基于PLC的家用燃气灶具自动测试系统的研制_opalcn家用燃气灶具

　　摘要：燃气灶具是每个家庭厨房必备的烹饪器具，热负荷、热效率等指标是评估家用燃气灶具性能的关键参数。针对国家标准中家用燃气具性能测试的技术要求，研制了一套家用燃气灶具自动测试系统。该系统采用小型可编程逻辑控制器（PLC）作为控制核心，并搭配多通道模拟量采集模块组成了数据采集处理中心，采集的气体流量、压力及水温度信号通过数据采集控制中心传输至计算机中。基于图形化编程语言开发的软件对采集的数据进行分析计算，自动提供测试结果并按照标准要求进行结果判定。该系统的应用有效地提高了家用燃气灶具性能测试的效率及数据准确率。
　　关键词：家用燃气灶具；PLC；测试；热负荷；热效率
　　中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4241-03
　　Development of Automatic Test System for Domestic Gas Cooking Appliance Based on PLC
　　DING Hao, ZHANG Jie, HE Zheng-gang, YE Jing, SHE Qi-kang
　　(Zhejiang Institute of Quality Inspection Science, Hangzhou 310013, China)
　　Abstract: The gas cooking appliance is one of the necessities for every family kitchen. The heat input and heat efficiency are the key parameters for evaluating the performance of domestic gas cooking appliance. Based on the technical requirements of domestic gas cooking appliance in national standard, an intelligent test system is developed. The PLC is regarded as the control center in the test system, which combines the multi-channel analog data-acquisition module. The acquired gas flow, gas pressure and water temperature signals are transmitted to the computer. The software developed by graphic programme language will provide the test results by analyzing the acquired data. The system can increase the test efficiency of domestic gas cooing appliance and improve the data accuracy.
　　Key words: domestic gas cooking appliance; PLC; test; heat input; heat efficiency
　　生活水平的提高，人们对烹饪的需求和兴趣迅速增加，作为烹饪过程中必不可少的用品——家用燃气灶具已经成为家庭厨房中最重要的设备。家用燃气灶是通过燃气的化学能向热能的转化来烹调菜肴、加工食品，以满足家庭需要的燃气用具。燃气灶具一般由供气部分、燃烧部分和辅助部分组成。根据目前国内的气源，燃气灶具可分为液化石油气灶、天然气灶和人工煤气灶等类型。
　　虽然电磁炉等电气烹调器具已逐渐进入家庭，但中国传统的饮食习惯及烹调工艺，使得火力猛、易调节的燃气灶具仍然是厨房主要设备。国内燃气灶具厂家根据技术的发展及人们多样的喜好，不断开发新型的燃气灶具，但热负荷、热效率等性能指标仍然是评估燃气灶具是否好用的关键指标[1]。热负荷是表征燃气灶具火力大小的指标，热效率是表征燃气灶具能效的指标。热负荷直接关系到用户的使用感受，与西方饮食习惯不同，中餐需要煎炒烹炸，这些工序都离不开大火力，因此标准中规定燃气灶具单个炉头的热负荷不应低于3.5kW，以满足消费者的需求。能效与用户使用燃气灶具的成本密切相关，节能是消费者购买燃气灶具的重要指标，能效较高的燃气灶具可在较少燃气消耗的前提下达到预期的烹饪效果，有效降低烟气排放量。
　　家用燃气灶具国家标准GB16410-2007《家用燃气灶具》详细规定了燃气灶具的结构、使用性能、安全性能等技术指标，标准中描述了采用指针式流量计、温度计、秒表、U形压力计等传统测量工具分别测量燃气灶具测试过程中的燃气消耗量、水温、燃气压力等参数，然后进行人工数据计算。由于这种方法存在大量人工参与，仪表读数的差异性较大，对最终测试结果的准确性和测试效率均有较大影响。为确保燃气灶具性能测试结果的准确性、实时性，提高测试过程的效率，基于现代计算机技术和传感器技术，研制了一套家用燃气灶具自动测试系统。该系统采用工业领域广泛采用的可编程逻辑控制器（PLC）作为数据采集处理核心[2,3]，压力、温度、流量传感器采集的信号通过PLC搭配的模拟量模块实时送至PLC，初步处理后，通过RS232通信方式将处理后的数据传输至上位计算机，上位计算机按照标准要求对采集的各种参数进行计算，实现燃气灶具性能参数的自动测试和判定。实验结果表明该系统自动化程度高、测量准确，与传统测试方法相比，操作简便，减少外部人工干扰因素，提高了测试效率。
　　1测试系统的工作原理
　　家用燃气灶具测试系统主要实现了国家标准GB16410中对家用燃气灶具热负荷、热效率两个关键性能指标的自动测试。该文研制的自动测试系统整体结构如图1所示。