采用蠕动泵的PID教学设备的制作方法

本实用新型涉及教学用具技术领域，特别涉及一种采用蠕动泵的PID教学设备。

背景技术：

PID控制是工业生产中最常用的一种控制方式，因此PID控制也是理工科学生的重要学习项目之一。

在目前的PID控制教学中，通常由教师根据教材对PID控制算法进行讲解，学生结合老师的讲解以及教材来理解记忆PID控制，目前缺乏一种模拟PID控制的仿真教学设备来帮助学生学习PID控制。

技术实现要素：

为了解决目前缺乏一种模拟PID控制的仿真教学设备来帮助学生学习PID控制的问题，本实用新型实施例提供了一种采用蠕动泵的PID教学设备，所述触摸屏、所述变频器、所述数显压力传感器分别与所述控制器电性连接，所述变频器与所述蠕动泵机械连接；

所述蠕动泵的出水端通过一根连接管与所述带刻度盛水管的顶端连通，所述蠕动泵的进水端通过一根连接管与所述水容器相连通；

带刻度盛水管的底端有两个口,一口通过一根连接管与数显压力传感器相连通；另一口通过一根连接管与阀门的进水口相连通，该阀门的出水口通过一根连接与水容器的内部连通，所述数显压力传感器的底端与所述带刻度盛水管的底端齐平。

可选的，所述装置还包括直立式网格架，所述控制器、触摸屏、变频器、蠕动泵、至少一根连接管、带刻度盛水管、数显压力传感器均被安装在所述网格架上。

可选的，所述带刻度盛水管旁设置有用于实时显示输出曲线的显示器，所述输出曲线的自变量为时间、因变量为所述带刻度盛水管的液面高度或所述数显压力传感器检测到的压力值。

可选的，所述连接管为透明软管。

可选的，所述水容器的内壁上设置有颜料盒，所述颜料盒由软性材料制成，所述颜料盒表面上有划痕，所述颜料盒被挤压时所述颜料盒中颜料流出。

可选的，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC或者单片机或者工控机。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

提供了一种采用蠕动泵的PID教学设备，该装置包括：控制器、触摸屏、变频器、蠕动泵、至少一根连接管、带刻度盛水管、数显压力传感器和水容器，其中：触摸屏、变频器、数显压力传感器分别与控制器电性连接，变频器与蠕动泵电机械连接；蠕动泵的出水端通过一根连接管与带刻度盛水管的顶端连通，蠕动泵的进水端通过一根连接管与水容器相连通；带刻度盛水管的底端有两个口,一口通过一根连接管与数显压力传感器相连通；另一口通过一根连接管与阀门的进水口相连通，该阀门的出水口通过一根连接与水容器的内部连通，数显压力传感器的底端与带刻度盛水管的底端齐平；该装置可采用PID算法控制蠕动泵向带刻度盛水管注水至预定高度，学生可通过观察带刻度盛水管中液面高度变化来学习PID控制，解决了目前缺乏一种模拟PID控制的仿真教学设备来帮助学生学习PID控制的问题，到达了直观展示PID控制教学内容的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的采用蠕动泵的PID教学设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种采用蠕动泵的PID教学设备，该采用蠕动泵的PID教学设备包括：控制器10、触摸屏20、变频器30、蠕动泵40、至少一根连接管(图中未示出)、带刻度盛水管41、数显压力传感器50和水容器60，其中：

触摸屏20、变频器30、数显压力传感器50分别与控制器10电性连接，变频器30与蠕动泵40机械连接；

蠕动泵40的出水端通过一根连接管与带刻度盛水管41的顶端连通，蠕动泵40的进水端通过一根连接管与水容器相连通；

带刻度盛水管41的底端有两个口,一口通过一根连接管与数显压力传感器50相连通；另一口通过一根连接管与阀门42的进水口相连通，该阀门的出水口通过一根连接与水容器的内部连通，数显压力传感器50的底端与带刻度盛水管41的底端齐平。

以向带刻度盛水管41注水直至液面高度达到预设高度来举例说明，控制器10可每隔预定时间采集数显压力传感器50检测到的压力值，根据该压力值确定带刻度盛水管41中液面高度。控制器10利用PID算法调节变频器30的供电频率，从而改变蠕动泵40将水容器60中液体抽入带刻度盛水管41的速度。用户可通过打开或关闭阀门42使带刻度盛水管41中的液体流入水容器60。

如果该PID教学设备采用普通水泵，在水泵的转速较低(例如，低于300r/min)时水泵不能够实现抽水，影响实验效果；而本申请提供的采用蠕动泵的PID教学设备通过采用蠕动泵，即使蠕动泵的转速较低蠕动泵扔能够实现抽水，保证PID实验效果。

可选的，阀门42为手动调节阀。在带刻度盛水管41的高度达到预设高度后，手动调节阀的开口与蠕动泵40的抽水速度呈正相关。也就是说，手动调节阀的开口越大、蠕动泵40的抽水速度越高。

可选的，用户可通过触摸屏20设置预设高度。

可选的，控制器10可以为工控机、单片机或者可编程逻辑控制器PLC中的一种。作为优选的技术方案，在具体实施例中，采用可编程逻辑控制器PLC作为本装置的控制器10。

可选的，该装置还包括直立式网格架(图中未示出)，控制器10、触摸屏20、变频器30、蠕动泵40、至少一根连接管、带刻度盛水管41、数显压力传感器50均被安装在网格架上，以方便该采用蠕动泵的PID教学设备的展示、教学以及移动。

可选的，水容器60的内壁上设置有颜料盒，该颜料盒由软性材料制成，该颜料盒表面上有划痕，该颜料盒被挤压时该颜料盒中颜料流出，以方便学生更为直观的观察演示效果，使学生能够清晰的从带刻度盛水管41中观察液面的变化。

在实际实现时，也可不在水容器60的内壁上设置颜料盒，可由用户自己向水容器60中添加颜料或者有色液体，例如在水容器60中滴入红色墨水。

可选的，该装置中采用的连接管均为透明软管，可以为透明的硅胶软管。

可选的，带刻度盛水管41旁设置有用于实时显示输出曲线的显示器，该输出曲线的自变量为时间、因变量为该带刻度盛水管41的液面高度或该数显压力传感器50检测到的压力值。

可选的，该显示器的纵向高度与带刻度盛水管41的纵向高度一致，该输出曲线的因变量(纵坐标)的刻度与带刻度盛水管41的刻度相一致，以便用户查看整个过程中带刻度盛水管41的液面高度变化情况。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。