專利名稱：用于plc控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制領(lǐng)域中的教學(xué)及考核時(shí)所用的系統(tǒng)，特別是一種用于 PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)國家的職業(yè)人才培養(yǎng)需求，可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師是現(xiàn)今自動(dòng)化控制領(lǐng)域中所急需的一種職業(yè)，這種職業(yè)，需要設(shè)計(jì)師能夠熟練地編寫PLC控制程序，來控制相應(yīng)的被控制對象動(dòng)作，來完成實(shí)際生產(chǎn)需求，因此，如果有一套系統(tǒng)，在具備控制程序接口的同時(shí)，能夠被輸入程序所控制，來模擬出在飲料、食品加工、溶液過濾、化工生產(chǎn)等多種行業(yè)中多容器(水箱)組合系統(tǒng)工作時(shí)，對其流量、壓力、液位、溫度等主要參數(shù)的單回路、多回路、 比值控制和前饋控制等常規(guī)控制，那就能用于培訓(xùn)從業(yè)人員們的使用PLC控制的技能，甚至還可以用于輔助進(jìn)行技能的考核，這將對培訓(xùn)、考試具有極大的幫助。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了提供一種能真實(shí)模擬出多容器組合系統(tǒng)的實(shí)際控制過程， 來實(shí)現(xiàn)對從業(yè)人員們的使用PLC控制的技能培訓(xùn)或考核的系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是
用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其包括PLC控制器、蓄水箱，以及均具有進(jìn)水口和出水口的一號(hào)罐、二號(hào)罐和三號(hào)罐，所述一號(hào)罐、三號(hào)罐的進(jìn)水口均與蓄水箱管道連接，一號(hào)罐、三號(hào)罐的出水口均與二號(hào)罐的進(jìn)水口管道連接，二號(hào)罐和三號(hào)罐的出水口用管道連通匯合后，又與從一號(hào)罐的出水口處引出的管道匯合，并最終與蓄水箱連通；其中， 各條連接管道上均裝有可由所述PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的控制裝置。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制裝置可為閥門。除此之外，所述控制裝置亦可為調(diào)速水泵，也就是說，在不同管道上，可分別設(shè)置為閥門或調(diào)速水泵。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一號(hào)罐、二號(hào)罐和三號(hào)罐豎直放置，且均位于同一水平面，三者的進(jìn)水口位于上方，出水口位于下方，而三者的進(jìn)水口位置均設(shè)有溢流管。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在蓄水箱與一號(hào)罐進(jìn)水口、蓄水箱與二號(hào)罐進(jìn)水口、一號(hào)罐出水口與二號(hào)罐進(jìn)水口、三號(hào)罐與二號(hào)罐的進(jìn)水口之間的連接管道上，分別設(shè)有一號(hào)調(diào)速水泵、二號(hào)調(diào)速水泵、三號(hào)調(diào)速水泵和四號(hào)調(diào)速水泵。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二號(hào)罐與三號(hào)罐兩者的出水口的連通管道上，順次設(shè)有二號(hào)截止閥和三號(hào)截止閥，蓄水箱中引出一條設(shè)有四號(hào)截止閥的回水管道與該連通管道匯合，匯合點(diǎn)位于二號(hào)截止閥和三號(hào)截止閥之間，且該匯合點(diǎn)與四號(hào)截止閥之間又引出一條上面設(shè)有一號(hào)截止閥的管道與一號(hào)罐的出水口連通。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，三號(hào)調(diào)速水泵所在的管道上，設(shè)有一號(hào)流量計(jì)；四號(hào)調(diào)速水泵所在的管道上，設(shè)有二號(hào)流量計(jì)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二號(hào)罐的罐內(nèi)設(shè)有與PLC控制器電連接的溫度傳感器和電加熱器，其罐外設(shè)有定量灌裝裝置，該定量灌裝裝置與二號(hào)罐的下部連通， 且連通管道上設(shè)有電磁閥。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三號(hào)罐上設(shè)有與PLC控制器電連接的液位傳感器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一號(hào)罐、二號(hào)罐的下方分別設(shè)有均與PLC 控制器電連接的一號(hào)壓力傳感器和二號(hào)壓力傳感器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過設(shè)置三個(gè)罐體以及蓄水箱，并且在它們之間設(shè)置了具有控制裝置的管道系統(tǒng)，借助各閥門的開啟和關(guān)閉，從而切換出不同的工作狀態(tài)，形成不同的管道連接結(jié)構(gòu)以及液體流動(dòng)工況，而該管道系統(tǒng)上的控制裝置又由PLC控制器控制，那么只需要編寫好相應(yīng)的PLC程序，與該P(yáng)LC控制器對接后，即可通過PLC控制器來操控所述控制裝置動(dòng)作，真實(shí)模擬出實(shí)際生產(chǎn)中的多容器組合系統(tǒng)的過程控制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，可用于幫助對從業(yè)人員進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)進(jìn)行培訓(xùn)或者技能考核。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其包括PLC控制器4、蓄水箱5，以及均具有進(jìn)水口和出水口的一號(hào)罐1、二號(hào)罐2和三號(hào)罐3，所述一號(hào)罐1、三號(hào)罐3 的進(jìn)水口均與蓄水箱5管道連接，一號(hào)罐1、三號(hào)罐3的出水口均與二號(hào)罐2的進(jìn)水口管道連接，二號(hào)罐2和三號(hào)罐3的出水口用管道連通匯合后，又與從一號(hào)罐1的出水口處引出的管道匯合，并最終與蓄水箱5連通；其中，各條連接管道上均裝有可由所述PLC控制器4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的控制裝置。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制裝置可為閥門。除此之外，所述控制裝置亦可為以調(diào)速水泵，也就是說，在不同管道上，視乎功能覆蓋范圍，可借助各閥門的開啟和關(guān)閉，切換出不同的工作狀態(tài)，形成不同的管道連接結(jié)構(gòu)以及液體流動(dòng)工況。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一號(hào)罐1、二號(hào)罐2和三號(hào)罐3豎直放置，且均位于同一水平面，三者的進(jìn)水口位于上方，出水口位于下方，而三者的進(jìn)水口位置均設(shè)有溢流管6的設(shè)置，可以防止由于誤操作導(dǎo)致罐內(nèi)水位線過高、充水過多而溢出。當(dāng)然，為了清洗與排污方便，可在各個(gè)罐內(nèi)下方設(shè)置排污閥。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在蓄水箱5與一號(hào)罐1進(jìn)水口、蓄水箱5與二號(hào)罐2 進(jìn)水口、一號(hào)罐1出水口與二號(hào)罐2進(jìn)水口、三號(hào)罐3與二號(hào)罐2的進(jìn)水口之間的連接管道上，分別設(shè)有一號(hào)調(diào)速水泵11、二號(hào)調(diào)速水泵21、三號(hào)調(diào)速水泵31和四號(hào)調(diào)速水泵41。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述二號(hào)罐2與三號(hào)罐3兩者的出水口的連通管道上，順次設(shè)有二號(hào)截止閥22和三號(hào)截止閥32，蓄水箱5中引出一條設(shè)有四號(hào)截止閥52的回水管道與該連通管道匯合，匯合點(diǎn)位于二號(hào)截止閥22和三號(hào)截止閥32之間，且該匯合點(diǎn)與四號(hào)截止閥52之間又引出一條上面設(shè)有一號(hào)截止閥51的管道與一號(hào)罐1的出水口連通。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，三號(hào)調(diào)速水泵31所在的管道上，設(shè)有一號(hào)流量計(jì) 61 ；四號(hào)調(diào)速水泵41所在的管道上，設(shè)有二號(hào)流量計(jì)62，將信息反饋給PLC控制器4，完成以流量為對象的過程控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述二號(hào)罐2的罐內(nèi)設(shè)有與PLC控制器4電連接的溫度傳感器7和電加熱器8，其罐外設(shè)有定量灌裝裝置9，該定量灌裝裝置9與二號(hào)罐2的下部連通，且連通管道上設(shè)有電磁閥。具體地，所述溫度傳感器7和電加熱器8可用于監(jiān)測罐內(nèi)的水溫，將信息反饋給PLC控制器4，完成以溫度為對象的過程控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，定量灌裝裝置9可模擬出如飲料灌裝業(yè)中的定量灌裝容器的工況。
進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述三號(hào)罐3上設(shè)有與PLC控制器4電連接的液位10。 液位傳感器10可監(jiān)測罐內(nèi)的水位，將信息反饋給PLC控制器4，完成以液位為對象的過程控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一號(hào)罐1、二號(hào)罐2的下方分別設(shè)有均與PLC控制器4電連接的一號(hào)壓力傳感器15和二號(hào)壓力傳感器16。兩個(gè)壓力傳感器可監(jiān)測罐內(nèi)壓力，并將信息反饋給PLC控制器4，完成以壓力為對象的過程控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。上述的實(shí)施方式，是綜合運(yùn)用各種水泵、閥門的組合，組成一套可切換成多種結(jié)構(gòu)的管道系統(tǒng)，當(dāng)一次性把三個(gè)罐體中的水灌至一定高度時(shí)，在不考慮灌裝及自然損耗的情況，可以利用相應(yīng)閥門的開關(guān)，在不向蓄水箱5排水、以及不用重新加水的狀態(tài)下，就能完成一般過程控制中流量、壓力、液位、溫度等主要參數(shù)的單回路、多回路、比值控制、前饋控制等多種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，或者進(jìn)行技能考核。而如果替換掉某個(gè)連接管道中的控制裝置，如將一號(hào)調(diào)速水泵11替換成閥門，那么只要有外設(shè)的動(dòng)力提供水壓，讓水流動(dòng)，則本發(fā)明依然可以正常工作，亦屬于本發(fā)明的等同變化范圍。舉一個(gè)例子，當(dāng)要進(jìn)行比值控制時(shí)，可依據(jù)下列步驟完成
1、三個(gè)罐體水位加至中間位，打開一號(hào)截止閥51、二號(hào)截止閥22和三號(hào)截止閥32，關(guān)閉四號(hào)截止閥52。2、把一號(hào)流量計(jì)61、二號(hào)流量計(jì)62的輸出信號(hào)分別接入PLC控制器4的A/D模塊的1、2號(hào)輸入端，D/A模塊的輸出端接外設(shè)的水泵放大器的輸入端，放大器輸出端接三號(hào)調(diào)速水泵31和四號(hào)調(diào)速水泵41。3、設(shè)定一個(gè)比值系數(shù)K。4、以一定速度啟動(dòng)三號(hào)調(diào)速水泵31，根據(jù)一號(hào)流量計(jì)61檢測到的數(shù)值，乘以K作為四號(hào)調(diào)速水泵41閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)定指令，通過PLC的PID調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)比值控制。以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于其包括PLC控制器(4)、 蓄水箱(5)，以及均具有進(jìn)水口和出水口的一號(hào)罐(1)、二號(hào)罐(2)和三號(hào)罐(3)，所述一號(hào)罐(1)、三號(hào)罐(3)的進(jìn)水口均與蓄水箱(5)管道連接，一號(hào)罐(1)、三號(hào)罐(3)的出水口均與二號(hào)罐(2)的進(jìn)水口管道連接，二號(hào)罐(2)和三號(hào)罐(3)的出水口用管道連通匯合后，又與從一號(hào)罐(1)的出水口處引出的管道匯合，并最終與蓄水箱(5)連通；其中，各條連接管道上均裝有可由所述PLC控制器(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述控制裝置可為閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述控制裝置可為調(diào)速水泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于所述一號(hào)罐(1)、二號(hào)罐(2)和三號(hào)罐(3)豎直放置，且均位于同一水平面，三者的進(jìn)水口位于上方，出水口位于下方，而三者的進(jìn)水口位置均設(shè)有溢流管(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 在蓄水箱(5)與一號(hào)罐(1)進(jìn)水口、蓄水箱(5)與二號(hào)罐(2)進(jìn)水口、一號(hào)罐(1)出水口與二號(hào)罐(2)進(jìn)水口、三號(hào)罐(3)與二號(hào)罐(2)的進(jìn)水口之間的連接管道上，分別設(shè)有一號(hào)調(diào)速水泵(11)、二號(hào)調(diào)速水泵(21)、三號(hào)調(diào)速水泵(31)和四號(hào)調(diào)速水泵(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述二號(hào)罐(2)與三號(hào)罐(3)兩者的出水口的連通管道上，順次設(shè)有二號(hào)截止閥(22)和三號(hào)截止閥(32)，蓄水箱(5)中引出一條設(shè)有四號(hào)截止閥(52)的回水管道與該連通管道匯合，匯合點(diǎn)位于二號(hào)截止閥(22)和三號(hào)截止閥(32)之間，且該匯合點(diǎn)與四號(hào)截止閥(52)之間又引出一條上面設(shè)有一號(hào)截止閥(51)的管道與一號(hào)罐(1)的出水口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 三號(hào)調(diào)速水泵(31)所在的管道上，設(shè)有一號(hào)流量計(jì)(61);四號(hào)調(diào)速水泵(41)所在的管道上，設(shè)有二號(hào)流量計(jì)(62)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述二號(hào)罐(2)的罐內(nèi)設(shè)有與PLC控制器(4)電連接的溫度傳感器(7)和電加熱器(8)，其罐外設(shè)有定量灌裝裝置(9)，該定量灌裝裝置(9)與二號(hào)罐(2)的下部連通，且連通管道上設(shè)有電磁閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述三號(hào)罐(3 )上設(shè)有與PLC控制器(4 )電連接的液位控制器(10 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其特征在于 所述一號(hào)罐(1)、二號(hào)罐(2)的下方分別設(shè)有均與PLC控制器(4)電連接的一號(hào)壓力傳感器 (15)和二號(hào)壓力傳感器(16)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于PLC控制技術(shù)的技能培訓(xùn)和考核的系統(tǒng)，其包括PLC控制器、蓄水箱，以及均具有進(jìn)水口和出水口的一號(hào)罐、二號(hào)罐和三號(hào)罐，所述一號(hào)罐、三號(hào)罐的進(jìn)水口均與蓄水箱管道連接，一號(hào)罐、三號(hào)罐的出水口均與二號(hào)罐的進(jìn)水口管道連接，二號(hào)罐和三號(hào)罐的出水口用管道連通匯合后，又與從一號(hào)罐的出水口處引出的管道匯合，并最終與蓄水箱連通；其中，各條連接管道上均裝有可由所述PLC控制器控制開閉動(dòng)作并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的控制裝置。通過編寫好相應(yīng)的PLC程序并與PLC控制器對接后，即可使本發(fā)明切換出不同的工作狀態(tài)，模擬出真實(shí)工況。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，功能全面，可用于幫助對從業(yè)人員進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)進(jìn)行培訓(xùn)或者技能考核。
文檔編號(hào)G09B19/00GK102298870SQ201110215689
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者黃偉明 申請人:廣東賽杰自動(dòng)化與信息技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司