专利名称：便携式多功能电控实验平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械产品的研发平台，特别是基于一种便携式多功能可编程的工程机械试制平台。
背景技术：
在工程机械领域，随着机电一体化、自动控制技术等越来越多新技术的投入应用，电气设备特别是对于控制器程序代码的调试已成为必不可少的环节，这部分的完成效果直接影响到工程机械的质量。一般工程机械在研发阶段采用的流程是:首先完成设备的机械系统、液压系统的设计、制造和装配，然后在此基础上对电控系统进行设计、安装及调试。针对试制的设备进行现场安装和调试，由于要临时适应各类硬件的电气特性、满足硬件与控制器之间的信号传输条件等各类复杂因素，由此产生的突发情况会带来意想不到的困难，致使调试周期难以预期，这样对整个研发进度就会造成很大影响；另一方面，工程机械的调试环境通常并不理想，无论是工程人员，还是处于测试阶段的工程机械都无法保证长时间的调试运作，当遭遇恶劣的天气状况时，调试效率便无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便捷高效的基于便携式多功能电控实验平台，用于电控系统研发，在产品未制造出来之前即可开展电控系统的软硬件设计和仿真研究。此方法依赖于一种便携式多功能电控实验平台，该实验平台拥有可编程控制核心，配备多类型外设接口，箱体式设计易于携带，可以为各种机械的研发和测试提供切实可行、稳定高效而又简单方便的调试环境，利于程序代码的提前调试和辅助调试。本发明是通过以下技术方案实现:
一种便携式多功能电控实验平台，其特征在于，该实验平台整体采用箱体式设计，
包括箱体，用于支撑、安装和保护箱内各元器件；
包括可编程控制器与显示屏，为实验平台的核心，两者都为可编程器件，双核运行，都可连接电脑，针对不同的程序进行实时下载和调试，两者之间的通信使用CAN总线实现；显示屏自带按键，屏幕为电阻式触摸屏，可按照所下载的程序完成参数显示和指令输入；包括由操纵杆、控制按键和指示灯组成的输入输出设备，操纵杆、控制按键和指示灯都通过接线端子分别与可编程控制器连接，它们分别作为可编程控制器的模拟量输入、数字量输入和数字量输出；
包括急停按钮和供电接口；
包括航空接头，航空接头内的引线可根据外设的性能要求通过接线端子灵活地与可编程控制器的各引脚相连，以此完成可编程控制器对于外设的信号读取或动作控制；
包括由串行接口和USB接口组成的通信接口，用于将可编程控制器上的通信引脚引出，供其与外围设备间的通信使用；
包括接线端子，可编程控制器的所有引脚均连至接线端子，输入输出设备、航空接头和通信接口这些元件可根据自身的信号要求分别连接对应的接线端子，方便地与可编程控制器正确连通；
包括开关电源，开关电源为箱体内外所有元件供电，供电接口、急停按钮和开关电源依次串接；
所述箱体为金属箱体，其面板与上下底板为一体式结构，所述一体式结构再与背板、两侧板之间使用螺钉连接；箱体外部的面板上安装有显示屏、操纵杆、控制按钮、指示灯、急停按钮和串行接口 ；箱体右侧板上安装有USB接口和不同芯数的航空接头；箱体顶板上装有把手，底板上装橡胶垫；箱体背板上装有供电接口 ；箱体内部的底板上安装有可编程控制器、开关电源和导轨式接线端子。本发明实验平台可以在工程机械产品未制造出来之前即可开展电控系统的软硬件设计和仿真研究，实现电控系统研发与产品机械系统研发、液压系统研发同步进行。该平台以控制器和显示屏为核心，可以实现在codesys编程环境下的程序实时调试，控制器通过CAN总线与显示屏通讯，使数据及时形象地显示，触摸式显示屏可直接用于对程序中相关参数的设定；通过各类接口还可方便地与外部各传感器、摄像头、电磁阀等设备连接，控制完成数据采集、动作执行等过程，可以适应各类型的输入输出设备；实验平台为便携式箱体结构，可针对不同产品进行现场调试及监测。简言之，实验平台使用可编程控制器为核心，配有多种类型的输入输出设备，且支持与各类外围设备连接，适合模拟较多工程系统的实际工况，可作为真机调试的前期实验平台；便携式的箱体设计也使其能出现在众多调试场合，方便作为在真机调试时的辅助设备，保障调试效率。
图1是本发明的等轴侧示意图。图2是控制平台的正视图。图3是图2中的A-A剖视图。图4是元件连接示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步详述。实验平台的整体采用箱体式设计，外部的面板上安装有显示屏3、操纵杆4、控制按钮7、指示灯8、急停按钮9和串行接口 10，右侧板上安装有USB接口 12和不同芯数的航空接头11，顶板上装有把手13，底板上装橡胶垫14，背板上装有供电接口(图中未示)；内部的底板上安装有可编程控制器2、开关电源5和导轨式接线端子6。实验平台的金属箱体主要用于支撑、安装和保护箱内各元器件，保证排线、转接等电气连接在箱体内部的完成。其面板与上下底板为一体式连接，与背板和两侧板之间使用螺钉连接，背板和两侧板需要时可拆卸，方便根据不同的实际要求调整接线。实验平台的核心是可编程控制器2与显示屏3，其均为可编程器件，都可连接电脑，针对不同的程序进行实时下载和调试，两者之间的通信可使用CAN总线实现。可编程控制器的所有引脚均连至接线端子6，其他各元件可根据自身的信号要求分别连接对应的接线端子，方便地与可编程控制器正确连通；显示屏3自带按键，屏幕为电阻式触摸屏，可按下载的程序完成参数显示和指令输入。实验平台是通过背板上的供电接口引入交流电，使用开关电源将其转换成直流电，从而保证控制器、显示屏等元件的安全使用；供电接口与开关电源之间连接着面板上的急停按钮，用于在紧急情况下快速切断所有电源。实验平台在面板上的操纵杆4、控制按键7和指示灯8通过接线端子6与可编程控制器2连接，分别作为可编程控制器的模拟量输入、数字量输入和数字量输出。实验平台配有各类接口供多种类型外围设备连接使用:右侧板上的航空接头11内的引线可根据外设的性能要求通过接线端子6灵活地与可编程控制器2的各引脚相连，以此完成可编程控制器对于外设的信号读取或动作控制；面板上的串行接口 10和右侧板上的USB接口 12将可编程控制器2上的通信引脚引出，供其与外围设备间的通信使用。外部的交流电源率先进入图3中的急停按钮9和开关电源5，转换成直流电后进入图3中的接线端子6，接线端子其中的一部分被设置为公共端，包括图3中的可编程控制器
2、图2中的显示屏3等实验平台内的各元件都可从此获得供电。可编程控制器2和显示屏3在工作前都需要下载程序，两者都可以通过图1中的串行接口 10连接电脑来完成，此类下载可以使用相关的编写软件对运行程序的实时监控、对程序中的参量进行赋值等调试手段，显示屏还可直接通过图1中的USB接口 12直接下载程序。图2所示金属箱体I的面板上，安装有操纵杆4、控制按钮7、和指示灯8，这些分别为可编程控制器2提供了模拟量输入、数字量输入和数字量输出，这些设备都是通过接线端6与可编程控制器连接，以图4所示的连接方式连接各元件，实现了各数据类型的综合控制。图1所示的航空接头11安装在的侧板上，8个航空接头的芯数不同，用以提供相应的接入要求，可接入外部各种信号类型的设备，例如传感器、摄像头、电磁阀等设备，使实验平台能够支持各种功能的程序调试。使用图2中的把手13和橡胶垫14，可以方便的携带整个实验平台，置于各类现场进行调试。
权利要求
1.一种便携式多功能电控实验平台，其特征在于，该实验平台整体采用箱体式设计， 包括箱体，用于支撑、安装和保护箱内各元器件； 包括可编程控制器与显示屏，为实验平台的核心，两者都为可编程器件，双核运行，都可连接电脑，针对不同的程序进行实时下载和调试，两者之间的通信使用CAN总线实现；显示屏自带按键，屏幕为电阻式触摸屏，可按照所下载的程序完成参数显示和指令输入；包括由操纵杆、控制按键和指示灯组成的输入输出设备，操纵杆、控制按键和指示灯都通过接线端子分别与可编程控制器连接，它们分别作为可编程控制器的模拟量输入、数字量输入和数字量输出； 包括急停按钮和供电接口； 包括航空接头，航空接头内的引线可根据外设的性能要求通过接线端子灵活地与可编程控制器的各引脚相连，以此完成可编程控制器对于外设的信号读取或动作控制； 包括由串行接口和USB接口组成的通信接口，用于将可编程控制器上的通信引脚引出，供其与外围设备间的通信使用； 包括接线端子，可编程控制器的所有引脚均连至接线端子，输入输出设备、航空接头和通信接口这些元件可根据自身的信号要求分别连接对应的接线端子，方便地与可编程控制器正确连通； 包括开关电源，开关电源为箱体内外所有元件供电，供电接口、急停按钮和开关电源依次串接； 所述箱体为金属箱体，其面板与上下底板为一体式结构，所述一体式结构再与背板、两侧板之间使用螺钉连接；箱体外部的面板上安装有显示屏、操纵杆、控制按钮、指示灯、急停按钮和串行接口 ；箱体右侧板上安装有USB接口和不同芯数的航空接头；箱体顶板上装有把手，底板上装橡胶垫；箱体背板上装有供电接口 ；箱体内部的底板上安装有可编程控制器、开关电源和导轨式接线端子。
全文摘要
本发明涉及工程机械产品的研发平台。一种便携式多功能电控实验平台，使用可编程控制器为核心，配有多种类型的输入输出设备，且支持与各类外围设备连接，适合模拟较多工程系统的实际工况，可作为真机调试的前期实验平台；便携式的箱体设计也使其能出现在众多调试场合，方便作为在真机调试时的辅助设备，保障调试效率。
文档编号G05B23/02GK103217971SQ20131011532
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者李万莉, 谭祺, 王嘉宁 申请人:同济大学