專(zhuān)利名稱(chēng)：一種測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是 一種測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，屬于實(shí)驗(yàn)裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前的實(shí)驗(yàn)裝置大多為單一課程的實(shí)驗(yàn)而設(shè)置，如大學(xué)工科中設(shè) 置的《流體傳動(dòng)與控制》、《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》、《可編程控制器原理 與應(yīng)用》三門(mén)課程，其實(shí)驗(yàn)裝置所用的設(shè)備重復(fù)，如《流體傳動(dòng)與控 制》課程的實(shí)驗(yàn)裝置需要電機(jī)、開(kāi)關(guān)、按鈕、壓力、流量、轉(zhuǎn)速傳感
器；《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》和《可編程控制器原理與應(yīng)用》課程的實(shí) 驗(yàn)裝置也需要電機(jī)、開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)速傳感器；同時(shí)《機(jī)電傳動(dòng)控制 技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)需要加載裝置，《可編程控制器原理與應(yīng)用》課程 的實(shí)驗(yàn)需要控制對(duì)象。另外，各實(shí)驗(yàn)裝置利用率低，且各課程的實(shí)驗(yàn) 裝置缺乏課程間的聯(lián)系，且較多停留在科學(xué)原理的驗(yàn)證層面，與實(shí)際 應(yīng)用脫節(jié)，難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供 一種最大程度地降低了 單課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入，大大提高了設(shè)備利用率的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn) 裝置。本發(fā)明節(jié)省了成本和場(chǎng)地，更使學(xué)生能夠感觸到不同學(xué)科之間 的聯(lián)系。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括有可編程控制器、液壓系統(tǒng)、工作電機(jī)、加載電機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳感器、接觸器、中間繼電器、數(shù)碼顯 示板，其中工作電機(jī)與液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)泵連接，裝在液壓系統(tǒng)中的傳 感器的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與可編程控制器的輸入接口連接， 可編程控制器的輸出接口通過(guò)中間繼電器及接觸器與加載電機(jī)連接， 可編程控制器的輸出接口還連接有數(shù)碼顯示板。
上述可編程控制器的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有數(shù)字式多 通道存儲(chǔ)示波器。
上述接觸器還連接有控制按鈕。
上述可編程控制器的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器還連接有變頻
器，變頻器與工作電機(jī)連接。
上述工作電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器與可編程控制器的輸入接口連接
及與變頻器連接。
上述可編程控制器的通訊接口還連接有人機(jī)界面。 上述可編程控制器的輸入接口還連接有計(jì)算機(jī)。 上述可編程控制器的輸入接口還連接有撥碼開(kāi)關(guān)。 上述傳感器包括有流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位
移傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器。
上述接觸器為交流接觸器；上述中間繼電器還連接有指示燈，
液壓系統(tǒng)包括有活塞缸及控制閬、壓力表。
本發(fā)明把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的《流體傳動(dòng)與控制》、《機(jī)電傳動(dòng)控制技
術(shù)》、《可編程控制器原理與應(yīng)用》三門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)綜合在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝
置上，把原來(lái)單一為《流體傳動(dòng)與控制》課程實(shí)驗(yàn)服務(wù)的設(shè)備，改造
為一個(gè)面向相關(guān)專(zhuān)業(yè)的緣合實(shí)驗(yàn)裝置，并利用PLC解決《流體傳動(dòng)與
控制》課程實(shí)驗(yàn)各物理量的自動(dòng)檢測(cè)和智能控制問(wèn)題，用液壓傳動(dòng)裝置解決《可編程控制器原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)輸入和輸出無(wú)實(shí)際對(duì)象 以及《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)目標(biāo)、沒(méi)有負(fù)載等問(wèn)題。 將三門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備整合成一套綜合裝置，極大地提高了設(shè)備的利 用率，節(jié)省成本和場(chǎng)地。同時(shí)，學(xué)生反復(fù)在同一實(shí)驗(yàn)裝置上做不同課 程的實(shí)驗(yàn)，還可減少對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的了解熟悉時(shí)間，起到溫故知新^J效 果，更能夠使學(xué)生感觸到不同學(xué)科之間的聯(lián)系，對(duì)提高學(xué)生綜合知識(shí) 的實(shí)際應(yīng)用能力起到了積極的作用。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置除了能為相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)出《流體傳動(dòng)與控制》、 《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》、《可編程控制器原理與應(yīng)用》三門(mén)課程的全部 實(shí)驗(yàn)外，與其它同類(lèi)產(chǎn)品相比還有如下特點(diǎn)
1、節(jié)省成本、節(jié)約場(chǎng)地、提高設(shè)備利用率。
相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備互為支持，既解決了《流體傳動(dòng)與控制》課程 實(shí)驗(yàn)各物理量的自動(dòng)檢測(cè)問(wèn)題，又解決了《可編程控制器原理與應(yīng)用》 課程實(shí)驗(yàn)的輸入輸出沒(méi)有實(shí)際對(duì)象、《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn) 沒(méi)有控制對(duì)象、《傳感器原理》課程實(shí)驗(yàn)沒(méi)有檢測(cè)對(duì)象等問(wèn)題， 一舉 多得，相得益彰。
2、 減少學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的了解熟悉時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率。
由于在同一實(shí)驗(yàn)裝置上可以完成多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在前面的 課程實(shí)驗(yàn)中已接觸過(guò)該裝置，因此在做后續(xù)課程實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可以將更 多的時(shí)間有效地應(yīng)用于實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而提高了實(shí)驗(yàn)效率。
3、 加深對(duì)前面課程內(nèi)容的了解，起鞏固復(fù)習(xí)作用； 后續(xù)課程的實(shí)驗(yàn)需要應(yīng)用前面實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，表面步驟相同，實(shí)質(zhì)
要求不同。如《流體傳動(dòng)與控制》課程實(shí)驗(yàn)中的"改變油泵轉(zhuǎn)速調(diào)速" 與《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)中的"變頻調(diào)速特性"內(nèi)容所操作的步驟相近，但要求不同，前者關(guān)心的是活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度變化特 點(diǎn)，而后者的著眼點(diǎn)則是電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。形式上后者可視為前者的 復(fù)習(xí)，循序漸進(jìn)，起溫故而知新之效。三門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)做下來(lái)，經(jīng)過(guò) 反復(fù)強(qiáng)化，學(xué)生對(duì)應(yīng)用PLC對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和檢測(cè)就有較系 統(tǒng)的印象和伴會(huì)。
4、真刀真槍?zhuān)咏こ虒?shí)際。
由于變頻器是一個(gè)較強(qiáng)的干擾源，很容易對(duì)其它設(shè)備，特別是檢 測(cè)設(shè)備產(chǎn)生干擾，液壓的壓力脈動(dòng)一般較大，檢測(cè)樣本不穩(wěn)定,因此 與其它同類(lèi)產(chǎn)品相比更接近工程實(shí)際問(wèn)題。
5、 體現(xiàn)學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，有利于提高學(xué)生綜合知識(shí)應(yīng)用的 能力，拓寬學(xué)生的視野。
6、 一物多用。
除了可作上述三門(mén)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)及傳感器應(yīng)用實(shí)例外，還可供 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及其它相近專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)使用。同時(shí)也可作為高 年級(jí)學(xué)生《科研訓(xùn)練》及研究生培養(yǎng)等二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置體現(xiàn)了課程特征和專(zhuān)業(yè)特色，對(duì)提高學(xué)生綜合知 識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力起到了積極的作用。該實(shí)驗(yàn)裝置特別適合測(cè)控技術(shù) 與儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生使用，也適用于其他開(kāi)設(shè)上述課程的專(zhuān)業(yè)，如機(jī)電 一體化、輕工機(jī)械等專(zhuān)業(yè)。對(duì)學(xué)生人數(shù)不多，又缺乏實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的學(xué)校 尤為合適。本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的測(cè)控系統(tǒng) 綜合實(shí)驗(yàn)裝置。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示，包括有可編程控制器l、液壓
系統(tǒng)2、工作電機(jī)3、加載電機(jī)4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、傳感器8、接觸器 10、中間繼電器ll、數(shù)碼顯示板12,其中工作電機(jī)3與液壓系統(tǒng)2 的驅(qū)動(dòng)泵連接，裝在液壓系統(tǒng)中的傳感器8的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn) 換器6與可編程控制器1的輸入接口連接，可編程控制器l的輸出接 口通過(guò)中間繼電器11及接觸器10與加載電機(jī)4連接，可編程控制器 1的輸出接口還連接有數(shù)碼顯示板12。
上述可編程控制器1的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器'7連接有數(shù)字 式多通道存儲(chǔ)示波器13。
上述接觸器10還連接有控制按鈕9。
上述可編程控制器1的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器7還連接有變
頻器5,變頻器5與工作電機(jī)3連接。
上述工作電機(jī)1通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器17與可編程控制器1的輸入接
口連接及與變頻器5連接。
上述可編程控制器l的通訊接口還連接有人機(jī)界面14。 上述可編程控制器1的輸入接口還連接有計(jì)算機(jī)15。 上述可編程控制器l的輸入接口還連接有撥碼開(kāi)關(guān)16。 上述傳感器8包括有流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、
位移傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器。
上述接觸器10為交流接觸器；上述中間繼電器11還連接有指
示燈18,液壓系統(tǒng)2包括有活塞缸19及控制閥、壓力表。 本發(fā)明在使用時(shí)，由如下三大實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成 1、《液壓傳動(dòng)與控制》實(shí)驗(yàn)?zāi)K 《液壓傳動(dòng)與控制》實(shí)驗(yàn)?zāi)K由泵站、變頻器、工作電機(jī)(含旋轉(zhuǎn)編碼器)、加載電機(jī)、各種傳感器(如方向、壓力、流量控制閥、 流量、壓力、速度、位移、振動(dòng)、溫度等傳感器)、控制按鈕、壓力 表等組成?？赏瓿杀菊n程的<液壓泵的特性實(shí)驗(yàn)>、〈節(jié)流調(diào)速性能實(shí) 驗(yàn)〉。同時(shí)作為《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》、《可編程控制器原理與應(yīng)用》 課程實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)、控制對(duì)象。各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理參考現(xiàn)有 實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理。
2、《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》實(shí)驗(yàn)?zāi)K
《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》實(shí)驗(yàn)?zāi)K由交流接觸器、中間繼電器、時(shí) 間繼電器、電源開(kāi)關(guān)、熔斷器、指示燈、控制按鈕、變頻器、交流電 機(jī)等組成。可完成本課程的〈繼電器-接觸器邏輯電路設(shè)計(jì)>、 <交流變 頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)>、 <異步電機(jī)變頻調(diào)速機(jī)械特性>、 <機(jī)電傳動(dòng)綜合應(yīng)用演 示〉等實(shí)驗(yàn)。同時(shí)作為《可編程控制器原理與應(yīng)用》、《液壓傳動(dòng)與控 制》課程實(shí)驗(yàn)的控制手段和對(duì)象。各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理參考 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理。
3、《可編程控制器原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)?zāi)K 《可編程控制器原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)?zāi)K由可編程控制器(三菱
FX2n-64MT)及其擴(kuò)展模塊A/D、 D/A，人機(jī)界面、控制按鈕、(模擬 PLC輸入的)開(kāi)關(guān)、撥碼盤(pán)、中間繼電器、數(shù)碼顯示板、各種傳感器 (如流量、壓力、速度、位移、振動(dòng)、溫度等傳感器)、變頻器、工 作電機(jī)、數(shù)字式多通道存儲(chǔ)示波器等組成?？赏瓿杀菊n程的〈基本指 令應(yīng)用>、 <順控指令應(yīng)用>、 <功能指令應(yīng)用>、 <功能模塊應(yīng)用>實(shí)驗(yàn)。 同時(shí)作為《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》、《液壓傳動(dòng)與控制》課程實(shí)驗(yàn)的智能 控制與數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理參考現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的 實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)原理。此外，在此綜合實(shí)驗(yàn)裝置上，可以完成《傳感器原理及應(yīng)用》課
程的<常規(guī)傳感器應(yīng)用>、 <先進(jìn)傳感器應(yīng)用>實(shí)驗(yàn)；配置上數(shù)據(jù)釆集卡 后，還可以完成《LabVIEW虛擬儀器》課程基于測(cè)控系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)； 本裝置還選配了電量傳感器和運(yùn)動(dòng)控制單元(FX2n-20GM)。該綜合裝 置不是一般的模擬裝置，而是i: r的真實(shí)工業(yè)控制裝置。其綜合了 《流體傳動(dòng)與控制》、《機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)》、《可編程控制器原理與應(yīng) 用》、《傳感器原理及應(yīng)用》、《自動(dòng)控制原理》、《檢測(cè)技術(shù)》、《計(jì)算機(jī) 技術(shù)》等多門(mén)學(xué)科的知識(shí)、相互相承。除了面向常規(guī)課程實(shí)驗(yàn)，還可 供高年級(jí)學(xué)生的<科研訓(xùn)練>、 <畢業(yè)設(shè)計(jì)>及研究生培養(yǎng)等教學(xué)環(huán)節(jié)使 用。
權(quán)利要求
1、一種測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括有可編程控制器(1)、液壓系統(tǒng)(2)、工作電機(jī)(3)、加載電機(jī)(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、傳感器(8)、接觸器(10)、中間繼電器(11)、數(shù)碼顯示板(12)，其中工作電機(jī)(3)與液壓系統(tǒng)(2)的驅(qū)動(dòng)泵連接，裝在液壓系統(tǒng)中的傳感器(8)的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)與可編程控制器(1)的輸入接口連接，可編程控制器(1)的輸出接口通過(guò)中間繼電器(11)及接觸器(10)與加載電機(jī)(4)連接，可編程控制器(1)的輸出接口還連接有數(shù)碼顯示板(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述可編 程控制器(1)的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)連接有數(shù)字式多通道存儲(chǔ)示波 器(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述接觸 器(10)還連接有控制按鈕(9)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述可編 程控制器(1)的輸出接口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)還連接有變頻器(5)，變頻器(5)與工作電機(jī)(3)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述工作 電機(jī)(1)通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器(17)與可編程控制器(1)的輸入接口連接及與變 頻器(5)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述可編 程控制器(1)的通訊接口還連接有人機(jī)界面(14)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述可編程控制器(1)的輸入接口還連接有計(jì)算機(jī)(15)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述可編程控制器(1)的輸入接口還連接有撥碼開(kāi)關(guān)(16)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在 于上述傳感器(8)包括有流量傳感器、壓力傳,感器、速度傳感器、位移傳感 器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器。
10、 根據(jù)權(quán)利要9所述的測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述接觸器 (IO)為交流接觸器；上述中間繼電器(11)還連接有指示燈(18),液壓系統(tǒng)(2)包括有活塞缸(19)及控制閥、壓力表。全文摘要
本發(fā)明是一種測(cè)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置。包括可編程控制器、液壓系統(tǒng)、工作電機(jī)、加載電機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳感器、接觸器、中間繼電器、數(shù)碼顯示板，其中工作電機(jī)與液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)泵連接，裝在液壓系統(tǒng)中的傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與可編程控制器的輸入接口連接，可編程控制器的輸出接口通過(guò)中間繼電器及接觸器與加載電機(jī)連接，可編程控制器的輸出接口還連接有數(shù)碼顯示板。本發(fā)明將三門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備綜合在同一套裝置上，最大程度地降低了單課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入，大大提高了設(shè)備利用率，節(jié)省成本和場(chǎng)地。另外，學(xué)生反復(fù)在同一實(shí)驗(yàn)裝置上做不同的試驗(yàn)，既減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置了解熟悉的時(shí)間，還起到溫故知新的效果，更能夠感觸到不同學(xué)科之間的聯(lián)系。
文檔編號(hào)G09B25/00GK101419765SQ200810218799
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者葉建輝, 查曉春, 陳益民, 勉 黎 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)