一种基于WinCC服务器控制的分体式电热茶水炉的制作方法

本实用新型涉及一种基于WinCC服务器控制的分体式电热茶水炉，属于自动化领域。

背景技术：

由于近年来环境污染不断加重，大部分中国人习惯饮用加热到近100℃开水的原因，当前电茶水炉已大量出现在人员较多的公众场合如：学校、医院、车站等地方。现有的电热茶水炉主要为单容水箱且多利用传感器对水箱进行控制，其工作原理是当电茶水炉开启时，液位水漂传感器检测液位是否达到预期液位，未达到则开启注水阀门加水，达到一定水位后测温器检测水温是否达到设定温度，若达不到则开启加热开关对水进行加热，当水达到给定温度则进行保温。但是这样会经常出现冷热水混合现象，导致接出的水达不到饮用的标准,不利于身体健康。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于WinCC服务器控制的分体式电热茶水炉，本设备采用双容水箱设计，加入PID控制方法对水箱的液位进行控制，并使用WinCC服务器客户机监控系统，不仅解决了冷热水混合现象还实现了节能和实时监控。

本实用新型的技术方案是：一种基于WinCC服务器控制的分体式电热茶水炉，包括上水箱、下水箱、测温元件Ⅰ、加热器Ⅰ、测温元件Ⅱ、加热器Ⅱ、进水管、出水阀、排污管、电源开关、温度显示器、冷水进水阀、两个饮用水管、接水开关、排污口闸、提示灯和WinCC服务器客户机监控系统；

所述上水箱位于所述下水箱上方，所述上水箱一侧设有进水管，所述进水管上设有冷水进水阀，所述进水管与所述上水箱内部连通，所述上水箱的内侧壁上设有测温元件Ⅰ，所述上水箱的另一内侧壁上设有加热器Ⅰ，所述上水箱的底部设有出水阀，且所述上水箱通过出水阀的开闭与所述下水箱连通或闭合，所述下水箱的底部内壁上设有测温元件Ⅱ和加热器Ⅱ，所述下水箱的一侧设有排污管，所述排污管上设有排污口闸；

所述上水箱的外壳上设有电源开关、温度显示器，所述下水箱的外壳上设有提示灯，所述两个饮用水管的一端伸入下水箱内部，所述两个饮用水管的另一端伸出下水箱的外壳，且两个饮用水管伸出下水箱的外壳部分设有接水开关；

所述WinCC服务器客户机监控系统包括一个以上的客户机、一根以上的终端总线、一个以上的WinCC服务器、工程师站、系统总线Ⅰ、系统总线Ⅱ和一个以上的通讯硬件；所述每个客户机通过一根终端总线连接至系统总线Ⅱ上，所述一个以上的WinCC服务器、工程师站通过导线分别连接至系统总线Ⅰ、系统总线Ⅱ上，所述一个以上的通讯硬件连接至系统总线Ⅰ上；

所述测温元件Ⅰ、加热器Ⅰ、测温元件Ⅱ、加热器Ⅱ、出水阀、电源开关、温度显示器、冷水进水阀、排污口闸和提示灯均通过导线与所述系统总线Ⅱ连接。

所述测温元件Ⅰ、测温元件Ⅱ均为测温传感器，所述加热器Ⅰ、加热器Ⅱ均为电加热器，所述测温元件Ⅰ、测温元件Ⅱ、加热器Ⅰ、加热器Ⅱ使得上水箱、下水箱拥有加热并具有保温能力，所述上水箱的容量小于下水箱的容量。

所述客户机上导入PID控制算法，对上水箱的液位进行控制，不超过最大液位，且使上水箱的液位更为快速精准的达到预期液位，上水箱的加热和保温及下水箱的保温过程达到快速低功耗的效果。

所述客户机可实现多台监控实时监控电热水炉的工作状态并且可以设定电热水炉上水箱的期望液位和加热温度；

所述终端总线用于连接客户机、工程师站和服务器；

所述工程师站为技术人员的设计平台；

所述通讯硬件实现一接口的连接各硬件之间的通讯；

所述系统总线是用来连接微机各功能部件而构成一个完整微机系统。这种结构将任务合理分配到客户机端和WinCC服务器端，降低了系统的通讯开销，充分的利用了两端硬件环境优势。WinCC可组态含有多个客户机和服务器的服务器客户机系统，从而更有效地操作和监控大型系统，通过在多个服务器中分配操作和监控任务，平衡了服务器的使用率，从而使性能得到更大的改善。

本实用新型的工作原理是：

将电源开关打开，客户机里的PID控制算法控制进水管的冷水进水阀，冷水从进水管进入上水箱，保证水位快速并准确的到达预期水位，待上水箱加满至要求水位时控制冷水进水阀关闭，PID控制加热器Ⅰ启动开始加热上水箱内的水，快速的对冷水加热到预期温度，当测温元件Ⅰ检测到上水箱1的水温达到98℃时进入保温模式，此时控制两水箱中间的出水阀打开向下水箱注入开水，下水箱的测温元件Ⅱ检测水温并控制下水箱的加热器Ⅱ对其进行保温，上水箱的水放空后将出水阀关闭，由PID控制进水口再次注入冷水直至上水箱加至要求水位，PID控制加热器Ⅰ启动加热上水箱如此反复工作。

在非24小时开放场所，为了避免出现下水箱中的水有剩余，使饮用者次日接到不够温度的过夜水的情况，管理人员可通过WinCC服务器客户机监控系统控制打开下水箱的排污口闸进行排污排水，将下水箱的多余水以及水垢排出。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的双水箱的实现避免出现使用单水箱时出现的冷热水混合的现象。

（2）本实用新型使用WinCC服务器客户机监控系统使得工作人员可同时监控多台设备的使用情况，并在设备发生故障时对其进行合理控制，减轻了工人劳动力并加快了故障应急行动。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是本实用新型的外部结构示意图；

图3是本实用新型的WinCC服务器客户机监控系统结构图；

图中各标号：1-上水箱、2-下水箱、3-测温元件Ⅰ、4-加热器Ⅰ、5-测温元件Ⅱ、6-加热器Ⅱ、7-进水管、8-出水阀、9-排污管、10-系统总线Ⅱ、11-电源开关、12-温度显示器、13-冷水进水阀、14-接水开关、15-排污口闸、16-提示灯、17-客户机、18-终端总线、19-WinCC服务器、20-工程师站、21-系统总线Ⅰ、22-通讯硬件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。

实施例1：如图1~3所示，一种基于WinCC服务器控制的分体式电热茶水炉，包括上水箱1、下水箱2、测温元件Ⅰ3、加热器Ⅰ4、测温元件Ⅱ5、加热器Ⅱ6、进水管7、出水阀8、排污管9、电源开关11、温度显示器12、冷水进水阀13、两个饮用水管、接水开关14、排污口闸15、提示灯16和WinCC服务器客户机监控系统；

所述上水箱1位于所述下水箱2上方，所述上水箱1一侧设有进水管7，所述进水管7上设有冷水进水阀13，所述进水管7与所述上水箱1内部连通，所述上水箱1的内侧壁上设有测温元件Ⅰ3，所述上水箱1的另一内侧壁上设有加热器Ⅰ4，所述上水箱1的底部设有出水阀8，且所述上水箱1通过出水阀8的开闭与所述下水箱2连通或闭合，所述下水箱2的底部内壁上设有测温元件Ⅱ5和加热器Ⅱ6，所述下水箱2的一侧设有排污管9，所述排污管9上设有排污口闸15；

所述上水箱1的外壳上设有电源开关11、温度显示器12，所述下水箱2的外壳上设有提示灯16，所述两个饮用水管的一端伸入下水箱2内部，所述两个饮用水管的另一端伸出下水箱2的外壳，且两个饮用水管伸出下水箱2的外壳部分设有两个接水开关14；

所述WinCC服务器客户机监控系统包括一个以上的客户机17、一根以上的终端总线18、一个以上的WinCC服务器19、工程师站20、系统总线Ⅰ21、系统总线Ⅱ10和一个以上的通讯硬件22；所述每个客户机17通过一根终端总线18连接至系统总线Ⅱ10上，所述一个以上的WinCC服务器19、工程师站20通过导线分别连接至系统总线Ⅰ21、系统总线Ⅱ10上，所述一个以上的通讯硬件22连接至系统总线Ⅰ21上；

所述测温元件Ⅰ3、加热器Ⅰ4、测温元件Ⅱ5、加热器Ⅱ6、出水阀8、电源开关11、温度显示器12、冷水进水阀13、排污口闸15和提示灯16均通过导线与所述系统总线Ⅱ10连接。

实施例2：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，所述测温元件Ⅰ3、测温元件Ⅱ5均为测温传感器，所述加热器Ⅰ4、加热器Ⅱ6均为电加热器。

所述上水箱1的容量小于下水箱2的容量。

所述客户机17上导入PID控制算法。

本实施例的工作过程如下：

将电源开关11打开，客户机17里的PID控制算法控制进水管7的冷水进水阀13打开，冷水从进水管进入上水箱，保证水位快速并准确的到达预期水位，待上水箱加满至要求水位时控制冷水进水阀13关闭，PID控制加热器Ⅰ4启动开始加热上水箱1内的水，快速的对冷水加热到预期温度，当测温元件Ⅰ3检测到上水箱1的水温达到98℃时进入保温模式，此时控制两水箱中间的出水阀8打开向下水箱2注入开水，下水箱2的测温元件Ⅱ5检测水温并控制下水箱2的加热器Ⅱ6对其进行保温，上水箱1的水放空后将出水阀8关闭，由PID控制进水口7再次注入冷水直至上水箱1加至要求水位，PID控制加热器Ⅰ4启动加热上水箱1如此反复工作。

在非24小时开放场所，为了避免出现下水箱2中的水有剩余，使饮用者次日接到不够温度的过夜水的情况，管理人员可通过WinCC服务器客户机监控系统控制打开下水箱2的排污口闸15进行排污排水，将下水箱2的多余水以及水垢排出。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。