【導(dǎo)讀】用也越來越廣泛。中國(guó)熱水器市場(chǎng)需求量大、發(fā)展迅速。模106億元，同比增長(zhǎng)%，超過小家電的平均增速%。市場(chǎng)上熱水器主要品種有電熱水器、燃?xì)鉄崴骱吞柲軣崴鳌?020年中國(guó)熱水器市場(chǎng)上，品牌集中度已經(jīng)到達(dá)較高水平。電熱水器、燃?xì)鉄崴魇袌?chǎng)上，第一陣營(yíng)的品牌領(lǐng)先優(yōu)。勢(shì)明顯，地位穩(wěn)固。太陽能熱水器市場(chǎng)尚未形成穩(wěn)定的品牌格局，品。牌排名變動(dòng)頻繁。泵熱水器還處于產(chǎn)品發(fā)展和市場(chǎng)積累階段。數(shù)已上升至非正常死亡人數(shù)排名的第三位。因電網(wǎng)供電能力的加強(qiáng)以。熱水器作為家庭衛(wèi)浴器具。但是目前家用熱水器大多為機(jī)械式控制熱。而且當(dāng)水溫不能滿足自身需要時(shí)，又需要手動(dòng)調(diào)節(jié)冷熱水的輸出。這樣用戶在操作上就存在很多不便，而且水溫的忽冷忽熱也會(huì)。為了解決以上問題，本文設(shè)計(jì)了一種恒溫?zé)崴?。?jì)方案及其實(shí)現(xiàn)。

　　

【正文】 模型的全部 7 層通訊協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質(zhì)，通訊速率從 300bit/s 至，直接通信距離可達(dá) 2700m（ 78Kbit/s），被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。 Lonworks 技術(shù)采用的 LonTalk 協(xié)議被封裝到 Neuron（神經(jīng)元）的芯片中，并得以實(shí)現(xiàn)。采用 Lonworks 技術(shù)和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在 樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。 DeviceNet DeviceNet是一種低成本的通信連接也是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，有著開放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 DeviceNet 具有的直接互聯(lián)性不僅改善了設(shè)備間的通信而且提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)陣地功能。 DebiceNet 基于 CAN 技術(shù)，傳輸率為 125Kbit/s 至 500Kbit/s,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)為 64 個(gè)，其通信模式為：生產(chǎn)者 /客戶（ Producer/Consumer），采用多信道廣播信息發(fā)送方式。位于 DeviceNet 網(wǎng) 絡(luò)上的設(shè)備可以自由連接或斷開，不影響網(wǎng)上的其他設(shè)備，而且其設(shè)備的安裝布線成本也較 低。 DeviceNet 總線 的組 織 結(jié) 構(gòu)是 Open DeviceNet Vendor Association（開放式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)，簡(jiǎn)稱“ ODVA”）。 PROFIBUS PROFIBUS 是德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（ DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（ EN50170）的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。由 PROFIBUSDP、 PROFIBUS－ FMS、 PROFIBUS－ PA 系列組成。 DP 用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動(dòng)化領(lǐng)域。FMS 適用于紡織、樓宇 自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。 PA 用于過程自動(dòng)化的總線類型，服從 IEC1158－ 2 標(biāo)準(zhǔn)。 PROFIBUS 支持主 從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。 PROFIBUS的傳輸速率為 ，最大傳輸距離在 下為 1200m，在 12Mbit/s 小為 200m，可采用中繼器延長(zhǎng)至 10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接 127 個(gè)站點(diǎn)。 HART HART 是 Highway Addressable Remote Transducer 的縮寫，最早由 Rosemount 公司開發(fā)。其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過渡產(chǎn)品。其通信模型采用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。由于它采用模擬數(shù)字信號(hào)混和，難以開發(fā)通用的通信接口芯片。 HART 能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆的要求，并可用于由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。 CCLink CCLink 是 Control Communication Link（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫，在 1996 年 11 月，由三菱 電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出，其增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，在亞洲占有較大份額。在其系統(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同是以 10Mbit/s 高速傳送至現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，具有性能卓越、使用簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。其不僅解決了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配線復(fù)雜的問題，同時(shí)具有優(yōu)異的抗噪性能和兼容性。 CCLink 是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。2020 年 7 月 CCLink 被中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件。 WorldFIP WorkdFIP 的北美部分與 ISP 合并為 FF 以后， WorldFIP 的歐洲部分仍保持獨(dú)立，總部設(shè)在法國(guó)。其在歐洲市場(chǎng)占有重要地位，特別是在法國(guó)占有率大約為 60%。 WorldFIP 的特點(diǎn)是具有單一的總線結(jié)構(gòu)來適用不同的應(yīng)用領(lǐng)域的需求，而且沒有任何網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋，用軟件的辦法來解決高速和低速的銜接。 WorldFIP 與 FFHSE 可以實(shí)現(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對(duì) FF 的 H1 進(jìn)行了技術(shù)拓展，如速率等。在與 IEC61158 第一類型的連接方面， WorldFIP 做得最好，走在世界前列。 INTERBUS INTERBUS 是德國(guó) Phoenix 公司推出的較早的現(xiàn)場(chǎng)總線， 2020 年2 月成為國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn) IEC61158。 INTERBUS 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 的開放化系統(tǒng)互聯(lián) OSI 的簡(jiǎn)化模型（ 1， 2， 7 層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，具有強(qiáng)大的可靠性、可診斷性和易維護(hù)性。其采用集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通信，具有低速度、高效率的特點(diǎn)，并嚴(yán)格保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院椭芷谛?；該總線的實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出色。 INTERBUS 廣泛地應(yīng)用到汽車、煙草、倉(cāng)儲(chǔ)、造紙、包裝、食品等工業(yè)，成為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線的領(lǐng)先者 5 感溫元件 感溫元件 主要用于熱水器內(nèi)調(diào)節(jié)溫度機(jī)構(gòu)的感溫及溫度的傳感，也可用于其他領(lǐng)域的恒溫調(diào) 節(jié)和控制。 工作原理 產(chǎn)品由上下各一個(gè)波紋膜片焊接為密閉行腔，具有伸縮彈性功能，內(nèi)部封入膨脹系數(shù)合適的穩(wěn)定物理介質(zhì)。當(dāng)外部溫度升高時(shí)，內(nèi)部介質(zhì)壓力增大，從而推動(dòng)膜片做軸向直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的軸向位移增加；反之，外部溫度下降，內(nèi)部介質(zhì)壓力減小，從而拉動(dòng)膜片做軸向直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的軸向位移減小。它具有溫差對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定位移。 利用上述工作原理，您可將其應(yīng)用于： 推動(dòng)動(dòng)作簧片控制一對(duì)或多對(duì)觸點(diǎn)，達(dá)到控制和調(diào)節(jié)溫度的目的； 利用溫度對(duì)應(yīng)位移的穩(wěn)定特點(diǎn)，可控制溫度變化的信號(hào)傳遞或報(bào)警； 可用于小壓力的 管道封堵控制，如根據(jù)溫度要求進(jìn)行排水和集水的需求。 主要技術(shù)參數(shù) 外形尺寸：主要有外徑 38 毫米和外徑 51 毫米兩種，安裝連接方式多種選擇； 控溫范圍： 530 攝氏度； 控溫精度： 攝氏度； 最高使用溫度： 60 攝氏度； 滿足各種場(chǎng)合的溫度控制和溫度 位移的控制，可按要求加工不同安裝要求的感溫和位移控制元件。 主要特點(diǎn) 感溫膜盒具有感溫靈敏、溫度回復(fù)性佳、動(dòng)作可靠、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。 6 恒溫混水控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC I/O 口地址分配 要編寫程序，必須首先確定 I／ O 輸入輸出口 的分配。在這個(gè)控制系統(tǒng)中，共用到 4 個(gè)輸入和 1 個(gè)輸出，及通信 485 接口，具體如表 61 所示。 混水控制系統(tǒng) PLCI/O 點(diǎn)表 序號(hào) 輸入 輸出 備注 1 手動(dòng)開閥調(diào)溫 X0 閥芯移動(dòng) Y0 2 自 動(dòng) 關(guān) 閥 調(diào) 溫 X1 3 手 /自動(dòng)切換開關(guān) X2 4 感溫元件 X3 表 61 操作臺(tái) PLC I/O 地址分配 系統(tǒng)主程序流程圖 對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)立的手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式，主要靠在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)判斷輸手動(dòng)、自動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)；根據(jù)感溫元件的信號(hào)來控制閥芯移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)水 溫。據(jù)此設(shè)計(jì)思想，程序流程圖如圖 61 所示。 圖 61 系統(tǒng)控制主程序流程圖 7 結(jié)論 本課題是以工程項(xiàng)目為背景的，通過對(duì)恒溫混水控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及其控制原理的分析和總結(jié)，設(shè)計(jì)了基于 FX2N 系列 PLC 的恒溫混水控制系統(tǒng)，從而達(dá)到改善和優(yōu)化混水自動(dòng)化控制目的。通過設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，使我更深入的理解了恒溫混水控制系統(tǒng)的工作原理、過程和特點(diǎn)。 在硬件設(shè)計(jì)方面，考慮到 FX2N 系列 PLC 的特點(diǎn)， CPU 選擇了三菱公司的 FX2N PLC 作為主控核心，監(jiān)控軟件選擇的力控。上位機(jī)監(jiān)控采用工業(yè)力控組態(tài)軟件的作為監(jiān)控， 該組態(tài)與 FX2N 系列 PLC通信穩(wěn)定、運(yùn)行穩(wěn)定、功能強(qiáng)大，極大的滿足了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。在軟件設(shè)計(jì)上，采用環(huán)境控制和定時(shí)自動(dòng)觸發(fā)。 PLC 內(nèi)置豐富的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器資源，以及數(shù)據(jù)寄存器區(qū)，可用來保存系統(tǒng)重要的參數(shù)。 本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上還有待進(jìn)一步的改善和調(diào)試，還需對(duì)系統(tǒng)保護(hù)和功能進(jìn)一步完善，對(duì)系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一分配和管理，因此在以后的設(shè)計(jì)中可把這些改進(jìn)意見應(yīng)用到實(shí)際控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)混水控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 參考文獻(xiàn) [1]劉 善增 .PLC 控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) . 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ,2020,17 7 :37~47 [2]劉美俊 .PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院裝 .中華紙業(yè) ,2020,28 11 :47~51 [3]熊幸明 ,張文希 .PLC 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的研究 .煤礦機(jī)電 ,2020 3 :13~16 [4]宋序彤 .我國(guó)城市供水發(fā)展有關(guān)問題分析 .城鎮(zhèn)供水 ,2020 2 :32~35 [5]常斗南 ,李全利 ,張學(xué)武 .可編程序控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998,150~153 [6]:電子工業(yè)出版社 ,1995,85~90 [7]賀平，國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2020 [8]劉勇 .鍋爐供暖節(jié)能技術(shù)分析與研究 .山東 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