基于DDC組態軟件的溫度監控系統研究

營口理工學院 賈 靜

借助組態軟件，實現對遠程數據采集模塊的驅動，完成住宅溫度數據的采集與控制命令的發布，運用RS485串行口通訊協議實現計算機與外部設備之間的數據交換；通過編寫用戶界面，設計出具有實用價值的實時及歷史曲線。實驗結果表明，該系統具有良好的性能。

1 引言

我國北方大部分城市實行集中供暖方式。供暖不均一直是集中供暖的主要問題。現行的解決辦法是供暖公司員工抽樣入戶上門測溫收集住戶室內溫度，根據收集到的數據控制鍋爐。這種方式，效率低下，且數據較少，對平均供熱的作用不大。提出一種基于DDC組態軟件的供暖監控系統。通過實時監控室溫，達到平均供暖的目的。

2 溫度監控裝置的總體設計

溫度監控裝置（Giorgini P,Mylopoulos J,Nicchiarelli E,et al.Formal reasoning techniques for goal models[J].Journal on Data Semantics,2004(1):1-20;郝秦霞.智能分戶供暖監控系統的無線溫控器設計[J].西安科技大學學報,2013,33(6):737-741）設計了若干個室內溫度監測點，要求通過溫度傳感器收集溫度數據，后臺可實時監測到收集到的溫度數據。溫度監控系統的總體框圖如圖1所示：

圖1 溫度監測系統結構框圖

監控系統的上位機是PC機，安裝組態軟件，溫度監測點由DDC控制，搜集到的信號連接DDC的輸入DI端口。通過通信網絡和軟硬設備，實現工作人員對實時溫度的遠程監測。

2.1 系統硬件

DS18B20（劉金魁.基于DS18B20的數字測溫系統[J].焦作大學學報,2014,28(2):99-100）結構組成如下：64位光刻ROM、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、溫度傳感器、配置寄存器。它的測溫范圍為-55～+125℃，精度為±5℃，可以直接將采集到的溫度信號直接轉化成數值信號。

DDC（張超敏.DDC在樓宇自動化控制系統中的應用[J].網友世界,2014(15):72;王學水,郭瀟蔚,張莉,等.高校樓宇供暖節能控制系統研制[J].暖通空調,2012,42(7):113-115）系統的組成通常包括中央控制設備（集中控制電腦、彩色監視器、鍵盤、打印機、不間斷電源、通訊接口等）。

2.2 系統軟件

系統軟件采用基于組態軟件開發的，樓宇監控軟件系統。其界面主要包括模擬監測點及實時溫度情況。可實現查詢、操作的功能。系統軟件界面友好，操作簡單，可根據情況生成不同的各種數據報表（Jean K J,Lin S H,Fung A R W.A study on information security management system evaluation-assets,threat and vulnerability[J].Computer Standards and Interface,2004(26):501-513;王再英,韓養社,高虎賢.樓宇自動化系統原理與應用[M].北京:電子工業出版社,2011:97-105）。

圖2 登陸界面

供暖監控部門可后臺實時監測住戶室內溫度，也可通過監控界面，查詢歷史溫度和實時溫度。如圖2所示。系統運行過程中定義的部分數據如圖3所示。

圖3 數據庫

3 仿真結果

后臺選取四個監測點，在組態軟件監控畫面進行監控。監控數據如圖4、圖5所示：

圖4 實時數據報表

圖5 歷史數據報表

從圖4可以看出，小區中4個抽樣點室內溫度相差不大，每個監測點在不同時段隨著時間溫度稍微降低。通過查詢功能，查詢同日15:00-16:00各抽樣點的溫度數據如圖5所示。因晝夜室內外溫差較大，導致室內溫度白天較夜間略高。可根據實際情況調整供暖通道。

圖6 實時溫度趨勢曲線

圖7 歷史溫度趨勢曲線

在夜間對系統進行仿真，如圖6所示。仿真時間段設定為20:00-22:00，從圖中可以看出隨著夜間室外溫度降低，整體的室內溫度是降低的。在圖7中，利用查詢功能，查詢到白天系統的仿真結果。可以看出整體溫度趨勢是稍微升高。圖6、圖7中的溫度整體波動較小，屬于正常溫度范圍。

在仿真條件下收集的溫度數據與在現實條件下記錄的溫度數據對比如圖8所示。同一監測點的仿真溫度和實時溫度相差較小，誤差幾乎可以省略。表明系統的監測數據較準確，系統運行狀態良好。

圖8 仿真數據與現實溫度的關系

綜合上述仿真實驗可以得出，基于DDC組態軟件的溫度監測方案性能明顯優于實地數據采集方案。基于DDC方案，可以同時大量采集溫度數據，并且可查詢歷史溫度數據。仿真結果顯示，監測到的溫度數據幾乎和實地采集數據一致。所以該系統具有更好的實用性。

4 結論

在溫度數據收集階段，抽樣的樣本數量和測溫效率之間相互制約。借助組態軟件和DDC系統，實現室溫的實時監控和歷史查詢。可同時收集整個供暖區溫度數據，且數據較為準確。仿真結果驗證系統的優良性。對于多用戶小區的溫度監測具有一定的工程價值。