一种创新型综合工业自动化控制实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种教学装置，尤其涉及一种创新型综合工业自动化控制实验装置。

背景技术：

从目前我国的工业自动化控制市场发展规模来看，我国拥有世界最大的市场，但从整体而言，我国从事工业自动化控制装备的企业相比于国际先进水平有明显的差距，国外企业占据我国工业自动化控制市场70％左右份额，巨大市场需求和技术落后的现状，愈来愈引起高校、职业学院高度关注和高度重视，急需培养具有创新能力的研发人才和应用型人才，但目前在教学领域内十分缺乏高端的具有自动化系统集中监控和人工智能特点的工业自动化控制实验装置，我国大专院校、职业学院，中职总数在1万所以上，教学设备行业市场亦是很大的。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种满足多种教学需求的创新型综合工业自动化控制实验装置。

本实用新型的一种创新型综合工业自动化控制实验装置，包括操作台和双变量涡流加载交流电机机组，

所述操作台上安装有电源板、触摸屏、PLC模块、变频器、智能仪表、按钮板和能耗制动模块，所述触摸屏、PLC模块、变频器、智能仪表、按钮板和能耗制动模块分别与所述电源板电相连；所述触摸屏通过485总线与所述PLC模块相连，所述变频器分别与所述PLC模块、智能仪表、能耗制动模块、双变量涡流加载交流电机机组相连，所述能耗制动模块与所述双变量涡流加载交流电机机组相连；

所述双变量涡流加载交流电机机组包括三相异步电机、双变量涡流加载部件、手动加载部件、速度继电器和检测单元，所述双变量涡流加载部件分别与所述三相异步电机、手动加载部件、速度继电器相连；

所述操作台上还安装有网孔板。

本申请的实验装置结合了继电器-接触器控制系统、PLC可编程控制系统和变频调速控制系统三大系统，通过结合了继电器、接触器的能耗制动模块用于常用的工业控制系统及电气控制系统，加入PLC模块可实现工业上常用的PLC可编程控制系统，再加入变频器可实现工业上常用的变频器控制系统，亦可实现PLC变频器高端的工业控制方式。

本申请配置的触模屏中嵌入实时多任务操作系统WINCE、NET和MCGS嵌入版组态软件并结合自研发的专用自动控制软件，通过RS485总线与PLC、变频器等设备通信，实现典型自动化系统的集中监控，完成M1CGS组态软件学习，组态软件与PLC的通信与监控实验，组态软件与变频器的通信与监控实验，组态软件与智能仪表的通信与监控，装置之间的通信等。例如：控制双变量涡流加载交流电机转速1200r/min，由触摸屏通过485总线与PLC通讯并下达指令，采用PID调速控制1200r/min，由PLC控制变频器再控制交流电机转速，并由变频器反馈给触摸屏构成闭环。

本申请中智能仪表采用具有超强过载能力的多功能智能交流电表，即使电流输入端误接入220V以上或380V以上不损坏设备，也不会影响装置测量精度，电压输入端能抗1500V以上高压过载，在小阻抗场合和测量小功率场合能保证0.5级基本精度，可测量0.2以下低功率因数，扩大了应用范围。

本申请还在实验装置上增加了网孔板，用于学生作创新设计，开发，研究之用。

进一步的，所述双变量涡流加载部件包括电路相连的开口铁芯线圈、涡流加载单元、直流加载单元和调压器，所述开口铁芯线圈两端分别连接所述涡流加载单元和直流加载单元，所述直流加载单元与所述调压器相连。

本技术方案中，一方面，开口铁芯线圈通以直流电源，在气隙间产生磁场，随电动机旋转的铝盘，在气隙磁场中割切磁力线，将产生涡流，此电流在磁场中产生的电磁力与转速方向相反，形成制动力矩，电动机转速愈高，产生涡流强度愈大，制动力矩亦愈大；另一方面，由220V单相交流电，经自耦调压器降压，再经桥式整流后，成为直流，供给线圈，调压器电压愈高，线圈电流则愈大制动力矩亦将愈大，以此构成双变量加载方式。

进一步的，所述检测单元包括光电测速器和数字测转速表，所述光电测速器分别与所述涡流加载单元和所述数字测转速表相连。

本技术方案的检测单元中光电测速器与涡流加载单元相连，用于将光电信号转化为0～10V电压，再经数字转速表显示转速。

本实用新型的一种创新型综合工业自动化控制实验装置集中了工业常用三种自动控制系统，继电器-接触器控制系统，PLC可编程控制系统和变频调速控制系统，集中了工业上基本电气控制线路，集中了生产机械设备常用电气控制线路应用实验，满足电机控制、继电器接触控制、工厂电气控制、工业自动化控制等课程的实验教学需要。

附图说明

图1为本实用新型一种创新型综合工业自动化控制实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型双变量涡流加载交流电机的结构示意图；

图3为本实用新型用于电气控制的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

由图1所示，本实施例的一种创新型综合工业自动化控制实验装置，包括操作台1和双变量涡流加载交流电机机组8，

操作台1上安装有电源板2、触摸屏3、PLC模块4、变频器5、智能仪表6、按钮板7和能耗制动模块21，触摸屏3、PLC模块4、变频器5、智能仪表6、按钮板7和能耗制动模块21分别与电源板2电相连；触摸屏3通过485总线9与PLC模块4相连，变频器5分别与PLC模块4、智能仪表6、能耗制动模块21、双变量涡流加载交流电机机组8相连，能耗制动模块21与双变量涡流加载交流电机机组8相连，能耗制动模块21中包括有交流电机22，智能仪表6为多功能智能交流电表；

如图2所示，双变量涡流加载交流电机机组8包括三相异步电机10、双变量涡流加载部件、手动加载部件12、速度继电器13和检测单元14，双变量涡流加载部件分别与三相异步电机10、手动加载部件12、速度继电器13相连，双变量涡流加载部件包括电路相连的开口铁芯线圈11、涡流加载单元15、直流加载单元16和调压器17，开口铁芯线圈11两端分别连接涡流加载单元15和直流加载单元16，直流加载单元16与调压器17相连，检测单元14包括光电测速器18和数字测转速表19，光电测速器18分别与涡流加载单元15和数字测转速表19相连；

操作台1上还安装有网孔板20。

本实施例用于电气控制如图3所示，漏电保护器4P断路器Q₁和3P断路器Q₂安装在电源板2上，开关SB1、SB2、Q₃及指示灯EL、HL2、HL1安装在按钮板22上，接触器包括交流接触器KM1、热继电器FR₁、FR₂，双变量涡流加载交流电机机组8构成主轴电动机M1，交流电机22构成冷却泵电机M2，二个交流电机接成△形，工作原理如下：1、按下电源板22中断路器Q₁，通以三相电，按下按钮SB1，起动电机M1，主轴电动机运转，指示灯HL1亮；2、按下电源板2中断路器Q₂，冷却泵电机M2投入运转；3、按下按钮Q₃，灯EL亮，表示车床正常运行。

本实施例的一种创新型综合工业自动化控制实验装置集中了工业常用三种自动控制系统，继电器-接触器控制系统，PLC可编程控制系统和变频调速控制系统，集中了工业上基本电气控制线路，集中了生产机械设备常用电气控制线路应用实验，满足电机控制、继电器接触控制、工厂电气控制、工业自动化控制等课程的实验教学需要。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。