文章目录
1 实验原理
1.1实验目标
在Workplace中实现热水泵控制，搭建简易的热水泵控制系统。通过Tstat组件对室外温度和预设温度进行比较。当室外温度高于设定的温度时，热水泵关闭；当室外温度低于设定温度时，热水泵打开。
1.2实验要求
参照实验练习手册“物联网技术及应用实验6”的要求，对照完成热水泵控制的实验练习。
2 实验过程
2.1 启动站点
打开软件并双击platform，输入平台密码进入平台。
在Application Director菜单中，点击Start启动站点。
站点启动后，双击站点名，输入站点密码以进入该站点。
2.2 创建项目文件夹
在Niagara界面左侧的导航栏中，选择Station -> Config，右键单击Config文件夹，选择New -> Folder创建新文件夹。
将新建的文件夹命名为Control_Logic。
选中刚刚创建的Control_Logic文件夹，右键单击，选择New - > Folder创建文件夹。
将新文件夹命名为HeatingSystem。
再选中刚刚创建的HeatingSystem文件夹，使用相同的步骤创建子文件夹PumpControl。
文件夹创建完成后，现在的目录结构如下图所示。
2.3 添加组件
双击PumpControl文件夹，进入其Wire Sheet界面。
在Niagara软件界面上方的菜单栏中，选择侧边栏选项，点击下拉菜单中的Palette选项。
在Niagara软件界面的左侧的Palette菜单中，选择KitControl组件库。找到ControlPalette -> Points -> BooleanWritable组件，拖拽至PumpControl组件的Wire Sheet界面上。
将该组件命名为HotWaterPump_1。
2.4 设置组件属性
在Wire Sheet界面双击HotWaterPump组件，设置其属性。
在Property Sheet属性设置界面，修改Facets属性的值。分别将trueText和falseText属性设置为Pump_ON和Pump_OFF。
修改完成后，点击Save保存修改。
回到PumpControl的Wire Sheet界面，右键点击HotWaterPump_1组件。点击Pin Slots属性。
在Pin Slots属性中，将In5和Auto勾选上即可。其余选项可以不用管。
设置完成后，可以在Wire Sheet界面看到HotWaterPump的引脚已经发生了变化。
接下来继续添加组件，将Palette界面的ControlPalette -> Points -> NumericWritable拖动至Wire Sheet界面，如下图所示。
将该组件命名为Outside_Temp。
在Wire Sheet界面双击Outside_Temp组件，设置其属性。在Property Sheet界面中，设置Facets属性，将units单位属性设置为temperature -> celsius摄氏度。
设置完成后，点击Save保存设置。
回到Wire Sheet界面，右键单击Outside_Temp组件，选择Actions -> Set选项。如下图所示。
设置标准数值为5.0℃，如下图所示。
设置完成后可以看到，Outside_Temp的输出数值已经变成了5.0℃。
接下来继续在Wire Sheet界面设置HotWaterPump_1的属性，右键单击该组件，选择Actions -> Set设置其属性。
将组件初始属性设置为Pump_ON。
接下来继续添加组件，在Palette菜单的KitControl组件库中找到HVAC -> Tstat组件，将其拖拽至Wire Sheet界面。
组件名保持默认的Tstat即可，如下图所示。
双击Tstat组件设置其属性，如下图2.30所示。将Facets的trueText和falseText属性分别改成ON和OFF；Null On Inactive属性改为false；Diff属性改为4.00；Action属性改为Reverse；Null On In Control属性改为false。
更改完成后点击Save保存修改。
回到Wire Sheet界面，右键单击Tstat组件，选择Pin Slots设置组件的引脚。
在Pin Slots界面勾选Out、Cv、Sp引脚，点击OK保存。
设置完成后，Tstat的引脚就会发生变化，如下图2.33所示。
右键点击Outside_Temp组件，选择Duplicate选项，复制该组件。
将新组件命名为PumpEnableSetPoint。
此时Wire Sheet界面的组件如下图2.36所示。
2.5 连接逻辑线路
接下来连接逻辑线路。分别将Outside_Temp和PumpEnableSetPoint组件的Out端口连接到Tstat组件的Cv和Sp输入端口上。将Tstat组件的Out输出连接到HotWaterPump_1组件的In5端口。如下图2.37所示。
右键点击HotWaterPump_1组件，选择Copy进行组件复制。
在Wire Sheet界面的空白部分点击Paste Special，选择“特殊粘贴”方式。
在弹出来的Paste Special界面中，设置Number of copies属性为1，勾选Keep all links和Keep all relations选项。
设置完成后点击OK，新组件就会直接连接到原有逻辑中了。如下图2.41所示。
现在组件的逻辑如下表所示。
| 组件名 | 含义 |
|---|---|
| Outside_Temp | 表示室外温度 |
| PumpEnableSetPoint | 表示设定的温度阈值 |
| Tstat | 温度比较器，用于比较室外温度与设定的温度值 |
| HotWaterPump_1 | 1号热水泵 |
| HotWaterPump_2 | 2号热水泵 |
当室外温度（Outside_Temp）高于设定温度（PumpEnableSetPoint）时，热水泵关闭；当外界温度低于设定温度时，热水泵开启。
2.6 关闭站点
实验完成后，需要及时关闭站点以免数据丢失。在站点界面中点击Ctrl + S保存站点信息，然后在platform的Application Director界面中将站点停止。然后将platform关闭即可。
3 实验结果
在Wire Sheet界面添加组件并设置其属性，界面如下图3.1所示。
当外界温度低于设定温度时，热水泵开启。可以右键单击Outside_Temp组件，选择Actions -> Set设置其数值，如下图所示。
将室外温度设置为1.0℃，如下图3.3所示。
设置温度数值完成后，可以看到两个热水泵都已经处于打开状态。
以同样的方式修改室外温度Outside_Temp，将数值修改为10摄氏度。
可以看到，当室外温度大于设定温度5摄氏度时，两个热水泵就会关闭。
4 实验过程中存在的问题及解决方案
在实验过程中可以发现，手动更改Outside_Temp的数值确实可以实现控制热水泵开关，但是手动控制比较麻烦，我需要一个可以自动产生温度数据的组件来代替Outside_Temp原本的NumericWritable组件。
之前实验中使用过SineWave组件，它是一种可以产生正弦信号的组件，下面就利用该组件为Outside_Temp产生数据。
在Palette面板的KitControl组件库中，找到Util -> SineWave组件，并将其拖拽至Wire Sheet界面。
双击SineWave组件设置其属性，将Amplitude和Offset属性都设置为5，那么该组件就会产生一个在0到10之间的正弦信号，在信号会在0到10之间以正弦的形式来回波动。
设置属性完成后，点击保存。回到Wire Sheet界面，将SineWave的输出连到Outside_Temp的In10端口，如下图4.3所示。
可以看到，组件连接完成后，Outside_Temp组件的数值就可以在0到10之间来回变化了。
当数值大于5时，相当于外界温度高于设定温度，此时HotWaterPump关闭，表示热水泵不加热，如下图4.4所示。
当数值小于5时，相当于外界温度低于设定温度，此时HotWaterPump开启，表示热水泵开始加热，如下图4.5所示。
通过SineWave组件，实现了温度数据的自动模拟，方便查看系统运行效果。
5 实验总结
本次实验制作了热水泵控制系统的第一部分，搭建了简易的热水泵控制系统。通过Tstat组件对室外温度和预设温度进行比较。当室外温度高于设定的温度时，热水泵关闭；当室外温度低于设定温度时，热水泵打开。通过添加SinWave组件，使得数据可以在设定范围内自动变化，能够更方便地观察系统的运行效果。