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LIGO-KGC2型 控制工程創(chuàng)新技能訓練實驗平臺

      控制工程創(chuàng)新實驗平臺集多種控制對象、控制方式于一體的應用及創(chuàng)新平臺。在該實驗平臺上可針對不同的對象(以實驗模塊形式、學??勺孕羞x購)進行以PLC、智能儀表、智能模塊、單片機、DSP、數(shù)據(jù)采集卡等不同模式的控制,其中PLC、智能儀表、智能模塊的上位機軟件采用工控組態(tài)軟件;單片機、DSP控制上位機軟件由VBVC++編寫的實驗樣例來實現(xiàn);而數(shù)據(jù)采集卡的軟件既有工控組態(tài)軟件,又有由VBVC++編寫的實驗樣例。另外數(shù)據(jù)采集卡還提供MATLAB、LABVIEW實驗編程樣例。該實驗平臺可以滿足工業(yè)電氣自動化、電子信息、計算機應用科學、光機電一體化實訓等專業(yè)的課程設計、畢業(yè)設計或就業(yè)技能培訓。

控制工程創(chuàng)新技能訓練實驗平臺

、系統(tǒng)特點
    1. 系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)采集及控制方面既有工業(yè)上常用的PLC、智能儀表、智能模塊、數(shù)據(jù)采集卡等應用型模塊,又有單片機、DSP等開發(fā)型實驗模塊,可以供不同專業(yè)的學生進行相應的就業(yè)技能訓練設備
    2. 對于軟件方面,既有常用工控組態(tài)軟件的使用,又有VB、VC++等開發(fā)型軟件的使用,讓學生在掌握控制方面知識的同時,還可培訓對軟件的編程及應用
    3. 除了常規(guī)軟件外,還有測控方面比較常用的LABVIEW編程樣例和進行實時仿真控制的MATLAB實驗樣例,讓學生全面掌握各種相關輔助軟件的使用
    4. 實驗控制對象以模塊的形式進行設計,學校可根據(jù)不同的要求進行選擇
    5. 所有實驗程序代碼全開放,學生可進行任意的編程學習和設計
、技術參數(shù)
    1. 輸入電源:三相四線~380V±10%  50Hz/60Hz
    2. 環(huán)境溫度:-10℃+45℃
    3. 裝置容量:<5kVA
    4. 安全保護:具有漏電自動保護裝置
、實驗項目
    1. 單閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、智能儀表控制、數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制、DSP控制)
    2. 直流調速系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制、DSP控制)
    3. 單容液位閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、智能儀表控制、智能模塊控制、數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制)
    4. 流量單閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、單片機控制、數(shù)據(jù)采集卡控制)
    5. 雙容液位閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、智能儀表控制、智能模塊控制、數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制)
    6. 液位串級控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)PLC控制、智能模塊控制、數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制)
    7. 位置控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制、DSP控制)
    8. 直流發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡控制、單片機控制、DSP控制)
    9. 數(shù)字隨動系統(tǒng)實驗(可以實現(xiàn)單片機控制、DSP控制)
    注:學校所選的對象和控制方式不同時,相應的實驗內容也不同。
實訓裝置基本配置
    1. SA01電源控制屏(鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,鋁質面板)
    提供實驗所需的三相四線~380V、三路單相~220V電源,總電源由三相鑰匙開關控制,電網(wǎng)電壓由三只交流電壓表監(jiān)示,三相帶燈熔斷器作為斷相指示。設有漏電保護空氣開關、電壓型漏電保護器、電流型漏電保護器。另外,還設有定時器兼報警記錄儀。
    2. SA02實驗桌
    實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,形狀似長方體封閉式結構,造型美觀大方;設有兩個大抽屜、柜門,用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。電腦桌聯(lián)體設計,造型美觀大方。
    3. 數(shù)據(jù)采集及控制模塊
    (1) PLC(S7-200 CPU224+EM235)模塊
    (2) 智能儀表控制模塊
    (3) 智能模塊
    (4) 數(shù)據(jù)采集卡模塊
    (5) 單片機控制模塊
    (6) DSP控制模塊
    (7) 變頻器控制模塊
    4. 實驗對象模塊
    (1) 溫度控制對象
    溫度控制對象采用24V直流電壓作為加熱電源,主要由加熱器、溫度傳感器、溫度變送電路、驅動電路(輸入為05V,采用SG3525專用芯片,PWM控制)、風機等幾部分組成,其中加熱筒采用透明有機玻璃,可以清晰的看到加熱器的內部結構。
    (2) 直流調速對象系統(tǒng)
    直流電機對象采用24V直流電壓作為控制電源,主要由直流電機、轉盤、F/V轉換電路、驅動電路(輸入為05V,采用SG3525專用芯片,PWM控制)等幾部分組成。其中直流電機的轉速*大為3000rpm
    (3) 單容水箱液位對象系統(tǒng)
    單容水箱液位對象系統(tǒng)是由有機玻璃水箱、微型水泵、儲水槽、手動閥門、液位傳感器和電氣控制箱組成。水泵由一功率放大電路來驅動,儲水箱中的水從有機玻璃水箱頂部進入,底部用一手動閥門控制出水的流量。用擴散硅壓力變送器來檢測液位,輸出420mA/15V標準信號,通過各種控制器可實現(xiàn)液位的開關和閉環(huán)控制。
    (4)  雙容水箱液位對象系統(tǒng)
雙容水箱液位對象系統(tǒng)在單容水箱液位對象系統(tǒng)的基礎上增加了一個有機玻璃水箱和一個液位傳感器,其結構與 單容水箱液位對象系統(tǒng)類似。
    (5) 流量對象系統(tǒng)
單容流量對象系統(tǒng)與單容水箱液位對象系統(tǒng)的結構基本一致,不同的是在水路管道上安裝了一只擴散硅壓力變送器。
    (6) 位置控制系統(tǒng)對象模塊
它包括一套由步進電機、光電編碼器、同步帶、同步輪和滑塊組成的機械結構。利用該實驗系統(tǒng)可以進行位置控制的相關實驗和研究。
    (7) 直流發(fā)電機對象系統(tǒng)
    直流發(fā)電機對象系統(tǒng)采用一只三相交流電動機和一只直流發(fā)電機組成直流發(fā)電機系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由控制屏提供三相交流電給三相交流電動機供電,使三相交流電動機帶動直流發(fā)電機轉動;當直流電動機的勵磁繞組有一個勵磁電流流過時,直流發(fā)電機的輸出端產(chǎn)生一個直流電壓,并且將直流發(fā)電機的輸出端與直流電流表、大功率電阻串聯(lián),與直流電壓表并聯(lián)接入電路;通過改變勵磁電源來改變勵磁電流的強弱,使輸出電壓在不同負載(大功率電阻)的情況下,輸出電壓保持恒定。在面板安裝電流表、電壓表,用于監(jiān)視發(fā)電機的電樞電壓,便于實驗更加直觀、便于理解。
    (8) 數(shù)字隨動系統(tǒng)模塊
    數(shù)字隨動系統(tǒng)由以下三部分組成:被控對象直流電動機、微型計算機及輸入輸出接口電路、外部設備。微型計算機系統(tǒng)是數(shù)字控制的主體,可由單片機系統(tǒng)、DSP系統(tǒng)、PC機及接口電路組成。實驗箱分為速度調節(jié)器,PWM控制單元以及功率放大器,用來實現(xiàn)對外圍機組的控制。外圍機組由直流力矩電機和光電編碼器組成。光電編碼器作為角度檢測元件,用來實現(xiàn)轉角到數(shù)字量的轉換,并將數(shù)字信號發(fā)送給PC或其它控制單元。
    5. 實驗軟件
    實驗過程中涉及到較多的實驗軟件,但對于不同的控制方式將有不同的實驗軟件,其具體如下所示:
    PLC控制:上位機采用MCGS工控組態(tài)軟件
    智能儀表控制:上位機采用MCGS工控組態(tài)軟件
    智能模塊控制:上位機采用MCGS工控組態(tài)軟件
    數(shù)據(jù)采集卡控制:上位機采用MCGS工控組態(tài)軟件控制、LABVIEW樣例控制、MATLAB樣例控制(實時控制)、VB、VC++開發(fā)所開發(fā)的實驗樣例
    單片機控制:VB、VC++開發(fā)所開發(fā)的實驗樣例
    DSP控制:VB、VC++開發(fā)所開發(fā)的實驗樣例
    注:以上所涉及到的軟件除MCGS工控組態(tài)軟件外,其余軟件均由學校自行采購。

 

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