[實用新型]面向虛擬對象選擇性控制系統的實驗裝置

有效

• 申請號: 201520681495.9
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN205028544U
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 施云貴;劉勝榮;趙磊;陳佩軍
• 申請（專利權）人: 黃山學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本實用新型涉及一種教學實驗裝置，尤其是一種控制理論和控制工程教學實驗裝置，具體地說是一種面向虛擬對象選擇性控制系統的實驗裝置。

背景技術

《過程控制工程》是全國專業改革后，作為工科院校自動化專業的主干課程,其教材《過程控制工程》是國家統編，其課程實驗是教學的重要環節，它可以培養學生的理論聯系實際能力和動手能力。為此各院校都進行了相應的實驗改革與建設，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，主要是學生做實驗真實感較差；另一類是實際構造生產過程，該方式投資較大，且需較大的占地面積，同時不利于開發式實驗。為了加強課程實驗的工程特色，動態模擬化工生產過程控制，培養學生的工程實踐能力，我們采取以上兩類方式結合的方案，即保證了較少的投資和減少了占地面積，也使學生具有面向實際生產過程計算機控制系統的真實感，對于提高學生理論聯系實際的能力和實際動手能力以及解決工程實際問題的能力都能提供一個極好的平臺，同時有利于實現該課程實驗的開放式教學。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有的控制理論和控制工程教學過程中存在的純軟件教學效果差，純硬件教學投資大而影響教學質量的問題，而且對于工業中超馳控制系統主要是面向正常工作狀態下主被控變量為溫度的軟保護控制系統，而實際對象構建的溫度控制被控對象是升溫或降溫的不可逆過程，構成溫度控制系統實驗效果很不理想，且難以構建異常情況超限變量控制系統，實現選擇性控制系統或稱“超馳控制”系統，即構建軟保護控制系統，為此本實用新型設計一種軟硬結合的面向虛擬對象選擇性控制系統的實驗方法及裝置，以構建以實為主、虛實結合的虛擬仿真實驗教學模式，構建面向系統工程能力培養的網絡化實驗教學模式。

本實用新型的技術方案是：

一種面向虛擬對象選擇性控制系統的實驗方法及裝置，它包括工控機1，其特征是所述的工控機1經RS-232通訊組件2與PLC-CPU3相連，PLC-CPU分別與調節器控件①4、調節器控件②5、PLC-DI模塊9、PLC-DO模塊10、PLC-AI模塊②14、PLC-AI模塊①16相連，調節器控件①4與PLC_AO模塊①6相連，調節器控件②5與PLC_AO模塊②7相連，一方面PLC_AO模塊①6輸出端與比較器8正輸入端相連，PLC_AO模塊②7輸出端與比較器8負輸入端相連，比較器8輸出端與PLC-DI模塊9輸入點相連，另一方面PLC_AO模塊①6輸出端與繼電器12常閉結點相連，PLC_AO模塊②7輸出端與繼電器12常開結點相連，其中間繼電器11線圈連接至PLC-DO模塊10輸出端，繼電器12結點公共端與一階慣性環節②13輸入端相連接，一階慣性環節②13輸出端一方面與PLC-AI模塊②14輸入端相連，另一方面與一階慣性環節①16輸入端相連，一階慣性環節①16輸出端與PLC-AI模塊①17連接，PLC-AI模塊②14與過渡過程曲線②15連接，PLC-AI模塊①17與過渡過程曲線①18連接，外干擾Uf119經繼電器常開結點20與一階慣性環節①16輸入端相連。

工控機①1通過RS-232通訊組件2與PLC-CPU3、PLC-DI模塊9、PLC-DO模塊10、PLC-AI模塊15、PLC_AO模塊①6和PLC_AO模塊②7相通訊，采用PLC內嵌的PID組件，組態設計PLC調節器控件①4“正作用”、調節器控件②5“反作用”、外干擾Uf119“手動”模式，通過工控機組態實現PID調節，并分別經PLC_AO模塊①6和PLC_AO模塊②7輸出。

構建低選器過程如下：PLC_AO模塊①6和PLC_AO模塊②7輸出端連接至比較器8比較數值大小，正常工作狀態下PLC_AO模塊①6輸出值小于PLC_AO模塊②7輸出值，比較器8輸出低電平至PLC-DI模塊9，并被PLC-CPU3檢測到，此時經PLC-DO模塊10控制中間繼電器11使繼電器常閉觸點12閉合，即PLC_AO模塊①輸出端連接至一階慣性環節②13輸入端，此時調節器控件①4處于閉環工作狀態，調節器控件②5處于開環工作狀態，即系統工作在“正常工作”狀態。當PLC_AO模塊②7輸出值小于PLC_AO模塊①6輸出值，比較器8輸出高電平至PLC-DI模塊9，并被PLC-CPU3檢測到，此時經PLC-DO模塊10控制中間繼電器11使繼電器常開觸點12閉合，即PLC_AO模塊②輸出端連接至一階慣性環節②13輸入端，此時調節器控件①4處于開環工作狀態，調節器控件②5處于閉環工作狀態，即系統工作在“超限工作”狀態。