[發明專利]一種通用性多電機控制綜合實驗教學系統

在審

• 申請號: 201410685364.8
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104318837A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 孫醒濤;高圣偉;張牧;張奇云
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于實驗教學技術領域，涉及電機控制實驗教學系統，尤其涉及一種通用性多臺電機控制實驗教學系統。

背景技術

在與電機控制相關的實驗教學中，往往涉及到多種電機，不僅包括普通的三相交流異步電動機、直流電動機、還有直流無刷電動機、開關磁阻電機、永磁同步電機及步進電機等。而不同年級、不同學科對電機控制的實驗要求也各不相同。本科生一般只需要簡單的電機控制實驗，而研究生則對電機控制實驗有更高的要求，往往要求實驗系統具有很高的開放性和靈活性，能進行二次開發。

同時，隨著工業自動化水平的迅速提高和計算機在工業領域的廣泛應用，人們對工業自動化的要求越來越高。組態控制軟件和觸摸屏控制技術已經成為自動化控制領域中重要的一個部分，而且正突飛猛進地發展著。作為今后要從事自動化相關行業的技術人員，了解和掌握組態軟件和觸摸屏技術是必須的。

目前實驗室里配置的電機控制實驗裝置有的是采用模擬為主，有的是采用模擬和數字混合式，還有采用微型計算機控制式。但是無論采用何種控制方式的實驗裝置，基本都是單臺運行的，而且大多都是針對一種電機類型。如果要更換電機，就需要更換新裝置。而且即使采用微型計算機控制式的電機控制實驗裝置，為了節約成本，幾乎都是采用簡單的液晶屏和鍵盤結合的方式進行控制。

發明內容

針對目前實驗室教學中電機控制實驗裝置普遍存在的功能較單一，通用性差、不能實現聯網集中控制的問題，本發明提出了一種通用性多電機控制綜合實驗教學系統，通過觸摸屏實現對多臺電機的控制。

本發明采用以下技術方案實現：

一種通用性多電機控制綜合實驗教學系統，包括觸摸屏、PLC、DSP控制裝置、整流逆變裝置；DSP控制裝置包括電機傳感器接口、仿真器、TMS320C2812/TMS320C28335控制板、液晶屏及鍵盤，整流逆變裝置包括可調變壓器、二極管不可控整流器、多相逆變橋、檢測與保護系統；DSP控制裝置和整流逆變裝置可以實現對單臺多種類型電機的控制，觸摸屏通過PLC與DSP控制裝置進行通訊實現對多臺電機的集中控制。

本發明不僅可以通過DSP控制裝置實現對單臺電機的控制，而且整流逆變裝置的多相逆變橋可以實現對多種類型電機的控制，同時采用觸摸屏通過PLC實現對多臺電機的聯網控制，可以進行組態軟件、觸摸屏與PLC技術的相關實驗，可以大大提高實驗裝置的實用性。

為使本發明的目的、技術方案更加清楚明白，以下將通過相關附圖對本發明進行詳細說明。

附圖說明

附圖為本發明的結構原理圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做出詳細的說明。

如附圖所示，一種通用性多電機控制綜合實驗教學系統，包括：整流逆變裝置、DSP控制裝置、PLC、觸摸屏。

所述整流逆變裝置包括可調變壓器、二極管不可控整流器、多相逆變橋、檢測與保護系統；可調變壓器可以將220V單相交流電轉換為0～250V交流電以適應不同的電機，二極管不可控整流器將可調變壓器輸出的交流電轉換為直流電，多相逆變橋為5相全橋逆變器以適應不同相數的電機驅動需要，檢測與保護系統可以對母線電壓、各相電壓和電流進行檢測并具有過壓、欠壓、過流和上電保護。

所述DSP控制裝置包括電機傳感器接口、仿真器、TMS320C2812/TMS320C28335控制板、液晶屏及鍵盤；電機傳感器接口可以提供霍爾傳感器和正交編碼器接口以便與不同的電機傳感器相連，仿真器為通用DSP仿真器可以支持TMS320C2000、TMS320C3000、TMS320C5000及部分TMS320C6000系列，TMS320C2812/TMS320C28335控制板的管腳可以兼容TMS320C2812和TMS320C28335兩種DSP芯片，液晶屏和鍵盤可以實現對本地電機的控制指令輸入、參數和簡單圖形顯示。

所述PLC與DSP之間通過485串口連接，采用半雙工工作模式，PLC與DSP之間的通信協議使用Modbus?RTU，PLC為主站，DSP為從站，即DSP只有在接收到PLC發送的報文之后，才返回應答報文。PLC以一定頻率持續向DSP發送報文，可以讀寫Modbus?RTU從站(即DSP)的寄存器。PLC的路數可以根據所控制電機的數量進行增減。

所述觸摸屏通過PLC與DSP相連，可以實現對各臺電機的狀態顯示、遠程控制。