专利名称：一种模块化可重组的过程控制综合实验平台的制作方法
技术领域：
一种模块化可重组的过程控制综合实验平台技术领域[0001]本实用新型涉及一种综合实验平台，特别是一种模块化可重组的过程控制综合实验平台。
背景技术：
[0002]过程控制课程是工业自动化专业的必修课及自动化专业的选修课程。课堂教学只能使学生掌握扎实的理论知识，在坚实的理论知识基础上还必须要求学生具有一定的实际工作的技能。大多数院校目前所用的实验装置中，传感器、控制器模块被全部封装，学生无法了解其内部结构，对其缺少感性的认识，以致大部分同学只掌握纯理论知识，与实际应用脱节。因此，教学过程应该突出实践教学，满足实验教学的需要，改变综合性、创新性实验所占比例较少的现状，培养学生的实际动手能力和工程应用能力。与该课程配套的综合实验教学平台不仅能帮助学生理解过程控制的被控对象、控制手段和实现方法，还可以促进学生对自动控制原理课程的理解和掌握。[0003]为满足培养检测与控制综合技术人才要求，国内许多高校相继搭建了许多“过程控制综合实验平台”。目前所搭建的综合实验平台存在如下缺点:一次投入资金巨大，技术含量高，建设难度比较大，存在一定的风险；资金投入较少的综合实验平台能够完成的实验少，且达不到综合实验水平要求，学生在动手实践、自主创新方面机会少，得不到有效的提闻。实用新型内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种模块化可重组的过程控制综合实验平台，实现不同功能模块之间的相互组合连接，构建不同类型不同功能的过程控制综合实验平台，开设不同类型的综合性或创新性实验，为各高校学生提供一个开放性的过程控制综合实验平台。[0005]本实用新型通过以下技术方案达到上述目的:一种模块化可重组的过程控制综合实验平台，包括工业过程模拟系统、检测设备、控制设备、信号接线板、485总线子系统、PLC子系统、Zigbee无线子系统和PC机，PC机与485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统连接，485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统通过信号接线板与检测设备和控制设备连接，工业过程模拟系统与检测设备和控制设备连接。[0006]所述的信号接线板包括自由端航空插头、固定航空插头、模拟量输入区域、模拟量输出区域、数字量输入区域、数字量输出区域、继电器输出区域和电源区域，固定航空插头与检测设备和控制设备连接。[0007]所述的485总线子系统包括485总线采集模块、485总线控制模块和RS-232/485接口转换器，485总线采集模块的输入端和485总线控制模块的控制信号输出端均与信号接线板的自由端航空插头连接，485总线采集模块的输出端和485总线控制模块的485信号输出端通过RS485总线与RS-232/485接口转换器连接，RS-232/485接口转换器与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、485总线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于485总线的过程控制综合实验平台。[0008]所述的PLC子系统包括PLC主机和IO模块，IO模块的输入和输出接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，IO模块通过信号线与PLC主机连接，PLC主机通过USB-PPI编程线缆与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、PLC子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于PLC的过程控制综合实验平台。[0009]所述的Zigbee无线子系统包括Zigbee协调器和Zigbee无线终端，Zigbee无线终端的采集接口和控制接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，Zigbee无线终端通过Zigbee无线网络与Zigbee协调器连接，Zigbee协调器通过RS-232接口与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、Zigbee无线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于Zigbee无线技术的过程控制综合实验平台。[0010]与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果是:能够解决目前过程控制综合实验平台一次投入资金巨大，技术含量高，建设难度比较大，或者资金投入较少的综合实验平台能够完成的实验少，且达不到综合实验水平要求，学生在动手实践、自主创新方面机会少的问题；实现不同功能模块之间的相互组合连接，构建不同类型不同功能的过程控制综合实验平台，具有模块化、可重组、可替换、成本低和易维护的特点，通过不同模块的重新组合，开设不同类型的综合性或创新性实验，为各高校学生提供一个开放性的过程控制综合实验平台。
[0011]图1为本实用新型所述的模块化可重组的过程控制综合实验平台的结构示意图。
具体实施方式
[0012]
以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进一步说明。[0013]如图1所示，一种模块化可重组的过程控制综合实验平台，包括工业过程模拟对象、检测设备、控制设备、信号接线板、485总线子系统、PLC子系统、Zigbee无线子系统和PC机，PC机与485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统连接，485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统通过信号接线板与检测设备和控制设备连接，工业过程模拟系统与检测设备和控制设备连接。[0014]所述工业过程模拟系统的检测参数包括温度、压力、流量、液位等过程参数，被控对象包括开关阀、调节阀、电机、水泵等过程被控对象。[0015]所述检测设备负责检测工业过程模拟系统的过程参数，并输出模拟量信号或者数字量信号；所述控制设备负责接收模拟量信号、数字量信号或者继电器信号，作用于工业过程模拟系统的被控对象。[0016]所述信号接线板包括自由端航空插头、固定航空插头、模拟量输入区域、模拟量输出区域、数字量输入区域、数字量输出区域、继电器输出区域和电源区域，固定航空插头与检测设备和控制设备连接。[0017]所述485总线子系统包括485总线采集模块、485总线控制模块和RS-232/485接口转换器，485总线采集模块的输入端与信号接线板的自由端航空插头连接，485总线控制模块的控制信号输出端与信号接线板的自由端航空插头连接，485总线采集模块的输出端和485总线控制模块的485信号输出端通过RS485总线与RS-232/485接口转换器连接，RS-232/485接口转换器与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、485总线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于485总线的过程控制综合实验平台。[0018]所述PLC子系统包括PLC主机和IO模块，IO模块的输入和输出接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，IO模块通过信号线与PLC主机连接，PLC主机通过USB-PPI编程线缆与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、PLC子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于PLC的过程控制综合实验平台。[0019]所述Zigbee无线子系统包括Zigbee协调器和Zigbee无线终端,Zigbee无线终端的采集和控制接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，Zigbee无线终端通过Zigbee无线网络与Zigbee协调器连接，Zigbee协调器通过RS-232接口与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、Zigbee无线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于Zigbee无线技术的过程控制综合实验平台。
权利要求1.一种模块化可重组的过程控制综合实验平台，其特征在于，包括工业过程模拟系统、检测设备、控制设备、信号接线板、485总线子系统、PLC子系统、Zigbee无线子系统和PC机，PC机与485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统连接，485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统通过信号接线板与检测设备和控制设备连接，工业过程模拟系统与检测设备和控制设备连接。
2.根据权利要求1所述的模块化可重组的过程控制综合实验平台，其特征在于，所述的信号接线板包括自由端航空插头、固定航空插头、模拟量输入区域、模拟量输出区域、数字量输入区域、数字量输出区域、继电器输出区域和电源区域，固定航空插头与检测设备和控制设备连接。
3.根据权利要求2所述的模块化可重组的过程控制综合实验平台，其特征在于，所述的485总线子系统包括485总线采集模块、485总线控制模块和RS-232/485接口转换器，485总线采集模块的输入端和485总线控制模块的控制信号输出端均与信号接线板的自由端航空插头连接，485总线采集模块的输出端和485总线控制模块的485信号输出端通过RS485总线与RS-232/485接口转换器连接，RS-232/485接口转换器与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、485总线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于485总线的过程控制综合实验平台。
4.根据权利要求2所述的模块化可重组的过程控制综合实验平台，其特征在于，所述的PLC子系统包括PLC主机和IO模块，IO模块的输入和输出接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，IO模块通过信号线与PLC主机连接，PLC主机通过USB-PPI编程线缆与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、PLC子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于PLC的过程控制综合实验平台。
5.根据权利要求2所述的模块化可重组的过程控制综合实验平台，其特征在于，所述的Zigbee无线子系统包括Zigbee协调器和Zigbee无线终端，Zigbee无线终端的采集接口和控制接口均与信号接线板的自由端航空插头连接，Zigbee无线终端通过Zigbee无线网络与Zigbee协调器连接，Zigbee协调器通过RS-232接口与PC机连接；当自由端航空插头和固定航空插头插合时，PC机、Zigbee无线子系统、检测设备、控制设备和工业过程模拟系统则组合构成基于Zigbee无线技术的过程控制综合实验平台。
专利摘要一种模块化可重组的过程控制综合实验平台，包括工业过程模拟系统、检测设备、控制设备、信号接线板、485总线子系统、PLC子系统、Zigbee无线子系统和PC机，PC机与485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统连接，485总线子系统、PLC子系统和Zigbee无线子系统通过信号接线板与检测设备和控制设备连接，工业过程模拟系统与检测设备和控制设备连接。本实用新型能够实现不同功能模块之间的相互组合连接，构建不同类型不同功能的过程控制综合实验平台，具有模块化、可重组、可替换、成本低和易维护的特点，通过不同模块的重新组合，能够开设不同类型的综合性或创新性实验，为各高校学生提供一个开放性的过程控制综合实验平台。
文档编号G05B17/02GK203069995SQ20132006521
公开日2013年7月17日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者覃群, 黎仕增, 刘港 申请人:广西机电职业技术学院