LIGO-KGC2型控制工程創(chuàng )新技能訓練實(shí)驗平臺_過(guò)程控制實(shí)訓臺|自動(dòng)化實(shí)訓系統

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LIGO-KGC2型控制工程創(chuàng )新技能訓練實(shí)驗平臺

控制工程創(chuàng )新實(shí)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(shí)驗平臺上可針對不同的對象（以實(shí)驗模塊形式、學(xué)?？勺孕羞x購）進(jìn)行以PLC、智能儀表、智能模塊、單片機、DSP、數據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VB、VC++編寫(xiě)的實(shí)驗樣例來(lái)實(shí)現；而數據采集卡的軟件既有工控組態(tài)軟件，又有由VB、VC++編寫(xiě)的實(shí)驗樣例。另外數據采集卡還提供MATLAB、LABVIEW實(shí)驗編程樣例。該實(shí)驗平臺可以滿(mǎn)足工業(yè)電氣自動(dòng)化、電子信息、計算機應用科學(xué)、光機電一體化實(shí)訓等專(zhuān)業(yè)的課程設計、畢業(yè)設計或就業(yè)技能培訓。

一、系統特點(diǎn)
    1. 系統對于數據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、數據采集卡等應用型模塊，又有單片機、DSP等開(kāi)發(fā)型實(shí)驗模塊，可以供不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)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(kāi)發(fā)型軟件的使用，讓學(xué)生在掌握控制方面知識的同時(shí)，還可培訓對軟件的編程及應用
    3. 除了常規軟件外，還有測控方面比較常用的LABVIEW編程樣例和進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真控制的MATLAB實(shí)驗樣例，讓學(xué)生全面掌握各種相關(guān)輔助軟件的使用
    4. 實(shí)驗控制對象以模塊的形式進(jìn)行設計，學(xué)?？筛鶕煌囊筮M(jìn)行選擇
    5. 所有實(shí)驗程序代碼全開(kāi)放，學(xué)生可進(jìn)行任意的編程學(xué)習和設計
二、技術(shù)參數
    1. 輸入電源：三相四線(xiàn)～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(dòng)保護裝置
三、實(shí)驗項目
    1. 單閉環(huán)溫度控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、智能儀表控制、數據采集卡控制、單片機控制、DSP控制）
    2. 直流調速系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、數據采集卡控制、單片機控制、DSP控制）
    3. 單容液位閉環(huán)控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、智能儀表控制、智能模塊控制、數據采集卡控制、單片機控制）
    4. 流量單閉環(huán)控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、單片機控制、數據采集卡控制）
    5. 雙容液位閉環(huán)控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、智能儀表控制、智能模塊控制、數據采集卡控制、單片機控制）
    6. 液位串級控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現PLC控制、智能模塊控制、數據采集卡控制、單片機控制）
    7. 位置控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現數據采集卡控制、單片機控制、DSP控制）
    8. 直流發(fā)電機控制系統實(shí)驗（可以實(shí)現數據采集卡控制、單片機控制、DSP控制）
    9. 數字隨動(dòng)系統實(shí)驗（可以實(shí)現單片機控制、DSP控制）
    注：學(xué)校所選的對象和控制方式不同時(shí)，相應的實(shí)驗內容也不同。
四、實(shí)訓裝置基本配置
    1. SA01電源控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質(zhì)面板)
    提供實(shí)驗所需的三相四線(xiàn)～380V、三路單相～220V電源，總電源由三相鑰匙開(kāi)關(guān)控制，電網(wǎng)電壓由三只交流電壓表監示，三相帶燈熔斷器作為斷相指示。設有漏電保護空氣開(kāi)關(guān)、電壓型漏電保護器、電流型漏電保護器。另外，還設有定時(shí)器兼報警記錄儀。
    2. SA02實(shí)驗桌
    實(shí)驗桌為鐵質(zhì)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(cháng)方體封閉式結構，造型美觀(guān)大方；設有兩個(gè)大抽屜、柜門(mén)，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(gè)寬敞舒適的工作臺面。電腦桌聯(lián)體設計，造型美觀(guān)大方。
    3. 數據采集及控制模塊
    (1) PLC(S7-200 CPU224+EM235)模塊
    (2) 智能儀表控制模塊
    (3) 智能模塊
    (4) 數據采集卡模塊
    (5) 單片機控制模塊
    (6) DSP控制模塊
    (7) 變頻器控制模塊
    4. 實(shí)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(dòng)電路（輸入為0～5V，采用SG3525專(zhuān)用芯片，PWM控制）、風(fēng)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
    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(pán)、F/V轉換電路、驅動(dòng)電路（輸入為0～5V，采用SG3525專(zhuān)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
    單容水箱液位對象系統是由有機玻璃水箱、微型水泵、儲水槽、手動(dòng)閥門(mén)、液位傳感器和電氣控制箱組成。水泵由一功率放大電路來(lái)驅動(dòng)，儲水箱中的水從有機玻璃水箱頂部進(jìn)入，底部用一手動(dòng)閥門(mén)控制出水的流量。用擴散硅壓力變送器來(lái)檢測液位，輸出4～20mA/1～5V標準信號，通過(guò)各種控制器可實(shí)現液位的開(kāi)關(guān)和閉環(huán)控制。
    (4)  雙容水箱液位對象系統
雙容水箱液位對象系統在“單容水箱液位對象系統”的基礎上增加了一個(gè)有機玻璃水箱和一個(gè)液位傳感器，其結構與 “單容水箱液位對象系統”類(lèi)似。
    (5) 流量對象系統
單容流量對象系統與“單容水箱液位對象系統”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) 位置控制系統對象模塊
它包括一套由步進(jìn)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(shí)驗系統可以進(jìn)行位置控制的相關(guān)實(shí)驗和研究。
    (7) 直流發(fā)電機對象系統
    直流發(fā)電機對象系統采用一只三相交流電動(dòng)機和一只直流發(fā)電機組成直流發(fā)電機系統。整個(gè)系統由控制屏提供三相交流電給三相交流電動(dòng)機供電，使三相交流電動(dòng)機帶動(dòng)直流發(fā)電機轉動(dòng)；當直流電動(dòng)機的勵磁繞組有一個(gè)勵磁電流流過(guò)時(shí)，直流發(fā)電機的輸出端產(chǎn)生一個(gè)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(guò)改變勵磁電源來(lái)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，用于監視發(fā)電機的電樞電壓，便于實(shí)驗更加直觀(guān)、便于理解。
    (8) 數字隨動(dòng)系統模塊
    數字隨動(dòng)系統由以下三部分組成：被控對象直流電動(dòng)機、微型計算機及輸入輸出接口電路、外部設備。微型計算機系統是數字控制的主體，可由單片機系統、DSP系統、PC機及接口電路組成。實(shí)驗箱分為速度調節器，PWM控制單元以及功率放大器，用來(lái)實(shí)現對外圍機組的控制。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(lái)實(shí)現轉角到數字量的轉換，并將數字信號發(fā)送給PC或其它控制單元。
    5. 實(shí)驗軟件
    實(shí)驗過(guò)程中涉及到較多的實(shí)驗軟件，但對于不同的控制方式將有不同的實(shí)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
    數據采集卡控制：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(shí)時(shí)控制)、VB、VC++開(kāi)發(fā)所開(kāi)發(fā)的實(shí)驗樣例
    單片機控制：VB、VC++開(kāi)發(fā)所開(kāi)發(fā)的實(shí)驗樣例
    DSP控制：VB、VC++開(kāi)發(fā)所開(kāi)發(fā)的實(shí)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(xué)校自行采購。

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