專利名稱：控制系統(tǒng)演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種教學(xué)器具，特別是一種用于演示開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的演示儀。
背景技術(shù)：
控制系統(tǒng)兩種常見的控制方式為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制系統(tǒng)通常包括控制器、執(zhí)行器以及被控對(duì)象，系統(tǒng)根據(jù)被控對(duì)象所要求的輸出量確定控制器的輸入量，并將輸入量賦予控制器，控制器根據(jù)輸入量對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，被控 對(duì)象在執(zhí)行器的工作下達(dá)到系統(tǒng)要求的輸出量。開環(huán)控制系統(tǒng)中信號(hào)的傳遞是單向的，其本身不能對(duì)理論輸出量以及實(shí)際輸出量之間的偏差進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，因此其精確度相對(duì)較低。閉環(huán)控制系統(tǒng)除了控制器、執(zhí)行器以及被控對(duì)象外，還包括檢測(cè)裝置和比較器，也就是說系統(tǒng)的輸入端和輸出端之間不僅能進(jìn)行信號(hào)的順向傳遞，控制系統(tǒng)還將輸出端測(cè)得的實(shí)際輸出量反饋到輸入端，再通過比較器進(jìn)行比較，將偏差值作為驅(qū)動(dòng)控制器的信號(hào)，從而構(gòu)成一條閉合回路。閉環(huán)控制系統(tǒng)引起控制精度及可靠性高而得到廣泛應(yīng)用。然而在正常教學(xué)過程中，由于理論的講解較為抽象，使得學(xué)生在理解開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)較為困難，不能對(duì)這兩種系統(tǒng)有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種能夠直觀地對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理進(jìn)行演示的演示儀。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。ー種控制系統(tǒng)演示儀，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)置有控制臺(tái)和放置水循環(huán)設(shè)備的空腔，所述水循環(huán)設(shè)備包括下水槽、水塔、以及用于連接下水槽和水塔的進(jìn)水管和出水管，所述下水槽和水塔中均設(shè)置有水位傳感器，所述進(jìn)水管中設(shè)置有用于將下水槽中的水泵入水塔的水泵，所述出水管中設(shè)置有用于控制水塔中的水流入下水槽的放水閥門；所述控制臺(tái)內(nèi)設(shè)置有電源模塊、開環(huán)控制模塊和閉環(huán)控制模塊，控制臺(tái)的控制面板上設(shè)置有電源開關(guān)、手自動(dòng)切換開關(guān)、與開環(huán)控制模塊連接的開環(huán)控制開關(guān)、與閉環(huán)控制模塊連接的閉環(huán)控制開關(guān)以及與水位傳感器連接的接線柱。本實(shí)用新型的改進(jìn)在于所述水塔中的水位傳感器設(shè)置為兩個(gè)，用于監(jiān)測(cè)水塔上水位的上水位傳感器和用于監(jiān)測(cè)水塔下水位的下水位傳感器；所述下水槽中設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)下水槽水位的下水槽水位傳感器。上述接線柱具體包括所述接線柱包括接線柱I、接線柱II和接線柱III，所述接線柱I與下水槽水位傳感器連接，接線柱II與上水位傳感器連接，接線柱III與下水位傳感器連接。本實(shí)用新型的改進(jìn)還在于所述控制臺(tái)的控制面板上還設(shè)置有用于指示工作狀態(tài)的指示燈。[0010]由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步如下本實(shí)用新型依據(jù)控制系統(tǒng)中開環(huán)控制和閉環(huán)控制的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠直觀地演示開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)這兩種控制方式有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，加深理解，以便盡快掌握控制系統(tǒng)中開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別，提高學(xué)習(xí)效率。

圖I為本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.下水槽，2.水塔，3.進(jìn)水管，4.出水管，5.放水閥門，6.水泵，7.電源開關(guān)，8.手自動(dòng)切換開關(guān)，9.開環(huán)控制開關(guān)，10.下水槽水位傳感器，11.接線柱I，12.上水 位傳感器，13.下水位傳感器，14.接線柱II，15.接線柱III，16.閉環(huán)控制開關(guān)。A.電源指示燈，B.自動(dòng)控制狀態(tài)指示燈，C.開環(huán)控制指示燈，D.閉環(huán)控制指示燈。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種控制系統(tǒng)演示儀，如圖I所示。包括箱體、以及設(shè)置箱體內(nèi)的控制臺(tái)和放置水循環(huán)設(shè)備的空腔。水循環(huán)設(shè)備包括下水槽I、水塔2、進(jìn)水管3以及出水管4，進(jìn)水管和出水管用于連接下水槽和水塔。進(jìn)水管中設(shè)置有水泵6，用于將下水槽I中的水泵入水塔，出水管中設(shè)置有用于控制水塔2中的水流入下水槽I的放水閥門5。下水槽和水塔中均設(shè)置有水位傳感器。其中水塔中的水位傳感器設(shè)置為兩個(gè)，上水位傳感器12和下水位傳感器13，上水位傳感器用于監(jiān)測(cè)水塔的上水位，下水位傳感器用于監(jiān)測(cè)水塔的下水位；下水槽中設(shè)置有下水槽水位傳感器10，下水槽水位傳感器用于監(jiān)測(cè)下水槽的水位。下水槽水位傳感器還可以更換其他傳感器，如光感、位置控制器等，來完成控制系統(tǒng)工作原理演不?？刂婆_(tái)位于箱體的下部，控制臺(tái)內(nèi)設(shè)置有電源模塊、開環(huán)控制模塊和閉環(huán)控制模塊，控制臺(tái)的控制面板上設(shè)置有電源開關(guān)7、手自動(dòng)切換開關(guān)8、與開環(huán)控制模塊連接的開環(huán)控制開關(guān)9、與閉環(huán)控制模塊連接的閉環(huán)控制開關(guān)16以及與水位傳感器連接接線柱。接線柱包括接線柱I、接線柱II和接線柱III。其中接線柱I與下水槽水位傳感器連接，用于將下水槽水位傳感器監(jiān)測(cè)到的下水槽水位傳輸給開環(huán)控制模塊；接線柱II與上水位傳感器連接，用于將上水位傳感器監(jiān)測(cè)到的水塔的上水位傳輸給閉環(huán)控制模塊；接線柱III與下水位傳感器連接，用于將下水位傳感器監(jiān)測(cè)到的水塔的下水位傳輸給閉環(huán)控制模塊。控制臺(tái)的控制面板上還設(shè)置有用于用于指示工作狀態(tài)的指示燈，指示燈包括指示燈A、指示燈B、指示燈C和指示燈D。其中指示燈A為電源指示燈，用于指示控制臺(tái)的工作狀態(tài)，即當(dāng)電源開關(guān)打開時(shí)，指示燈A同時(shí)點(diǎn)亮，當(dāng)電源開關(guān)閉合時(shí)，指示燈A滅。指示燈B為自動(dòng)控制狀態(tài)指示燈，用于指示控制臺(tái)是否處于自動(dòng)控制狀態(tài)，即當(dāng)手自動(dòng)切換開關(guān)處于手動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，指示燈B不亮，當(dāng)手自動(dòng)切換開關(guān)處于自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，指示燈B點(diǎn)亮。指示燈C為開環(huán)控制指示燈，用于指示開環(huán)控制模塊的工作狀態(tài)，即當(dāng)開環(huán)控制開關(guān)打開，開環(huán)控制模塊工作時(shí)，指示燈C點(diǎn)亮，當(dāng)開環(huán)控制開關(guān)關(guān)閉時(shí)，開環(huán)控制模塊停止工作，指示燈C不亮。指示燈D為閉環(huán)控制指示燈，用于指示閉環(huán)控制模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)閉環(huán)控制開關(guān)打開，閉環(huán)控制模塊工作時(shí)，指示燈D點(diǎn)亮，當(dāng)閉環(huán)控制開關(guān)關(guān)閉時(shí)，閉環(huán)控制模塊停止工作，同時(shí)指示燈D滅。箱體的頂部還設(shè)置有照明指示燈，照明指示燈并聯(lián)設(shè)置在指示燈A的兩端，當(dāng)電源開關(guān)打開時(shí)，照明指示燈同時(shí)點(diǎn)亮。本實(shí)用新型工作時(shí)，首先打開箱門，插上電源插頭，打開電源開關(guān)，照明指示燈和電源指示燈A點(diǎn)亮，向下水槽中裝入適量水，水位要高于下水槽水位傳感器的設(shè)置位置。第一種工作狀態(tài)將手自動(dòng)切換開關(guān)撥至手動(dòng)控制位置，此時(shí)水泵接通電源開始工作，水泵將下水槽中的水提升至水塔內(nèi)，當(dāng)水塔的水位達(dá)到要求的位置時(shí)將手自動(dòng)切換開關(guān)關(guān)閉。第二種工作狀態(tài)將手自動(dòng)切換開關(guān)撥至自動(dòng)控制位置，此時(shí)自動(dòng)控制狀態(tài)指示燈B點(diǎn)亮；此時(shí)打開開環(huán)控制開關(guān)，開環(huán)控制指示燈C點(diǎn)亮，將設(shè)置在控制臺(tái)上的接線柱I與設(shè)置在下水槽中的下水槽水位傳感器用導(dǎo)線連接起來，開環(huán)控制模塊開始工作；然后打開放水閥門，將水塔中的水放入下水槽，當(dāng)下水槽中的水位上升到下水槽水位傳感器位置時(shí)，開環(huán)控制模塊啟動(dòng)水泵開始工作，將下水槽中的水提升至水塔中；當(dāng)水塔中的水位到達(dá)要求的水位時(shí)，關(guān)閉開環(huán)控制開關(guān)，水泵停止工作。此種工作狀態(tài)即為開環(huán)控制方式，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)水位的區(qū)間自動(dòng)化控制。第三種工作狀態(tài)將手自動(dòng)切換開關(guān)撥至自動(dòng)控制位置，此時(shí)自動(dòng)控制狀態(tài)指示燈B點(diǎn)亮；此時(shí)打開閉環(huán)控制開關(guān)，閉環(huán)控制指示燈D點(diǎn)亮，將設(shè)置在控制臺(tái)上的接線柱II與設(shè)置在水塔內(nèi)的任何ー個(gè)水位傳感器連接，此時(shí)閉環(huán)控制模塊開始工作；當(dāng)水塔中的水位低于連接的水位傳感器時(shí)，閉環(huán)控制模塊啟動(dòng)水泵開始工作，將下水槽中的水提升至水塔中，當(dāng)水塔的水位高于連接的水位傳感器時(shí)，水泵停止工作。當(dāng)需要結(jié)束演示時(shí)，關(guān)閉閉環(huán)控制開關(guān)即可。此種工作狀態(tài)為閉環(huán)控制方式中的點(diǎn)式閉環(huán)控制，此種工作狀態(tài)，會(huì)使水泵頻繁啟動(dòng)，影響水泵的使用壽命。第四種工作狀態(tài)將手自動(dòng)切換開關(guān)撥至自動(dòng)控制位置，此時(shí)自動(dòng)控制狀態(tài)指示燈B點(diǎn)亮；此時(shí)打開閉環(huán)控制開關(guān)，閉環(huán)控制指示燈D點(diǎn)亮，將設(shè)置在控制臺(tái)上的接線柱II與設(shè)置在水塔內(nèi)的上水位傳感器連接，將接線柱III與下水位傳感器連接，此時(shí)閉環(huán)控制模塊開始工作；當(dāng)水塔的水位低于下水位傳感器吋，閉環(huán)控制模塊啟動(dòng)水泵開始工作，向水塔中泵入水；當(dāng)水塔的水位到達(dá)上水位傳感器位置吋，閉環(huán)控制模塊發(fā)出指令使水泵停止エ作。此種工作狀態(tài)是典型的且控制方式最好的ー種閉環(huán)控制系統(tǒng)工作方式。
權(quán)利要求1.一種控制系統(tǒng)演示儀，其特征在于包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)置有控制臺(tái)和放置水循環(huán)設(shè)備的空腔，所述水循環(huán)設(shè)備包括下水槽(I)、水塔(2)、以及用于連接下水槽(I)和水塔(2)的進(jìn)水管(3)和出水管(4)，所述下水槽(I)和水塔(2)中均設(shè)置有水位傳感器，所述進(jìn)水管中設(shè)置有用于將下水槽(I)中的水泵入水塔的水泵(6)，所述出水管中設(shè)置有用于控制水塔(2 )中的水流入下水槽( I)的放水閥門(5 ); 所述控制臺(tái)內(nèi)設(shè)置有電源模塊、開環(huán)控制模塊和閉環(huán)控制模塊，控制臺(tái)的控制面板上設(shè)置有電源開關(guān)(7)、手自動(dòng)切換開關(guān)(8)、與開環(huán)控制模塊連接的開環(huán)控制開關(guān)(9)、與閉環(huán)控制模塊連接的閉環(huán)控制開關(guān)(16)以及與水位傳感器連接的接線柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)演示儀，其特征在于所述水塔(2)中的水位傳感器設(shè)置為兩個(gè)，用于監(jiān)測(cè)水塔上水位的上水位傳感器(12)和用于監(jiān)測(cè)水塔下水位的下水位傳感器(13);所述下水槽中設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)下水槽水位的下水槽水位傳感器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)演示儀，其特征在于所述接線柱包括接線柱I(11 )、接線柱II (14)和接線柱III (15)，所述接線柱I(Il)與下水槽水位傳感器(10)連接，接線柱II (14)與上水位傳感器(12)連接，接線柱III (15)與下水位傳感器(13)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)演示儀，其特征在于所述控制臺(tái)的控制面板上還設(shè)置有用于用于指示工作狀態(tài)的指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種控制系統(tǒng)演示儀，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)置有控制臺(tái)和放置水循環(huán)設(shè)備的空腔，所述控制臺(tái)內(nèi)設(shè)置有電源模塊、開環(huán)控制模塊和閉環(huán)控制模塊，控制臺(tái)的控制面板上設(shè)置有電源開關(guān)、手自動(dòng)切換開關(guān)、與開環(huán)控制模塊連接的開環(huán)控制開關(guān)、與閉環(huán)控制模塊連接的閉環(huán)控制開關(guān)以及與水位傳感器連接的接線柱。本實(shí)用新型能夠直觀地演示開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠直觀地認(rèn)識(shí)這兩種控制方式，以便盡快掌握控制系統(tǒng)中開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別，提高學(xué)習(xí)效率。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202534242SQ20122022648
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者朱敏豪, 潘娟湘, 邢怡生, 錢海川, 韓陽 申請(qǐng)人:無錫市市北高級(jí)中學(xué)