专利名称：过程控制实验箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学实验设备的技术领域，具体涉及能实现模拟软件与控制系统进行数据交换的过程控制实验箱。
背景技术：
目前，现有的过程控制仿真实验都是纯软件仿真，没有模拟软件与实际控制系统相结合的过程控制系统，学生只能用软件来实现对模拟系统的控制，这样就很难学习实际控制系统与模拟对象的连接方法和过程控制系统的控制方法，也不能很好的了解智能仪表等设备的应用，不利于培养学生的实际操作经验与动手能力。如果学校采用实际过程控制系统与实际控制对象教学，那样又投入量太大，成本太高。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种过程控制实验箱，它的目的在于采用牛顿模块和智能仪表来实现实际控制系统与计算机模拟对象进行数据交换，提高了过程控制仿真实验的操作性，加深了学生对过程控制实验的控制方法的了解。所述的过程控制实验箱，包括相互配合的箱盖和箱体，其特征在于所述的箱盖内设有固定接线柱1、电源模块和牛顿模块，所述的箱体内设有智能调节器、比例器、直流毫安表、固定接线柱I1、调节器通信口、仿真系统通信口、保险丝座及开关，所述的牛顿模块的输入/输出端口与固定接线柱I连接，智能调节器的输入/输出端口与固定接线柱II连接，牛顿模块的通信口连接到仿真系统通信口上，所述的电源模块的输入端连接到开关上，电源模块的输出端连接到牛顿模块的电源输入端，智能调节器的通信口连接到调节器通信口上。所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱盖上配合设置箱盖面板，所述的固定接线柱I设置在箱盖面板上。所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱体上配合设置箱体面板，所述的智能调节器、调节器通信口、仿真系统通信口、开关及固定接线柱II分别设置在箱体面板上。所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱盖上配合设置导轨，牛顿模块并排固定设置在该导轨上。所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱体上还配合设置实验箱把手。上述的过程控制实验箱，包括相互配合的箱盖和箱体，箱盖内设有固定接线柱1、电源模块和牛顿模块，箱体内设有智能调节器、比例器、直流毫安表、固定接线柱I1、调节器通信口、仿真系统通信口、保险丝座及开关，牛顿模块的输入/输出端口与固定接线柱I连接，智能调节器的输入/输出端口与固定接线柱II连接，牛顿模块的通信口连接到仿真系统通信口上，电源模块的输入端连接到开关上，电源模块的输出端连接到牛顿模块的电源输入端，智能调节器的通信口连接到调节器通信口上。本实用新型的过程控制实验箱通过使过程控制实验装置小型化与模拟化相结合，既节约了购买大型过程控制实验设备的成本，又具有很好的实际操作性，可以让学生很好的学习实际过程控制设备的使用方法和控制方法，培养学生的动手能力。
[0010]图1为本实用新型过程控制实验箱的结构示意图。[0011]图中:1_箱盖，2-箱体，3-智能调节器，4-比例器，5-直流毫安表，6-固定接线柱I，7-调节器通信口，8-仿真系统通信口，9-保险丝座，10-开关，11-实验箱把手，12-箱盖面板，13-箱体面板，14-固定接线柱II。
具体实施方式
[0012]
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。[0013]如图1所示，过程控制实验箱，包括相互配合的箱盖I和箱体2，箱盖I上配合设置箱盖面板12，箱盖面板12上设置固定接线柱I 6，所述的箱盖I内设有电源模块和牛顿模块，其中牛顿模块并排固定设置在箱盖I上设置的导轨上，箱体2上配合设置箱体面板13，智能调节器3、调节器通信口 7、仿真系统通信口 8、开关10及固定接线柱II 14分别设置在箱体面板13上，箱体2内设有比例器4、直流毫安表5、保险丝座9，所述的牛顿模块的输入/输出端口与固定接线柱I 6连接，可以通过带插头的连线将箱盖面板12上的固定接线柱I 6与控制系统连接来实现模拟仿真对象与控制系统的数据交换。智能调节器3的输入/输出端口与固定接线柱II 14连接，牛顿模块的通信口连接到仿真系统通信口 8上，用RS485通信线将箱体2上的仿真系统通信口与计算机串口连接，实现牛顿模块与计算机的通信。所述的电源模块的输入端连接到开关10上，电源模块的输出端连接到牛顿模块的电源输入端，用于给牛顿模块提供24V供电电压，智能调节器3的通信口连接到调节器通信口7上，为了搬运和移动方便，本实用新型的箱体2上还配合设置实验箱把手11。[0014]如图所示，本实用新型的过程控制实验箱，在做实验前，只需按照实验要求用连接线将箱盖面板12上的固定接线柱I 6与箱体面板13上的固定接线柱II 14相连接，用RS485选择需要的通信口与计算机连接，然后打开箱体面板13上的开关10就可以进行模拟对象与实验箱控制系统相结合的过程控制模拟仿真实验，实验过程中，牛顿模块将计算机上的数字信号转换成电压信号输入给智能调节器，智能调节器经过采集到的信号再将电流信号反馈输出给牛顿模块，牛顿模块再将采集到的模拟信号转换成数字信号传输给计算机，这样完成了就将过程控制实验中的实际控制系统与模拟对象相结合。[0015]本实用新型的牛顿模块的特点是具有组态简单、采集的信号稳定、抗干扰能力强、编程容易等众多优点，每一单一的牛顿模块都是地址可编程的，它使用01 - FF两位地址代码，因此，一条RS485总线上可以同时使用255个牛顿模块。牛顿模块的输入/输出都接到箱盖面板12的固定接线柱I 6上，使得牛顿模块与控制系统的连接方法快捷方便；其控制系统采用的是智能调节器3和比例器4，智能调节器3有PID自动调节和模糊控制调节功能，并且具有手动输出和自动输出的功能，智能调节器3和比例器4的输入/输出端口也都接到箱体面板13的固定接线柱II 14上，做实验时，只需采用连接线将控制系统与牛顿模块相连接，牛顿模块的输出作为控制系统的输入，牛顿模块的输入作为控制系统的输出，这样就实现了过程控制实验箱与计算机模拟系统相结合过程控制模拟仿真功能，使学生更好的学习过程控制的操作方法和控制方法，提高了学生的实际操作能力。[0016]本实用新型的过程控制实验箱的设计思想是首先利用模拟软件对被控对象的各个部分进行建模，然后根据实际物理系统的数学模型，将它转换成能在计算机上运行的仿真模型，然后利用计算机程序将仿真模型编程到计算机上进行数值计算的过程，制作出模拟控制对象，再用本实验箱作为实际控制系统，与建立的模拟控制对象相结合，构成过程控制系统。
权利要求1.过程控制实验箱，包括相互配合的箱盖(I)和箱体(2)，其特征在于所述的箱盖(I)内设有固定接线柱I (6)、电源模块和牛顿模块，所述的箱体(2)内设有智能调节器(3)、比例器(4)、直流毫安表(5)、固定接线柱II (14)、调节器通信口(7)、仿真系统通信口(8)、保险丝座(9)及开关(10)，所述的牛顿模块的输入/输出端口与固定接线柱I (6)连接，智能调节器(3)的输入/输出端口与固定接线柱II (14)连接，牛顿模块的通信口连接到仿真系统通信口(8)上，所述的电源模块的输入端连接到开关(10)上，电源模块的输出端连接到牛顿模块的电源输入端，智能调节器(3)的通信口连接到调节器通信口(7)上。
2.根据权利要求1所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱盖(I)上配合设置箱盖面板(12 )，所述的固定接线柱I (6 )设置在箱盖面板(12 )上。
3.根据权利要求1所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱体(2)上配合设置箱体面板(13)，所述的智能调节器(3)、调节器通信口(7)、仿真系统通信口(8)、开关(10)及固定接线柱II (14)分别设置在箱体面板(13)上。
4.根据权利要求1所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱盖(I)上配合设置导轨，牛顿模块并排固定设置在该导轨上。
5.根据权利要求1所述的过程控制实验箱，其特征在于所述的箱体(2)上还配合设置实验箱把手(11)。
专利摘要过程控制实验箱，属于教学实验设备的技术领域。它包括相互配合的箱盖和箱体，箱盖内设有固定接线柱、电源模块和牛顿模块，箱体内设有智能调节器、比例器等，牛顿模块的输入/输出端口与固定接线柱Ⅰ连接，智能调节器的输入/输出端口与固定接线柱Ⅱ连接，牛顿模块的通信口与仿真系统通信口连接，电源模块的输入端、输出端分别与开关和牛顿模块的电源输入端连接，智能调节器的通信口连接到调节器通信口上。本实用新型通过使过程控制实验装置小型化与模拟化相结合，其成本低，且具有很好的实际操作性，让学生很好的学习实际过程控制设备的使用方法和控制方法，培养学生的动手能力，并且该过程控制实验箱结构紧凑，携带和使用都非常方便。
文档编号G09B19/00GK202956949SQ201220643569
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者陈卸水, 魏钦召, 洪振华, 李江华 申请人:浙江求是科教设备有限公司