面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教學(xué)實驗裝置，尤其是一種控制理論與控制工程實驗裝置，具體地說是一種面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]《過程控制工程》是全國專業(yè)改革后，作為工科院校自動化專業(yè)的主干課程，其教材《過程控制工程》是國家統(tǒng)編，其課程實驗是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，它可以培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力和動手能力。為此各院校都進(jìn)行了相應(yīng)的實驗改革與建設(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)生做實驗真實感較差；另一類是實際構(gòu)造生產(chǎn)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(fā)式實驗。為了加強(qiáng)課程實驗的工程特色，動態(tài)模擬化工生產(chǎn)過程控制，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，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)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的真實感，對于提高學(xué)生理論聯(lián)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(xiàn)該課程實驗的開放式教學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的純軟件教學(xué)效果差，而硬件購置成本又太大的問題，設(shè)計一種軟硬結(jié)合的面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，它包括工控機(jī)1、調(diào)節(jié)通道特性測試模塊16和干擾通道特性測試模塊17，調(diào)節(jié)通道特性測試模塊16和干擾通道特性測試模塊17的通斷由工控機(jī)I選擇，其特征是工控機(jī)I分別與PLC調(diào)節(jié)器3及PLC數(shù)字量輸出模塊5相連，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3與PLC模擬量輸出模塊4相連，PLC模擬量輸出模塊4與一階慣性環(huán)節(jié)①7的一個輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)①7的另一個輸入端與外干擾模塊6相連，一階慣性環(huán)節(jié)①7的一個輸出端與一階慣性環(huán)節(jié)②8相連，一階慣性環(huán)節(jié)②8受控于中間繼電器11的繼電器輸出結(jié)點①18，一階慣性環(huán)節(jié)①7的另一個端出端和一階慣性環(huán)節(jié)②8的一個輸出端均與模擬量輸入模塊9的輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)②8的另一個輸出端通過中間繼電器11的繼電器輸出結(jié)點②19也與模擬量輸入模塊9相連，模擬量輸入模塊9的輸出端接對象特性曲線模塊10。
[0005]所述的工控機(jī)I通過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，調(diào)節(jié)器3和外干擾源6通過工控機(jī)I實現(xiàn)輸出值的給定，并經(jīng)PLC模擬量輸出模塊4輸出。
[0006]一階慣性環(huán)節(jié)①和一階慣性環(huán)節(jié)②，通過工控機(jī)選擇調(diào)節(jié)通道特性測試16或干擾通道特性測試17，由PLC數(shù)字量輸出模塊5控制中間繼電器11，一階慣性環(huán)節(jié)①7的運(yùn)算放大器輸入端12與PLC模擬量輸出模塊4連接，對于干擾通道特性測試17將通過繼電器輸出結(jié)點④21斷開濾波電容13，此時一階慣性環(huán)節(jié)①7為比例放大電路；對于調(diào)節(jié)通道特性測試16將通過繼電器輸出結(jié)點④21將濾波電容13連接至運(yùn)算放大器輸出端14 ;對于單容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②19、繼電器輸出結(jié)點③20為常閉結(jié)點閉合，對于雙容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②19、繼電器輸出結(jié)點③20為常開結(jié)點閉合；當(dāng)外干擾加入時，繼電器輸出結(jié)點①18常開結(jié)點閉合。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明提供了一種以實為主、虛實結(jié)合的虛擬仿真實驗教學(xué)模式，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)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的真實感，對于提高學(xué)生理論聯(lián)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(xiàn)該課程實驗的開放式教學(xué)。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0009]圖2是本發(fā)明實時模擬界面圖。
[0010]圖中:1為工控機(jī)、2為RS-232通訊組件、3為PLC調(diào)節(jié)器、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為對象特性曲線、11為中間繼電器、12為運(yùn)算放大器輸入端、13為濾波電容、14為運(yùn)算放大器輸出端、15為濾波電容懸空端、16為調(diào)節(jié)通道特性測試、17為干擾通道特性測試、18為繼電器輸出結(jié)點①、19為繼電器輸出結(jié)點②、20為繼電器輸出結(jié)點③、21為繼電器輸出結(jié)點④。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]如圖1-2所示。
[0013]一種面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，主要由工控機(jī)1、RS-232通訊組件2、PLC調(diào)節(jié)器3、PLC模擬量輸出模塊4、PLC數(shù)字量輸出模塊5、外干擾源6、一階慣性環(huán)節(jié)①7、一階慣性環(huán)節(jié)②8、模擬量輸入模塊9、對象特性曲線10、中間繼電器11、運(yùn)算放大器輸入端12、濾波電容13、運(yùn)算放大器輸出端14、濾波電容懸空端15、調(diào)節(jié)通道特性測試16、干擾通道特性測試17、繼電器輸出結(jié)點①18、繼電器輸出結(jié)點②19、繼電器輸出結(jié)點③20、繼電器輸出結(jié)點④21組成。調(diào)節(jié)通道特性測試模塊16和干擾通道特性測試模塊17的通斷由工控機(jī)I選擇，如圖1所示，工控機(jī)I分別與PLC調(diào)節(jié)器3及PLC數(shù)字量輸出模塊5相連，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3與PLC模擬量輸出模塊4相連，PLC模擬量輸出模塊4與一階慣性環(huán)節(jié)①7的一個輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)①7的另一個輸入端與外干擾模塊6相連，一階慣性環(huán)節(jié)①7的一個輸出端與一階慣性環(huán)節(jié)②8相連，一階慣性環(huán)節(jié)②8受控于中間繼電器11的繼電器輸出結(jié)點①18，一階慣性環(huán)節(jié)①7的另一個端出端和一階慣性環(huán)節(jié)②8的一個輸出端均與模擬量輸入模塊9的輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)②8的另一個輸出端通過中間繼電器11的繼電器輸出結(jié)點②19也與模擬量輸入模塊9相連，模擬量輸入模塊9的輸出端接對象特性曲線模塊10。所述的工控機(jī)I通過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，調(diào)節(jié)器3和外干擾源6通過工控機(jī)I實現(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)①和一階慣性環(huán)節(jié)②，通過工控機(jī)選擇調(diào)節(jié)通道特性測試16或干擾通道特性測試17，由PLC數(shù)字量輸出模塊5控制中間繼電器11，一階慣性環(huán)節(jié)①7的運(yùn)算放大器輸入端12與PLC模擬量輸出模塊4連接，對于干擾通道特性測試17將通過繼電器輸出結(jié)點④21斷開濾波電容13，此時一階慣性環(huán)節(jié)①7為比例放大電路；對于調(diào)節(jié)通道特性測試16將通過繼電器輸出結(jié)點④21將濾波電容13連接至運(yùn)算放大器輸出端14 ;對于單容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②19、繼電器輸出結(jié)點③20為常閉結(jié)點閉合，對于雙容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②19、繼電器輸出結(jié)點③20為常開結(jié)點閉合；當(dāng)外干擾加入時，繼電器輸出結(jié)點①18常開結(jié)點閉合。
[0014]本發(fā)明的實時模擬界面圖如圖2所示。
[0015]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，它包括工控機(jī)(1)、調(diào)節(jié)通道特性測試模塊(16)和干擾通道特性測試模塊(17)，調(diào)節(jié)通道特性測試模塊(16)和干擾通道特性測試模塊(17 )的通斷由工控機(jī)(I)選擇，其特征是工控機(jī)(I)分別與PLC調(diào)節(jié)器(3 )及PLC數(shù)字量輸出模塊(5)相連，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(3)與PLC模擬量輸出模塊(4)相連，PLC模擬量輸出模塊(4)與一階慣性環(huán)節(jié)①(7)的一個輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)①(7)的另一個輸入端與外干擾模塊(6)相連，一階慣性環(huán)節(jié)①(7)的一個輸出端與一階慣性環(huán)節(jié)②(8)相連，一階慣性環(huán)節(jié)②(8)受控于中間繼電器(11)的繼電器輸出結(jié)點①(18)，一階慣性環(huán)節(jié)①(7)的另一個端出端和一階慣性環(huán)節(jié)②(8)的一個輸出端均與模擬量輸入模塊(9)的輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)②(8)的另一個輸出端通過中間繼電器(11)的繼電器輸出結(jié)點②(19 )也與模擬量輸入模塊(9 )相連，模擬量輸入模塊(9)的輸出端接對象特性曲線模塊(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，其特征在于所述的工控機(jī)(I)通過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，調(diào)節(jié)器(3)和外干擾源(6)通過工控機(jī)(I)實現(xiàn)輸出值的給定，并經(jīng)PLC模擬量輸出模塊(4)輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，其特征在于:一階慣性環(huán)節(jié)①和一階慣性環(huán)節(jié)②，通過工控機(jī)選擇調(diào)節(jié)通道特性測試(16)或干擾通道特性測試(17)，由PLC數(shù)字量輸出模塊(5)控制中間繼電器(11)，一階慣性環(huán)節(jié)①(7)的運(yùn)算放大器輸入端(12 )與PLC模擬量輸出模塊(4 )連接，對于干擾通道特性測試(17 )將通過繼電器輸出結(jié)點④(21)斷開濾波電容(13)，此時一階慣性環(huán)節(jié)①(7)為比例放大電路；對于調(diào)節(jié)通道特性測試(16)將通過繼電器輸出結(jié)點④(21)將濾波電容(13)連接至運(yùn)算放大器輸出端(14 );對于單容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②(19 )、繼電器輸出結(jié)點③(20 )為常閉結(jié)點閉合，對于雙容對象測試將控制繼電器輸出結(jié)點②(19)、繼電器輸出結(jié)點③(20)為常開結(jié)點閉合；當(dāng)外干擾加入時，繼電器輸出結(jié)點①(18)常開結(jié)點閉合。
【專利摘要】一種面向?qū)ο筇匦缘挠嬎銠C(jī)監(jiān)控測試裝置，它包括工控機(jī)（1），其特征是工控機(jī)（1）分別與PLC調(diào)節(jié)器（3）及PLC數(shù)字量輸出模塊（5）相連，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（3）與PLC模擬量輸出模塊（4）相連，PLC模擬量輸出模塊（4）與一階慣性環(huán)節(jié)①（7）的一個輸入端相連，一階慣性環(huán)節(jié)①（7）的另一個輸入端與外干擾模塊（6）相連，一階慣性環(huán)節(jié)①（7）的一個輸出端與一階慣性環(huán)節(jié)②（8）相連，一階慣性環(huán)節(jié)①（7）的另一個端出端和一階慣性環(huán)節(jié)②（8）的一個輸出端均與模擬量輸入模塊（9）的輸入端相連，模擬量輸入模塊（9）的輸出端接對象特性曲線模塊（10）。本發(fā)明虛實結(jié)合，投資少，教學(xué)效果好。
【IPC分類】G09B19/00
【公開號】CN105139720
【申請?zhí)枴緾N201510559536
【發(fā)明人】施云貴, 陳佩軍, 劉勝榮, 趙磊
【申請人】黃山學(xué)院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月6日