結合科技館展品談Wincc組態的溫度監控實現

馬東來

【摘 要】本文結合科技館展品實例，探討了一種可以實時監控溫度并且可以進行溫度超限預警的方法。然后重點闡述了展品安全性是展品設計從業者應該重點考慮的要素。

【關鍵詞】科技館展品；wincc組態；安全性

0 引言

近年來，隨著普及科學知識的浪潮，中國的科技館數目在不斷增加，科技館展品的數量也在不斷增加。那么，科技館展品在發揮科學普及和教育功能的同時，其穩定性和可靠性就變得很重要，安全性對觀眾來說更是至關重要。水、電、高溫、高壓等的使用在科技館非常普遍，如何做到在保證安全的前提下使用這些技術手段，是科技館展品設計人員的重要課題。下面就介紹在中國科技館的一件展品，它不僅用到了熱水，而且熱水是由380V電加熱管加熱的。因此，此展品水的加熱是控制的重點，更重要的是溫度如何監測。

1 科技館展品介紹

在中國科技館新館四層新型材料展區有一件很有意思的展品“雙向記憶合金”，觀眾可以看到用記憶合金彈簧制作成記憶合金轉輪，在沒有任何動力的情況下靠彈簧的伸縮帶動螺旋槳轉動推動小船動起來。（圖一：展品效果圖）

其原理是：記憶合金彈簧連接圓盤的邊緣和中心附近偏心的軸上，當彈簧在熱水和空氣中切換的時候就會被壓縮和拉伸，這樣的圓盤做成轉輪形狀安置在輕質材料做成的小船兩側，圓盤被壓縮或拉伸的彈簧帶動起來并轉動，從而帶動小船運動。

2 wincc組態監控

根據這件展品用水量，每天開館上電的同時，需要盡快將水槽的水加熱到60°左右，并且基本保持恒定的溫度，因為60°的水溫是記憶合金彈簧形變適宜的溫度。

在溫度控制上，采用380V大功率電加熱管，溫度傳感器實時采集溫度，采用高穩定性西門子PLC做控制單元。在閉環控制流程下，編寫程序，從而達到精準控制，部分軟件截圖如圖2：

此展區配有中控系統，系統通過Profibus總線和wincc組態實現，硬件通訊流程是服務器端工控機配CP5613卡，下位機使用西門子s7-200配EM277。

在 OPC SIMATIC NET 中 CP5613 下的站點列表中選擇其中一個從站，建立變量，通過對所建立變量進行的賦值和讀寫操作，可以檢查現場站點 EM277地址偏移量所對應的變量的變化情況。（如圖3）

在WinCC的變量管理器中添加OPC SIMATIC NET 中各個站點建立的變量做為外部變量。新建組態畫面，并編輯對象的屬性，關聯變量管理器中設置的變量名稱（如圖4）。這樣，PLC所采集的溫度變量將實時通過Profibus-DP總線傳送到CP5613卡，OPC（下轉第95頁）（上接第136頁）驅動軟件獲得變量后，也就是wincc組態軟件同時也獲得變量信息。

3 結束語

通過以上的介紹，組態溫度監控畫面，并設置溫度超限預警。溫度監控和展品控制畫面如圖5、圖6。

在越來越重視科技館展品安全性的今天，展品設計人員也越來越謹慎的使用各種技術手段。通過本文的介紹，了解了一種可以監測實時溫度的方法，并且可以做到溫度超限的預警提示。一是保護展品安全，二是保護參觀者的安全。筆者希望看到更多的展品設計從業者把安全性作為設計要素永遠置頂。

【參考文獻】

[1]劉娜.《淺析科技館展品的設計要求》，中國科普產品博覽交易會科技館館長論壇論文集，2012.

[2]蘇昆哲.《深入淺出西門子wincc v6》，北京航空航天大學出版社，2005.09.endprint