文章目錄
1 實驗原理
1.1實驗目標
在Workplace中實現熱水泵控制，搭建簡易的熱水泵控制系統。通過Tstat組件對室外溫度和預設溫度進行比較。當室外溫度高於設定的溫度時，熱水泵關閉；當室外溫度低於設定溫度時，熱水泵打開。
1.2實驗要求
參照實驗練習手冊“物聯網技術及應用實驗6”的要求，對照完成熱水泵控制的實驗練習。
2 實驗過程
2.1 啓動站點
打開軟件並雙擊platform，輸入平臺密碼進入平臺。
在Application Director菜單中，點擊Start啓動站點。
站點啓動後，雙擊站點名，輸入站點密碼以進入該站點。
2.2 創建項目文件夾
在Niagara界面左側的導航欄中，選擇Station -> Config，右鍵單擊Config文件夾，選擇New -> Folder創建新文件夾。
將新建的文件夾命名爲Control_Logic。
選中剛剛創建的Control_Logic文件夾，右鍵單擊，選擇New - > Folder創建文件夾。
將新文件夾命名爲HeatingSystem。
再選中剛剛創建的HeatingSystem文件夾，使用相同的步驟創建子文件夾PumpControl。
文件夾創建完成後，現在的目錄結構如下圖所示。
2.3 添加組件
雙擊PumpControl文件夾，進入其Wire Sheet界面。
在Niagara軟件界面上方的菜單欄中，選擇側邊欄選項，點擊下拉菜單中的Palette選項。
在Niagara軟件界面的左側的Palette菜單中，選擇KitControl組件庫。找到ControlPalette -> Points -> BooleanWritable組件，拖拽至PumpControl組件的Wire Sheet界面上。
將該組件命名爲HotWaterPump_1。
2.4 設置組件屬性
在Wire Sheet界面雙擊HotWaterPump組件，設置其屬性。
在Property Sheet屬性設置界面，修改Facets屬性的值。分別將trueText和falseText屬性設置爲Pump_ON和Pump_OFF。
修改完成後，點擊Save保存修改。
回到PumpControl的Wire Sheet界面，右鍵點擊HotWaterPump_1組件。點擊Pin Slots屬性。
在Pin Slots屬性中，將In5和Auto勾選上即可。其餘選項可以不用管。
設置完成後，可以在Wire Sheet界面看到HotWaterPump的引腳已經發生了變化。
接下來繼續添加組件，將Palette界面的ControlPalette -> Points -> NumericWritable拖動至Wire Sheet界面，如下圖所示。
將該組件命名爲Outside_Temp。
在Wire Sheet界面雙擊Outside_Temp組件，設置其屬性。在Property Sheet界面中，設置Facets屬性，將units單位屬性設置爲temperature -> celsius攝氏度。
設置完成後，點擊Save保存設置。
回到Wire Sheet界面，右鍵單擊Outside_Temp組件，選擇Actions -> Set選項。如下圖所示。
設置標準數值爲5.0℃，如下圖所示。
設置完成後可以看到，Outside_Temp的輸出數值已經變成了5.0℃。
接下來繼續在Wire Sheet界面設置HotWaterPump_1的屬性，右鍵單擊該組件，選擇Actions -> Set設置其屬性。
將組件初始屬性設置爲Pump_ON。
接下來繼續添加組件，在Palette菜單的KitControl組件庫中找到HVAC -> Tstat組件，將其拖拽至Wire Sheet界面。
組件名保持默認的Tstat即可，如下圖所示。
雙擊Tstat組件設置其屬性，如下圖2.30所示。將Facets的trueText和falseText屬性分別改成ON和OFF；Null On Inactive屬性改爲false；Diff屬性改爲4.00；Action屬性改爲Reverse；Null On In Control屬性改爲false。
更改完成後點擊Save保存修改。
回到Wire Sheet界面，右鍵單擊Tstat組件，選擇Pin Slots設置組件的引腳。
在Pin Slots界面勾選Out、Cv、Sp引腳，點擊OK保存。
設置完成後，Tstat的引腳就會發生變化，如下圖2.33所示。
右鍵點擊Outside_Temp組件，選擇Duplicate選項，複製該組件。
將新組件命名爲PumpEnableSetPoint。
此時Wire Sheet界面的組件如下圖2.36所示。
2.5 連接邏輯線路
接下來連接邏輯線路。分別將Outside_Temp和PumpEnableSetPoint組件的Out端口連接到Tstat組件的Cv和Sp輸入端口上。將Tstat組件的Out輸出連接到HotWaterPump_1組件的In5端口。如下圖2.37所示。
右鍵點擊HotWaterPump_1組件，選擇Copy進行組件複製。
在Wire Sheet界面的空白部分點擊Paste Special，選擇“特殊粘貼”方式。
在彈出來的Paste Special界面中，設置Number of copies屬性爲1，勾選Keep all links和Keep all relations選項。
設置完成後點擊OK，新組件就會直接連接到原有邏輯中了。如下圖2.41所示。
現在組件的邏輯如下表所示。
| 組件名 | 含義 |
|---|---|
| Outside_Temp | 表示室外溫度 |
| PumpEnableSetPoint | 表示設定的溫度閾值 |
| Tstat | 溫度比較器，用於比較室外溫度與設定的溫度值 |
| HotWaterPump_1 | 1號熱水泵 |
| HotWaterPump_2 | 2號熱水泵 |
當室外溫度（Outside_Temp）高於設定溫度（PumpEnableSetPoint）時，熱水泵關閉；當外界溫度低於設定溫度時，熱水泵開啓。
2.6 關閉站點
實驗完成後，需要及時關閉站點以免數據丟失。在站點界面中點擊Ctrl + S保存站點信息，然後在platform的Application Director界面中將站點停止。然後將platform關閉即可。
3 實驗結果
在Wire Sheet界面添加組件並設置其屬性，界面如下圖3.1所示。
當外界溫度低於設定溫度時，熱水泵開啓。可以右鍵單擊Outside_Temp組件，選擇Actions -> Set設置其數值，如下圖所示。
將室外溫度設置爲1.0℃，如下圖3.3所示。
設置溫度數值完成後，可以看到兩個熱水泵都已經處於打開狀態。
以同樣的方式修改室外溫度Outside_Temp，將數值修改爲10攝氏度。
可以看到，當室外溫度大於設定溫度5攝氏度時，兩個熱水泵就會關閉。
4 實驗過程中存在的問題及解決方案
在實驗過程中可以發現，手動更改Outside_Temp的數值確實可以實現控制熱水泵開關，但是手動控制比較麻煩，我需要一個可以自動產生溫度數據的組件來代替Outside_Temp原本的NumericWritable組件。
之前實驗中使用過SineWave組件，它是一種可以產生正弦信號的組件，下面就利用該組件爲Outside_Temp產生數據。
在Palette面板的KitControl組件庫中，找到Util -> SineWave組件，並將其拖拽至Wire Sheet界面。
雙擊SineWave組件設置其屬性，將Amplitude和Offset屬性都設置爲5，那麼該組件就會產生一個在0到10之間的正弦信號，在信號會在0到10之間以正弦的形式來回波動。
設置屬性完成後，點擊保存。回到Wire Sheet界面，將SineWave的輸出連到Outside_Temp的In10端口，如下圖4.3所示。
可以看到，組件連接完成後，Outside_Temp組件的數值就可以在0到10之間來回變化了。
當數值大於5時，相當於外界溫度高於設定溫度，此時HotWaterPump關閉，表示熱水泵不加熱，如下圖4.4所示。
當數值小於5時，相當於外界溫度低於設定溫度，此時HotWaterPump開啓，表示熱水泵開始加熱，如下圖4.5所示。
通過SineWave組件，實現了溫度數據的自動模擬，方便查看系統運行效果。
5 實驗總結
本次實驗製作了熱水泵控制系統的第一部分，搭建了簡易的熱水泵控制系統。通過Tstat組件對室外溫度和預設溫度進行比較。當室外溫度高於設定的溫度時，熱水泵關閉；當室外溫度低於設定溫度時，熱水泵打開。通過添加SinWave組件，使得數據可以在設定範圍內自動變化，能夠更方便地觀察系統的運行效果。