一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置的制造方法
【專利說明】一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置，尤其是一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在職業(yè)教育的機(jī)電、電氣控制類實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，普遍存在由于實(shí)訓(xùn)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)多為空載或是恒定的負(fù)載，無法使電機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)的控制器(如PID調(diào)節(jié)器等)跟隨負(fù)載變化起作用，致使學(xué)生(學(xué)員)不能正確設(shè)置相關(guān)參數(shù)，導(dǎo)致教學(xué)(培訓(xùn))不能達(dá)到預(yù)期的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置，該方法及裝置能按真實(shí)的生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)改變電機(jī)軸上負(fù)荷，從而在教室里模擬生產(chǎn)現(xiàn)場復(fù)雜多變的負(fù)載變化，使學(xué)生(學(xué)員)透徹的理解相關(guān)控制原理，進(jìn)而提高學(xué)生(學(xué)員)處理實(shí)際問題的能力。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法，該方法是在作為控制器的單片機(jī)中事先預(yù)置多種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，單片機(jī)根據(jù)選調(diào)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫進(jìn)行負(fù)載模擬，并輸出控制電壓給磁滯制動(dòng)器，通過磁滯制動(dòng)器產(chǎn)生一定的扭矩對實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)進(jìn)行控制。
[0006]一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置，它包括控制器、磁滯制動(dòng)器、顯示裝置和設(shè)置按鈕，在所述的控制器中預(yù)置有基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，控制器通過PWM/V轉(zhuǎn)換器連接磁滯制動(dòng)器，磁滯制動(dòng)器通過彈性聯(lián)軸器或皮帶連接實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)；設(shè)置按鈕連接至控制器，控制器連接顯示裝置。
[0007]上述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置中，還包括用于接收實(shí)訓(xùn)裝置開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入端口、用于接收實(shí)訓(xùn)裝置模擬量信號的模擬量輸入端口和數(shù)據(jù)傳輸接口，開關(guān)量輸入端口、模擬量輸入端口和數(shù)據(jù)傳輸接口分別連接至控制器。
[0008]前述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置中，所述的控制器優(yōu)選為STC-12C5A60S2單片機(jī)，該控制器內(nèi)部具有8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換、2路PffM和可擦寫10萬次的IKB容量的EEPR0M。
[0009]前述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置中，所述的顯示裝置可以為液晶點(diǎn)陣LED顯示屏或4位數(shù)碼管。
[0010]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能按真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)改變電機(jī)軸上負(fù)荷，從而在教室里模擬生產(chǎn)現(xiàn)場復(fù)雜多變的負(fù)載變化，真實(shí)再現(xiàn)交、直流電機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際工況，有效幫助學(xué)生(學(xué)員)對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)和理解，提高學(xué)生(學(xué)員)處理實(shí)際問題的能力，顯著提高教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)與實(shí)際結(jié)合更緊密。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:如圖1所示，包括控制器1、磁滯制動(dòng)器2、顯示裝置3和設(shè)置按鈕4 ;控制器I選用市售的STC-12C5A60S2增強(qiáng)型8位單片機(jī)，該控制器I內(nèi)部具有8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換速度可達(dá)每秒鐘25萬次)、2路PffM (脈沖寬度調(diào)制)和可擦寫10萬次的IKB容量的EEPROM (電可擦除可編程只讀存儲器)，利用掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的EEPROM單元，可以將最后一次的參數(shù)設(shè)定進(jìn)行保存，方便使用。
[0014]在控制器I的程序存儲器(FLASH)中預(yù)置有多種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫數(shù)據(jù)是典型生產(chǎn)設(shè)備實(shí)際工作時(shí)采集的數(shù)據(jù)，能真實(shí)反映電機(jī)的實(shí)際工況。控制器I可根據(jù)選調(diào)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線進(jìn)行負(fù)載模擬，并輸出控制電壓對磁滯制動(dòng)器2進(jìn)行控制，其原理是利用單片機(jī)內(nèi)部程序?qū)㈩A(yù)置在單片機(jī)FLASH中的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫用特定算法將其轉(zhuǎn)換成PWM波輸出，利用該P(yáng)WM波經(jīng)過一個(gè)PWM/V工控質(zhì)量的專用轉(zhuǎn)換模塊輸出對應(yīng)的控制電壓來控制磁滯制動(dòng)器2。
[0015]為方便觀察記錄，還設(shè)置了顯示裝置3，顯示裝置3可以采用液晶點(diǎn)陣LED顯示屏或4位數(shù)碼管；該顯示裝置3除了用于實(shí)時(shí)直觀顯示負(fù)載特性曲線外，還可以在開機(jī)時(shí)顯示最后一次設(shè)置的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并與設(shè)置按鈕4配合顯示參數(shù)設(shè)定。
[0016]磁滯制動(dòng)器2用于控制實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)7。磁滯制動(dòng)器2可根據(jù)實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)7的功率、轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行選配。設(shè)置按鈕4用于選調(diào)預(yù)置在控制器I中的多種典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫。本例中設(shè)置按鈕4為三鍵按鈕，可以實(shí)現(xiàn)選調(diào)預(yù)置在控制器I中的最多10種典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫。
[0017]控制器I通過PWM/V (脈沖寬度調(diào)制)轉(zhuǎn)換器5連接磁滯制動(dòng)器2，磁滯制動(dòng)器2根據(jù)實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)7的安裝方式通過彈性聯(lián)軸器或皮帶6等方式連接實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)7 ;設(shè)置按鈕4連接至控制器1，控制器I連接顯示裝置3。為便于采集控制信號，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整負(fù)載大小，本裝置還設(shè)置了開關(guān)量輸入端口 8、模擬量輸入端口 9和數(shù)據(jù)傳輸接口 10，開關(guān)量輸入端口 8用于接收實(shí)訓(xùn)裝置開關(guān)量信號，模擬量輸入端口 9用于接收實(shí)訓(xùn)裝置模擬量信號，開關(guān)量輸入端口 8、模擬量輸入端口 9和數(shù)據(jù)傳輸接口 10分別連接至控制器I。
[0018]工作原理:首先，通過設(shè)置按鈕4選調(diào)預(yù)置在控制器I中的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，然后控制器I根據(jù)選調(diào)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線進(jìn)行負(fù)載模擬，并通過PWM/ν轉(zhuǎn)換器5輸出控制電壓來控制磁滯制動(dòng)器2，磁滯制動(dòng)器2產(chǎn)生一定的扭矩對實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)7進(jìn)行控制。整個(gè)過程的狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)通過顯示裝置3實(shí)時(shí)顯示出來。控制器I根據(jù)開關(guān)量輸入端口 8和模擬量輸入端口 9接收的實(shí)訓(xùn)裝置指令信號，可以自動(dòng)調(diào)整實(shí)訓(xùn)裝置的負(fù)載大小。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法，其特征在于:它在作為控制器的單片機(jī)中事先預(yù)置多種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，單片機(jī)根據(jù)選調(diào)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫進(jìn)行負(fù)載模擬，并輸出控制電壓給磁滯制動(dòng)器，通過磁滯制動(dòng)器產(chǎn)生一定的扭矩對實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)進(jìn)行控制。2.一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置，包括控制器(1)、磁滯制動(dòng)器(2)、顯示裝置(3)和設(shè)置按鈕(4)，其特征在于:在所述的控制器(I)中預(yù)置有基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，控制器(I)連接磁滯制動(dòng)器(2)，磁滯制動(dòng)器(2)連接實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)(7 );設(shè)置按鈕(4)連接至控制器(I)，控制器(I)連接顯示裝置(3 )。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置，其特征在于:還包括用于接收實(shí)訓(xùn)裝置開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入端口(8)、用于接收實(shí)訓(xùn)裝置模擬量信號的模擬量輸入端口(9)和數(shù)據(jù)傳輸接口( 10)，開關(guān)量輸入端口(8)、模擬量輸入端口(9)和數(shù)據(jù)傳輸接口( 10 )分別連接至控制器(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置，其特征在于:所述的控制器(I)為STC-12C5A60S2單片機(jī)，該控制器(I)內(nèi)部具有8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換、2路PffM和可擦寫10萬次的IKB容量的EEPROM。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載裝置，其特征在于:所述的顯示裝置(3)為液晶點(diǎn)陣LED顯示屏或4位數(shù)碼管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的電機(jī)模擬負(fù)載方法及裝置，該方法是在作為控制器的單片機(jī)中事先預(yù)置多種基于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫，單片機(jī)根據(jù)選調(diào)的典型電機(jī)實(shí)際負(fù)載曲線庫進(jìn)行負(fù)載模擬，并輸出控制電壓給磁滯制動(dòng)器，通過磁滯制動(dòng)器產(chǎn)生一定的扭矩對實(shí)訓(xùn)裝置電機(jī)進(jìn)行控制。本發(fā)明能真實(shí)再現(xiàn)電機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際工況，有效幫助學(xué)生（學(xué)員）對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)和理解，提高學(xué)生（學(xué)員）處理實(shí)際問題的能力，顯著提高教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)與實(shí)際結(jié)合更緊密。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105182857
【申請?zhí)枴緾N201510626526
【發(fā)明人】胡然, 謝百松, 董新, 劉建奇, 程超, 劉平
【申請人】貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月29日