结合科技馆展品谈Wincc组态的温度监控实现

马东来

【摘 要】本文结合科技馆展品实例，探讨了一种可以实时监控温度并且可以进行温度超限预警的方法。然后重点阐述了展品安全性是展品设计从业者应该重点考虑的要素。

【关键词】科技馆展品；wincc组态；安全性

0 引言

近年来，随着普及科学知识的浪潮，中国的科技馆数目在不断增加，科技馆展品的数量也在不断增加。那么，科技馆展品在发挥科学普及和教育功能的同时，其稳定性和可靠性就变得很重要，安全性对观众来说更是至关重要。水、电、高温、高压等的使用在科技馆非常普遍，如何做到在保证安全的前提下使用这些技术手段，是科技馆展品设计人员的重要课题。下面就介绍在中国科技馆的一件展品，它不仅用到了热水，而且热水是由380V电加热管加热的。因此，此展品水的加热是控制的重点，更重要的是温度如何监测。

1 科技馆展品介绍

在中国科技馆新馆四层新型材料展区有一件很有意思的展品“双向记忆合金”，观众可以看到用记忆合金弹簧制作成记忆合金转轮，在没有任何动力的情况下靠弹簧的伸缩带动螺旋桨转动推动小船动起来。（图一：展品效果图）

其原理是：记忆合金弹簧连接圆盘的边缘和中心附近偏心的轴上，当弹簧在热水和空气中切换的时候就会被压缩和拉伸，这样的圆盘做成转轮形状安置在轻质材料做成的小船两侧，圆盘被压缩或拉伸的弹簧带动起来并转动，从而带动小船运动。

2 wincc组态监控

根据这件展品用水量，每天开馆上电的同时，需要尽快将水槽的水加热到60°左右，并且基本保持恒定的温度，因为60°的水温是记忆合金弹簧形变适宜的温度。

在温度控制上，采用380V大功率电加热管，温度传感器实时采集温度，采用高稳定性西门子PLC做控制单元。在闭环控制流程下，编写程序，从而达到精准控制，部分软件截图如图2：

此展区配有中控系统，系统通过Profibus总线和wincc组态实现，硬件通讯流程是服务器端工控机配CP5613卡，下位机使用西门子s7-200配EM277。

在 OPC SIMATIC NET 中 CP5613 下的站点列表中选择其中一个从站，建立变量，通过对所建立变量进行的赋值和读写操作，可以检查现场站点 EM277地址偏移量所对应的变量的变化情况。（如图3）

在WinCC的变量管理器中添加OPC SIMATIC NET 中各个站点建立的变量做为外部变量。新建组态画面，并编辑对象的属性，关联变量管理器中設置的变量名称（如图4）。这样，PLC所采集的温度变量将实时通过Profibus-DP总线传送到CP5613卡，OPC（下转第95页）（上接第136页）驱动软件获得变量后，也就是wincc组态软件同时也获得变量信息。

3 结束语

通过以上的介绍，组态温度监控画面，并设置温度超限预警。温度监控和展品控制画面如图5、图6。

在越来越重视科技馆展品安全性的今天，展品设计人员也越来越谨慎的使用各种技术手段。通过本文的介绍，了解了一种可以监测实时温度的方法，并且可以做到温度超限的预警提示。一是保护展品安全，二是保护参观者的安全。笔者希望看到更多的展品设计从业者把安全性作为设计要素永远置顶。

【参考文献】

[1]刘娜.《浅析科技馆展品的设计要求》，中国科普产品博览交易会科技馆馆长论坛论文集，2012.

[2]苏昆哲.《深入浅出西门子wincc v6》，北京航空航天大学出版社，2005.09.endprint