摘 要： 為商用燃?xì)庠罹咴O(shè)計(jì)熱工性能自動化檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)檢測方法的智能化改造。結(jié)合熱工性能項(xiàng)目需求，對傳統(tǒng)檢測方法存在局限性問題進(jìn)行分析，提出自動化檢測系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。利用傳感器、PLC、終端動作器和上位機(jī)等模塊，傳感器對熱工性能參數(shù)進(jìn)行采集匯總，PLC根據(jù)參數(shù)判斷熱工性能是否穩(wěn)定，控制終端動作器調(diào)節(jié)參數(shù)，燃燒穩(wěn)定后上位機(jī)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理。以燃?xì)庹粝錇槔玫搅藷峁ば阅茏詣踊瘷z測系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，通過燃?xì)庀到y(tǒng)、供水系統(tǒng)、輔助設(shè)計(jì)的協(xié)同，滿足了商用燃?xì)庠罹邔σ惑w化、智能化、高效率、高精度的需求。

　　關(guān)鍵詞： 商用燃?xì)庠罹?熱工性能;自動化檢測;智能化改造;PLC

　　引言

　　伴隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對食物的需求正逐漸從飽腹向美味且多樣化轉(zhuǎn)變。商用燃?xì)庠罹撸哂谢鹆小⒓訜崴俣瓤斓忍攸c(diǎn)[1]，能夠較好地滿足人們對食物日益增長的需求，因此被大量應(yīng)用在酒店、食堂和商場等場所。近幾年，商用燃?xì)庠罹叩膹?qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)相繼實(shí)施，國家對商用燃?xì)庠罹咝袠I(yè)的監(jiān)管力度正在加大，商用燃?xì)庠罹弋a(chǎn)品的節(jié)能認(rèn)證也不斷獲得市場的認(rèn)可。隨著商用燃?xì)庠罹咝袠I(yè)準(zhǔn)入門檻的提高，未來與其相關(guān)的檢測業(yè)務(wù)需求將持續(xù)增加[2]。

　　熱工性能是商用燃?xì)庠罹叩年P(guān)鍵性能，包含熱負(fù)荷和熱效率兩個方面。熱負(fù)荷衡量商用燃?xì)庠罹叩氖褂眯阅苁欠衲苓_(dá)到要求，熱效率則評估商用燃?xì)庠罹叩墓?jié)能性能[3]。在傳統(tǒng)的商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅軝z測中，通常采用人為讀取數(shù)據(jù)的方法，且同時需要數(shù)人互相配合，效率和準(zhǔn)確度無法保障，而自動化檢測、智能化改造則可以很好地解決這一問題[4]。

　　為實(shí)現(xiàn)商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅軝z測方法的智能化改造，本文對商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅茏詣踊瘷z測系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先結(jié)合熱工性能項(xiàng)目需求，對傳統(tǒng)檢測方法的局限性進(jìn)行分析;然后從整體上提出對自動化檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;最后以燃?xì)庹粝錇槔瑢ψ詣踊瘷z測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　1 傳統(tǒng)檢測方法局限性分析

　　如引言所述，商用燃?xì)庠罹叩臒峁ば阅馨瑹嶝?fù)荷和熱效率兩個方面，二者有著緊密的聯(lián)系。以中餐灶為例，其熱效率試驗(yàn)所需的試驗(yàn)用鍋尺寸和試驗(yàn)水重是基于熱負(fù)荷試驗(yàn)算出的數(shù)據(jù)折算得到的[5]。二者在試驗(yàn)原理上也是共通的：熱負(fù)荷是商用燃?xì)庠罹咴陬~定燃?xì)鈮毫ο率褂没鶞?zhǔn)氣在規(guī)定時間內(nèi)放出的熱量;熱效率則是水升溫所需要的熱量與商用燃?xì)庠罹呤褂没鶞?zhǔn)氣所放出的熱量的比值[6-8]。

　　目前，絕大部分商用燃?xì)庠罹叩纳a(chǎn)企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)在進(jìn)行檢測試驗(yàn)時，都采用人工操作、記錄數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理等步驟。根據(jù)人工試驗(yàn)方法，為了保證試驗(yàn)可行性，至少需要2～3人同時進(jìn)行操作，尤其是在中餐灶熱效率試驗(yàn)中，主鍋和尾鍋內(nèi)需要同時攪拌，主鍋和尾鍋內(nèi)水的初、終溫都需要測量;另外，還需要同時監(jiān)測燃?xì)夂臍饬康葏?shù)，并保持燃?xì)馊肟趬毫Φ姆€(wěn)定，這在商用燃?xì)庠罹吖r不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下是很難實(shí)現(xiàn)的;測量后，需要處理的數(shù)據(jù)量非常大。另一方面，商用燃?xì)庠罹叩臒嶝?fù)荷較大，燃?xì)饬髁恳话阍?.5 m3/h以上，因此不同的試驗(yàn)人員會因?yàn)榉磻?yīng)速度的快慢和記錄時間的不同，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄有不同的傾向，造成結(jié)果上的差異。實(shí)際上，在試驗(yàn)中，試驗(yàn)人員需要同時記錄大氣壓力、燃?xì)鉁囟取⒃罹呷細(xì)馊肟趬毫Α⒘髁坑?jì)內(nèi)燃?xì)馊肟趬毫Φ葏?shù)，操作中容易顧此失彼，尤其是在熱負(fù)荷檢測時，需記錄時長大于1 min且燃?xì)獗硇D(zhuǎn)一周以上的整圈數(shù)[9]，在記錄其他參數(shù)時可能會錯過這個流量記錄點(diǎn)而多等一圈，嚴(yán)重降低了試驗(yàn)記錄的準(zhǔn)確性和可追溯性。

　　總之，傳統(tǒng)檢測方法存在以下不足：

　　(1)熱負(fù)荷和熱效率需要分開計(jì)算，存在重復(fù)性勞動，花費(fèi)時間較長，檢測效率較低，且在數(shù)據(jù)處理后才能知道結(jié)果;

　　(2)人員需求量大，操作易顧此失彼，在人員不足的情況下，檢測很難進(jìn)行;

　　(3)熱工性能檢測需要保證在商用燃?xì)庠罹吖r符合標(biāo)準(zhǔn)要求且穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，而人工調(diào)節(jié)精度低，會造成壓力在規(guī)定點(diǎn)有不穩(wěn)定波動;

　　(4)人工記錄數(shù)據(jù)會因?yàn)椴僮魅藛T的判斷不同而有較大差異，這樣會對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性有影響。

　　2 自動化檢測系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

　　2.1 模塊選擇

　　為了提高商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅軝z測效率和準(zhǔn)確度，減少人力成本和時間成本，考慮設(shè)計(jì)一套自動化檢測系統(tǒng)，利用傳感器、PLC、終端動作器和上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動化檢測。

　　通過傳感器采集商用燃?xì)庠罹呷紵龝r的參數(shù)，參數(shù)大致可以分為兩類：采集型參數(shù)和調(diào)節(jié)型參數(shù)。采集型參數(shù)是灶具燃燒時產(chǎn)生的參數(shù)，調(diào)節(jié)型參數(shù)則是需要保持穩(wěn)定并決定灶具燃燒工況的參數(shù)，具體如表1所示。PLC根據(jù)采集到的參數(shù)，用終端動作器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使燃燒工況穩(wěn)定。工況穩(wěn)定后，上位機(jī)根據(jù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存檔和報告生成。

　　2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅茏詣踊瘷z測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　2.3 應(yīng)用特點(diǎn)分析

　　商用燃?xì)庠罹邿峁ば阅茏詣踊瘷z測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備以下特點(diǎn)：

　　(1)傳感器采集精度高，速度快，操作方便，節(jié)省人力并降低人為誤差，提高檢測效率，數(shù)據(jù)采集具有實(shí)時性、高準(zhǔn)確性，檢測結(jié)果可靠;

　　(2)通過監(jiān)測燃燒參數(shù)判定燃燒是否穩(wěn)定，如果不穩(wěn)定，PLC可以命令終端的動作器進(jìn)行調(diào)節(jié)，相較于人為調(diào)節(jié)，速度更快，精度更高;

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