng)。這(zhe)兩者(zhe)都可(ke)能使得系統(tong)供(gong)暖(nuan)水(shui)(shui)循(xun)環部分(fen)產(chan)生(sheng)(sheng)問題(ti)，有可(ke)能會(hui)使水(shui)(shui)流(liu)(liu)循(xun)環不起來，或者(zhe)使試驗(yan)條件達(da)不到標(biao)準(zhun)的(de)(de)要求。基(ji)于(yu)這(zhe)兩點的(de)(de)原(yuan)因(yin)，所(suo)(suo)以(yi)(yi)在管路(lu)的(de)(de)適(shi)當位置(zhi)裝(zhuang)上循(xun)環水(shui)(shui)泵以(yi)(yi)帶動(dong)(dong)水(shui)(shui)流(liu)(liu)，并在合適(shi)的(de)(de)位置(zhi)安裝(zhuang)泄氣閥(fa)，隨時(shi)都可(ke)以(yi)(yi)在憋(bie)氣的(de)(de)情況(kuang)下(xia)將(jiang)氣體排出循(xun)環系統(tong)外，增加了系統(tong)的(de)(de)靈活性。此外，水(shui)(shui)路(lu)系統(tong)可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)手動(dong)(dong)操(cao)作與自動(dong)(dong)操(cao)作的(de)(de)切換，使系統(tong)同時(shi)滿足(zu)手動(dong)(dong)操(cao)作和自動(dong)(dong)操(cao)作的(de)(de)需求。管路(lu)原(yuan)理(li)圖(tu)如圖(tu)2所(suo)(suo)示。管路(lu)圖(tu)如圖(tu)3所(suo)(suo)示。
試(shi)驗過(guo)(guo)程中各(ge)參數(shu)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)裝置(zhi)采用(yong)進(jin)(jin)口及(ji)國(guo)內(nei)先進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件和(he)測(ce)(ce)試(shi)技(ji)術而開發的(de)(de)(de)(de)(de)，溫度(du)(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)采用(yong)ABB德(de)國(guo)原(yuan)(yuan)產溫度(du)(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)變送器(qi)，Pt100精度(du)(du)等(deng)級1/3B，4-線制；溫度(du)(du)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)0～150℃,具有(you)(you)響應(ying)(ying)時間(jian)短、精確度(du)(du)高(gao)等(deng)特(te)點(dian)，輸出信號(hao)(hao)(hao)(hao)4～20mA。流(liu)量(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)采用(yong)ABB德(de)國(guo)原(yuan)(yuan)產ProcessMaster系列(lie)電(dian)磁流(liu)量(liang)(liang)(liang)計、五點(dian)標定(ding)后精度(du)(du)0.2%，量(liang)(liang)(liang)程0.2～10m/s，電(dian)磁流(liu)量(liang)(liang)(liang)計根據(ju)法拉(la)第電(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)定(ding)律(lv)設計，其大小正比于介質流(liu)速(su)和(he)磁通(tong)密度(du)(du)，以及(ji)電(dian)極間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)距離，信號(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)壓(ya)用(yong)變送器(qi)轉換成標準信號(hao)(hao)(hao)(hao)，方便(bian)數(shu)據(ju)采集(ji)，而且電(dian)磁流(liu)量(liang)(liang)(liang)計無(wu)節(jie)流(liu)部件，壓(ya)力(li)損失(shi)小，減少能耗，只與(yu)被(bei)測(ce)(ce)流(liu)體的(de)(de)(de)(de)(de)平均速(su)度(du)(du)有(you)(you)關(guan)，測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)寬(kuan)；只需經水標定(ding)后即可(ke)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)其他介質，無(wu)須(xu)修正。相比于浮子流(liu)量(liang)(liang)(liang)計精度(du)(du)大大提(ti)高(gao)。壓(ya)力(li)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)采用(yong)ABB德(de)國(guo)原(yuan)(yuan)產壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)，測(ce)(ce)壓(ya)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)：0～3MPa；精度(du)(du)0.15%，輸出標準電(dian)流(liu)信號(hao)(hao)(hao)(hao)。燃(ran)氣流(liu)量(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)采用(yong)日本(ben)品(pin)川濕式氣體流(liu)量(liang)(liang)(liang)計，既可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計的(de)(de)(de)(de)(de)機械表盤讀取(qu)燃(ran)氣流(liu)量(liang)(liang)(liang)，也(ye)可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)其發出的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)信號(hao)(hao)(hao)(hao)經過(guo)(guo)處理(li)后得到(dao)燃(ran)氣流(liu)量(liang)(liang)(liang)。燃(ran)氣壓(ya)力(li)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)采用(yong)fukuda，量(liang)(liang)(liang)程0-5000Pa，輸出相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)信號(hao)(hao)(hao)(hao)進(jin)(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采集(ji)。煙氣分(fen)析(xi)儀采用(yong)西門(men)子多(duo)組分(fen)煙氣分(fen)析(xi)儀，各(ge)組分(fen)都有(you)(you)對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)信號(hao)(hao)(hao)(hao)輸出。數(shu)據(ju)采集(ji)模塊(kuai)(kuai)(kuai)選用(yong)研華的(de)(de)(de)(de)(de)ADAM5000系列(lie)模塊(kuai)(kuai)(kuai)對(dui)各(ge)參數(shu)進(jin)(jin)行(xing)高(gao)精度(du)(du)采集(ji)。結合PC機，利用(yong)當前流(liu)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)RS-485串行(xing)總線實現采集(ji)模塊(kuai)(kuai)(kuai)與(yu)PC機之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)信。檢測(ce)(ce)控制臺見圖(tu)４。管路系統見圖(tu)5。測(ce)(ce)試(shi)系統見圖(tu)6。
3 軟件設計
軟(ruan)件設計方面，該(gai)控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)是(shi)一(yi)個(ge)實(shi)時(shi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。實(shi)時(shi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)要(yao)求軟(ruan)件具有(you)(you)(you)實(shi)時(shi)、可靠(kao)(kao)、靈活的(de)(de)特點。實(shi)時(shi)是(shi)指PC機能及(ji)時(shi)處(chu)理從(cong)被(bei)(bei)(bei)控(kong)對(dui)象送來的(de)(de)消息，并輸出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)(de)控(kong)制(zhi)信息到被(bei)(bei)(bei)控(kong)對(dui)象。所(suo)謂可靠(kao)(kao)是(shi)指應(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)中沒(mei)有(you)(you)(you)隱藏的(de)(de)錯誤，如(ru)溢出(chu)、偏(pian)差值反號、程(cheng)(cheng)序(xu)錯誤分枝、內存單(dan)元被(bei)(bei)(bei)沖以及(ji)死循環等。這就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)實(shi)際系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)或模擬系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)上(shang)進行(xing)充分的(de)(de)調(diao)試(shi)(shi)。所(suo)謂靈活性(xing)就(jiu)是(shi)指在(zai)整個(ge)程(cheng)(cheng)序(xu)結(jie)構不作(zuo)變化的(de)(de)情(qing)況下，能對(dui)應(ying)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)方便的(de)(de)做出(chu)補充或修改。軟(ruan)件設計采(cai)用(yong)VB.net編(bian)程(cheng)(cheng)工具，由于此系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)涉(she)及(ji)的(de)(de)試(shi)(shi)驗眾多(duo)，所(suo)以將(jiang)每(mei)(mei)個(ge)試(shi)(shi)驗以模塊(kuai)化的(de)(de)方法分別對(dui)其編(bian)程(cheng)(cheng)，每(mei)(mei)個(ge)試(shi)(shi)驗都有(you)(you)(you)其單(dan)獨的(de)(de)操作(zuo)界(jie)面。不至(zhi)于由于試(shi)(shi)驗眾多(duo)而顯得界(jie)面凌亂復(fu)雜，最后將(jiang)這些試(shi)(shi)驗分塊(kuai)顯示于一(yi)個(ge)綜合(he)的(de)(de)界(jie)面上(shang)，采(cai)用(yong)彈出(chu)窗(chuang)口的(de)(de)方式(shi)設計；報表打印(yin)是(shi)根據各個(ge)試(shi)(shi)驗檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)結(jie)果，查閱(yue)數據庫，打印(yin)出(chu)最后的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)報告(gao)。為(wei)了進一(yi)步說明系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)軟(ruan)件設計過程(cheng)(cheng)，下面以熱(re)(re)水(shui)(shui)溫度穩定時(shi)間試(shi)(shi)驗為(wei)例加以詳(xiang)細(xi)的(de)(de)闡(chan)述。該(gai)試(shi)(shi)驗過程(cheng)(cheng)需(xu)要(yao)采(cai)集的(de)(de)數據有(you)(you)(you)熱(re)(re)水(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)溫度、冷水(shui)(shui)進水(shui)(shui)溫度、生活熱(re)(re)水(shui)(shui)流量、燃氣壓(ya)力(li)、時(shi)間等。試(shi)(shi)驗控(kong)制(zhi)流程(cheng)(cheng)見圖7。
