專利名稱：一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，特別是一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
[0002]過程控制課程是工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)的必修課及自動(dòng)化專業(yè)的選修課程。課堂教學(xué)只能使學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，在堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)上還必須要求學(xué)生具有一定的實(shí)際工作的技能。大多數(shù)院校目前所用的實(shí)驗(yàn)裝置中，傳感器、控制器模塊被全部封裝，學(xué)生無法了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對其缺少感性的認(rèn)識(shí)，以致大部分同學(xué)只掌握純理論知識(shí)，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。因此，教學(xué)過程應(yīng)該突出實(shí)踐教學(xué)，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，改變綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)所占比例較少的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力。與該課程配套的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)不僅能幫助學(xué)生理解過程控制的被控對象、控制手段和實(shí)現(xiàn)方法，還可以促進(jìn)學(xué)生對自動(dòng)控制原理課程的理解和掌握。[0003]為滿足培養(yǎng)檢測與控制綜合技術(shù)人才要求，國內(nèi)許多高校相繼搭建了許多“過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。目前所搭建的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)存在如下缺點(diǎn):一次投入資金巨大，技術(shù)含量高，建設(shè)難度比較大，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)；資金投入較少的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠完成的實(shí)驗(yàn)少，且達(dá)不到綜合實(shí)驗(yàn)水平要求，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐、自主創(chuàng)新方面機(jī)會(huì)少，得不到有效的提聞。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同功能模塊之間的相互組合連接，構(gòu)建不同類型不同功能的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開設(shè)不同類型的綜合性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為各高校學(xué)生提供一個(gè)開放性的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0005]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括工業(yè)過程模擬系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備、信號接線板、485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)、Zigbee無線子系統(tǒng)和PC機(jī)，PC機(jī)與485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)連接，485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)通過信號接線板與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接，工業(yè)過程模擬系統(tǒng)與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。[0006]所述的信號接線板包括自由端航空插頭、固定航空插頭、模擬量輸入?yún)^(qū)域、模擬量輸出區(qū)域、數(shù)字量輸入?yún)^(qū)域、數(shù)字量輸出區(qū)域、繼電器輸出區(qū)域和電源區(qū)域，固定航空插頭與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。[0007]所述的485總線子系統(tǒng)包括485總線采集模塊、485總線控制模塊和RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器，485總線采集模塊的輸入端和485總線控制模塊的控制信號輸出端均與信號接線板的自由端航空插頭連接，485總線采集模塊的輸出端和485總線控制模塊的485信號輸出端通過RS485總線與RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器連接，RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、485總線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于485總線的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0008]所述的PLC子系統(tǒng)包括PLC主機(jī)和IO模塊，IO模塊的輸入和輸出接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，IO模塊通過信號線與PLC主機(jī)連接，PLC主機(jī)通過USB-PPI編程線纜與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、PLC子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于PLC的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0009]所述的Zigbee無線子系統(tǒng)包括Zigbee協(xié)調(diào)器和Zigbee無線終端，Zigbee無線終端的采集接口和控制接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，Zigbee無線終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)與Zigbee協(xié)調(diào)器連接，Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、Zigbee無線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于Zigbee無線技術(shù)的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型取得的有益效果是:能夠解決目前過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一次投入資金巨大，技術(shù)含量高，建設(shè)難度比較大，或者資金投入較少的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠完成的實(shí)驗(yàn)少，且達(dá)不到綜合實(shí)驗(yàn)水平要求，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐、自主創(chuàng)新方面機(jī)會(huì)少的問題；實(shí)現(xiàn)不同功能模塊之間的相互組合連接，構(gòu)建不同類型不同功能的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有模塊化、可重組、可替換、成本低和易維護(hù)的特點(diǎn)，通過不同模塊的重新組合，開設(shè)不同類型的綜合性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為各高校學(xué)生提供一個(gè)開放性的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。


[0011]圖1為本實(shí)用新型所述的模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。[0013]如圖1所示，一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括工業(yè)過程模擬對象、檢測設(shè)備、控制設(shè)備、信號接線板、485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)、Zigbee無線子系統(tǒng)和PC機(jī)，PC機(jī)與485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)連接，485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)通過信號接線板與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接，工業(yè)過程模擬系統(tǒng)與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。[0014]所述工業(yè)過程模擬系統(tǒng)的檢測參數(shù)包括溫度、壓力、流量、液位等過程參數(shù)，被控對象包括開關(guān)閥、調(diào)節(jié)閥、電機(jī)、水泵等過程被控對象。[0015]所述檢測設(shè)備負(fù)責(zé)檢測工業(yè)過程模擬系統(tǒng)的過程參數(shù)，并輸出模擬量信號或者數(shù)字量信號；所述控制設(shè)備負(fù)責(zé)接收模擬量信號、數(shù)字量信號或者繼電器信號，作用于工業(yè)過程模擬系統(tǒng)的被控對象。[0016]所述信號接線板包括自由端航空插頭、固定航空插頭、模擬量輸入?yún)^(qū)域、模擬量輸出區(qū)域、數(shù)字量輸入?yún)^(qū)域、數(shù)字量輸出區(qū)域、繼電器輸出區(qū)域和電源區(qū)域，固定航空插頭與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。[0017]所述485總線子系統(tǒng)包括485總線采集模塊、485總線控制模塊和RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器，485總線采集模塊的輸入端與信號接線板的自由端航空插頭連接，485總線控制模塊的控制信號輸出端與信號接線板的自由端航空插頭連接，485總線采集模塊的輸出端和485總線控制模塊的485信號輸出端通過RS485總線與RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器連接，RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、485總線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于485總線的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0018]所述PLC子系統(tǒng)包括PLC主機(jī)和IO模塊，IO模塊的輸入和輸出接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，IO模塊通過信號線與PLC主機(jī)連接，PLC主機(jī)通過USB-PPI編程線纜與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、PLC子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于PLC的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[0019]所述Zigbee無線子系統(tǒng)包括Zigbee協(xié)調(diào)器和Zigbee無線終端,Zigbee無線終端的采集和控制接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，Zigbee無線終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)與Zigbee協(xié)調(diào)器連接，Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、Zigbee無線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于Zigbee無線技術(shù)的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
權(quán)利要求1.一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括工業(yè)過程模擬系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備、信號接線板、485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)、Zigbee無線子系統(tǒng)和PC機(jī)，PC機(jī)與485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)連接，485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)通過信號接線板與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接，工業(yè)過程模擬系統(tǒng)與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述的信號接線板包括自由端航空插頭、固定航空插頭、模擬量輸入?yún)^(qū)域、模擬量輸出區(qū)域、數(shù)字量輸入?yún)^(qū)域、數(shù)字量輸出區(qū)域、繼電器輸出區(qū)域和電源區(qū)域，固定航空插頭與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述的485總線子系統(tǒng)包括485總線采集模塊、485總線控制模塊和RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器，485總線采集模塊的輸入端和485總線控制模塊的控制信號輸出端均與信號接線板的自由端航空插頭連接，485總線采集模塊的輸出端和485總線控制模塊的485信號輸出端通過RS485總線與RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器連接，RS-232/485接口轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、485總線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于485總線的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述的PLC子系統(tǒng)包括PLC主機(jī)和IO模塊，IO模塊的輸入和輸出接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，IO模塊通過信號線與PLC主機(jī)連接，PLC主機(jī)通過USB-PPI編程線纜與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、PLC子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于PLC的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述的Zigbee無線子系統(tǒng)包括Zigbee協(xié)調(diào)器和Zigbee無線終端，Zigbee無線終端的采集接口和控制接口均與信號接線板的自由端航空插頭連接，Zigbee無線終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)與Zigbee協(xié)調(diào)器連接，Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口與PC機(jī)連接；當(dāng)自由端航空插頭和固定航空插頭插合時(shí)，PC機(jī)、Zigbee無線子系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備和工業(yè)過程模擬系統(tǒng)則組合構(gòu)成基于Zigbee無線技術(shù)的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
專利摘要一種模塊化可重組的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括工業(yè)過程模擬系統(tǒng)、檢測設(shè)備、控制設(shè)備、信號接線板、485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)、Zigbee無線子系統(tǒng)和PC機(jī)，PC機(jī)與485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)連接，485總線子系統(tǒng)、PLC子系統(tǒng)和Zigbee無線子系統(tǒng)通過信號接線板與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接，工業(yè)過程模擬系統(tǒng)與檢測設(shè)備和控制設(shè)備連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能模塊之間的相互組合連接，構(gòu)建不同類型不同功能的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有模塊化、可重組、可替換、成本低和易維護(hù)的特點(diǎn)，通過不同模塊的重新組合，能夠開設(shè)不同類型的綜合性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為各高校學(xué)生提供一個(gè)開放性的過程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
文檔編號G05B17/02GK203069995SQ20132006521
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者覃群, 黎仕增, 劉港 申請人:廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院