馬東來

【摘 要】本文結(jié)合科技館展品實例，探討了一種可以實時監(jiān)控溫度并且可以進(jìn)行溫度超限預(yù)警的方法。然后重點闡述了展品安全性是展品設(shè)計從業(yè)者應(yīng)該重點考慮的要素。

【關(guān)鍵詞】科技館展品；wincc組態(tài)；安全性

0 引言

近年來，隨著普及科學(xué)知識的浪潮，中國的科技館數(shù)目在不斷增加，科技館展品的數(shù)量也在不斷增加。那么，科技館展品在發(fā)揮科學(xué)普及和教育功能的同時，其穩(wěn)定性和可靠性就變得很重要，安全性對觀眾來說更是至關(guān)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(shù)手段，是科技館展品設(shè)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(jiān)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(qū)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(zhuǎn)輪，在沒有任何動力的情況下靠彈簧的伸縮帶動螺旋槳轉(zhuǎn)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(dāng)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(zhuǎn)輪形狀安置在輕質(zhì)材料做成的小船兩側(cè)，圓盤被壓縮或拉伸的彈簧帶動起來并轉(zhuǎn)動，從而帶動小船運動。

2 wincc組態(tài)監(jiān)控

根據(jù)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(wěn)定性西門子PLC做控制單元。在閉環(huán)控制流程下，編寫程序，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制，部分軟件截圖如圖2：

此展區(qū)配有中控系統(tǒng)，系統(tǒng)通過Profibus總線和wincc組態(tài)實現(xiàn)，硬件通訊流程是服務(wù)器端工控機(jī)配CP5613卡，下位機(jī)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(jìn)行的賦值和讀寫操作，可以檢查現(xiàn)場站點 EM277地址偏移量所對應(yīng)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(tài)畫面，并編輯對象的屬性，關(guān)聯(lián)變量管理器中設(shè)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(zhuǎn)第95頁）（上接第136頁）驅(qū)動軟件獲得變量后，也就是wincc組態(tài)軟件同時也獲得變量信息。

3 結(jié)束語

通過以上的介紹，組態(tài)溫度監(jiān)控畫面，并設(shè)置溫度超限預(yù)警。溫度監(jiān)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(shè)計人員也越來越謹(jǐn)慎的使用各種技術(shù)手段。通過本文的介紹，了解了一種可以監(jiān)測實時溫度的方法，并且可以做到溫度超限的預(yù)警提示。一是保護(hù)展品安全，二是保護(hù)參觀者的安全。筆者希望看到更多的展品設(shè)計從業(yè)者把安全性作為設(shè)計要素永遠(yuǎn)置頂。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉娜.《淺析科技館展品的設(shè)計要求》，中國科普產(chǎn)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(xué)出版社，2005.09.endprint