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[發(fā)明專利]面向虛擬對(duì)象單回路控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201510558823.0 申請(qǐng)日: 2015-09-06
公開(公告)號(hào): CN105070164B 公開(公告)日: 2017-06-27
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 施云貴;陳佩軍;劉勝榮;趙磊 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 黃山學(xué)院
主分類號(hào): G05B19/05 分類號(hào): G05B19/05;G09B23/18
代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司32218 代理人: 瞿網(wǎng)蘭
地址: 245041 安*** 國(guó)省代碼: 安徽;34
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 面向 虛擬 對(duì)象 回路 控制系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn) 裝置
【說(shuō)明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,尤其是一種控制理論與控制工程實(shí)驗(yàn)裝置,具體地說(shuō)是一種面向虛擬對(duì)象單回路控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

《過(guò)程控制工程》是全國(guó)專業(yè)改革后,作為工科院校自動(dòng)化專業(yè)的主干課程,其教材《過(guò)程控制工程》是國(guó)家統(tǒng)編,其課程實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié),它可以培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和動(dòng)手能力。為此各院校都進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改革與建設(shè),其方向包括兩類:一類面向純軟件仿真,該方式目前并不理想,主要是學(xué)生做實(shí)驗(yàn)真實(shí)感較差;另一類是實(shí)際構(gòu)造生產(chǎn)過(guò)程,該方式投資較大,且需較大的占地面積,同時(shí)不利于開發(fā)式實(shí)驗(yàn)。為了加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)的工程特色,動(dòng)態(tài)模擬化工生產(chǎn)過(guò)程控制,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,我們采取以上兩類方式結(jié)合的方案,即保證了較少的投資和減少了占地面積,也使學(xué)生具有面向?qū)嶋H生產(chǎn)過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的真實(shí)感,對(duì)于提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際動(dòng)手能力以及解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力都能提供一個(gè)極好的平臺(tái),同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)該課程實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置存在的純軟件教學(xué)效果差,純硬件教育投資成本高的問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種軟硬件結(jié)合的面向虛擬對(duì)象單回路控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是:

一種面向虛擬對(duì)象單回路控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置,它包括工控機(jī)1,其特征是所述的工控機(jī)1分別連接有PLC調(diào)節(jié)器控件3和PLC數(shù)字量輸出模塊5,PLC數(shù)字量輸出模塊5與中間繼電器11相連,PLC調(diào)節(jié)器控件3與PLC模擬量輸出模塊4的輸入端相連,PLC模擬量輸出模塊4的輸出端與一階慣性環(huán)節(jié)模塊①7的輸入端相連,在一階慣性環(huán)節(jié)模塊①7的輸入端還連接有外干擾源6,外干擾源6與中間繼電器11的繼電器輸出結(jié)點(diǎn)③14相連,一階慣性環(huán)節(jié)模塊①7的輸出端分別與一階慣性環(huán)節(jié)模塊②8及模擬輸入模塊9的輸入端相連,一階慣性環(huán)節(jié)模塊①7的輸出端通過(guò)繼電器輸出結(jié)點(diǎn)①12與一階慣性環(huán)節(jié)模塊②8相連,一階慣性環(huán)節(jié)模塊②8的輸出端通過(guò)繼電器輸出結(jié)點(diǎn)②13也與模擬輸入模塊9的輸入端相連,模擬輸入模塊9的輸出端一方面與過(guò)渡過(guò)程曲線模塊10相連,另一方面與工控機(jī)1相連,實(shí)時(shí)顯示模擬過(guò)程。

工控機(jī)1通過(guò)RS-232通訊組件2與PLC模擬量輸出模塊4、PLC數(shù)字量輸出模塊5和模擬量輸入模塊9通訊,采用PLC內(nèi)嵌的PID組件, PLC調(diào)節(jié)器3和外干擾源6通過(guò)工控機(jī)1實(shí)現(xiàn)輸出值的給定,并經(jīng)PLC模擬量輸出模塊4輸出。

一階慣性環(huán)節(jié)①7和一階慣性環(huán)節(jié)②8通過(guò)工控機(jī)1選擇單容水箱液位單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng),由PLC數(shù)字量輸出模塊5控制中間繼電器11,繼電器輸出結(jié)點(diǎn)①12、繼電器輸出結(jié)點(diǎn)②13為常閉結(jié)點(diǎn)閉合,通過(guò)工控機(jī)1選擇雙容水箱液位單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng),由PLC數(shù)字量輸出模塊5控制中間繼電器11,繼電器輸出結(jié)點(diǎn)①12、繼電器輸出結(jié)點(diǎn)②13為常閉結(jié)點(diǎn)閉合。

工控機(jī)1操控PLC調(diào)節(jié)器控件①3使之由“手動(dòng)”工作狀態(tài)由自衡無(wú)擾動(dòng)投運(yùn)至“自動(dòng)”工作狀態(tài),PLC調(diào)節(jié)器控件①3進(jìn)行參數(shù)整定,加入10%給定值階躍變化,其輸出經(jīng)PLC模擬量輸出模塊4施加在一階慣性環(huán)節(jié)①7、一階慣性環(huán)節(jié)②8,進(jìn)入模擬量輸入模塊9,再由工控機(jī)1輸出過(guò)渡過(guò)程曲線模塊10,構(gòu)成單回路閉環(huán)控制系統(tǒng),通過(guò)觀察過(guò)渡過(guò)程曲線模塊10的輸出曲線判定PID參數(shù)整定是否合格及如何優(yōu)化。

本發(fā)明的有益效果:

本發(fā)明通過(guò)軟硬件結(jié)合,既保證了較少的投資和減少了占地面積,也使學(xué)生具有面向?qū)嶋H生產(chǎn)過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的真實(shí)感,對(duì)于提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際動(dòng)手能力以及解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力都能提供一個(gè)極好的平臺(tái),同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)該課程實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。

圖2是本發(fā)明的教學(xué)過(guò)程軟件界面截圖。

圖中:1為工控機(jī)、2為RS-232通訊組件、3為PLC調(diào)節(jié)器控件、4為PLC模擬量輸出模塊、5為PLC數(shù)字量輸出模塊、6為外干擾源、7為一階慣性環(huán)節(jié)①、8為一階慣性環(huán)節(jié)②、9為模擬量輸入模塊、10為過(guò)渡過(guò)程曲線模塊、11為中間繼電器、12為繼電器輸出結(jié)點(diǎn)①、13為繼電器輸出結(jié)點(diǎn)②、14為繼電器輸出結(jié)點(diǎn)③。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示。

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