一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，設(shè)有網(wǎng)孔板基架、模塊化可替換式PLC單元、人機(jī)界面、電源模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、變頻驅(qū)動(dòng)模塊、接線端子盒和水閘控制單元，其中網(wǎng)孔板基架為金屬底座與鋼質(zhì)噴塑網(wǎng)孔板的一體成型架體，模塊化可替換式PLC單元為可編程控制器，水閘控制單元包括鋁型材平臺(tái)、若干個(gè)閘門及其驅(qū)動(dòng)裝置；接線端子盒裝接于網(wǎng)孔板基架上且全部電氣部件通過(guò)接線端子盒連接模塊化可替換式PLC單元模擬水閘控制。應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，能使學(xué)員根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案并選擇器件進(jìn)行裝配、調(diào)試的實(shí)踐訓(xùn)練，能顯著提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)員超出書(shū)本知識(shí)之外的領(lǐng)悟，本系統(tǒng)具有可靠性、靈活性、開(kāi)放性及安全性具佳的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于閘門流控且適用于監(jiān)控 軟件培訓(xùn)、可編程控制器培訓(xùn)、機(jī)械系統(tǒng)安裝調(diào)試培訓(xùn)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)培訓(xùn)等教學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí) 訓(xùn)系統(tǒng)，屬于教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 教育是為社會(huì)發(fā)展、進(jìn)步不斷培養(yǎng)人才的重要工程，各個(gè)學(xué)科都需要教育工作者 不斷研究新的教案和教學(xué)工具，順應(yīng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。眾所周知，文科和理工科之間存 在較大的差異，其實(shí)即使是理工科中間，也有許多千差萬(wàn)別的不同科目，在教學(xué)過(guò)程中需要 針對(duì)性地進(jìn)行研究、總結(jié)并改善教學(xué)方式。
[0003] 機(jī)電一體化是理工科中頗具代表性的一個(gè)學(xué)科和方向，其橫跨涉及了機(jī)械、電子、 通訊控制等領(lǐng)域，是一門綜合性技巧較強(qiáng)的課程。在進(jìn)行本課程的教學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)的書(shū)本教學(xué) 是當(dāng)前主導(dǎo)的方式，各類高校為提升教學(xué)質(zhì)量，均在不同程度地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)將書(shū)本 中描述的技術(shù)原理和技術(shù)實(shí)用化案例在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)，讓學(xué)生參與其中，以加深他們的直 觀印象，鞏固書(shū)本學(xué)習(xí)。但是傳統(tǒng)的此類教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備十分簡(jiǎn)單，缺乏實(shí)際可操作性。正是 由于這種局限，教學(xué)質(zhì)量長(zhǎng)期停滯不前，畢業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)較低，缺乏實(shí)踐動(dòng)手能力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 鑒于上述現(xiàn)有教學(xué)窘?jīng)r，本實(shí)用新型的目的是提出一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，解 決機(jī)電一體化直觀教學(xué)、增加學(xué)生學(xué)習(xí)感受、熟練掌握系統(tǒng)架構(gòu)技巧的問(wèn)題。
[0005] 本實(shí)用新型的上述目的，其得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)解決方案是：一種閘門流控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)， 其特征在于：所述實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)有網(wǎng)孔板基架、模塊化可替換式PLC單元、人機(jī)界面、電源模 塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、變頻驅(qū)動(dòng)模塊、接線端子盒和水閘控制單元，其中所述網(wǎng)孔板基架為金 屬底座與鋼質(zhì)噴塑網(wǎng)孔板的一體成型架體，所述模塊化可替換式PLC單元為可編程控制 器，所述水閘控制單元包括鋁型材平臺(tái)、若干個(gè)閘門及其驅(qū)動(dòng)裝置；接線端子盒裝接于網(wǎng)孔 板基架上且全部電氣部件通過(guò)接線端子盒連接模塊化可替換式PLC單元模擬水閘控制。
[0006] 進(jìn)一步地，所述水閘控制單元設(shè)有三個(gè)閘門，并且其中兩個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含 直流減速電機(jī)、螺桿、聯(lián)軸器、上下位限位開(kāi)關(guān)和正反轉(zhuǎn)繼電器，兩個(gè)閘門分別對(duì)應(yīng)總流量 的30% ;剩余一個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含三相交流異步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、螺桿、聯(lián)軸器和上 下位限位開(kāi)關(guān)，且該個(gè)閘門對(duì)應(yīng)總流量的40%
[0007] 進(jìn)一步地，所述網(wǎng)孔板基架的金屬底座底部設(shè)有萬(wàn)向腳輪。
[0008] 進(jìn)一步地，所述模塊化可替換式PLC單元還可選設(shè)有故障調(diào)試模塊、模擬量擴(kuò)展 模塊、工業(yè)以太網(wǎng)，其中模擬量擴(kuò)展模塊為指示燈與按鈕的結(jié)合組件、故障調(diào)試模塊內(nèi)含有 支持16個(gè)故障設(shè)置且外接數(shù)碼管顯示故障數(shù)量的單片處理器，所述單片處理器支持USB下 載程序、支持WIN7、提供1602/12864液晶接口、板載5V和3. 3V電源、提供NRF24L01/CC1100 無(wú)線接口、提供超聲波測(cè)距模塊接口且支持四位數(shù)碼管顯示。
[0009] 進(jìn)一步地，所述接線端子盒一體集成設(shè)有對(duì)應(yīng)可編程控制器的接線端子排、Φ 4_ 的安全插座、四個(gè)以上操作按鈕、一個(gè)上電按鈕和一個(gè)控制急停回路的按鈕。
[0010] 應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其顯著優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為：通過(guò)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室配置該閘門 流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，能使學(xué)員根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案并選擇器件進(jìn)行裝配、調(diào)試的實(shí)踐 訓(xùn)練，能顯著提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)員超出書(shū)本知識(shí)之外的領(lǐng)悟。該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有可靠性、靈活 性、開(kāi)放性、安全性具佳的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2是本實(shí)用新型水閘控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本實(shí)用新型創(chuàng)新提出了一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，針對(duì)性地解決機(jī)電一體化直觀 教學(xué)、增加學(xué)生學(xué)習(xí)感受、熟練掌握系統(tǒng)架構(gòu)技巧的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一種可靠性、靈活性、開(kāi)放 性及安全性的自動(dòng)化電教系統(tǒng)。
[0014] 如圖1所示，本實(shí)用新型的上述閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特征為，它主要 設(shè)有網(wǎng)孔板基架1、模塊化可替換式PLC單元2、人機(jī)界面3、電源模塊4、伺服驅(qū)動(dòng)模塊5、變 頻驅(qū)動(dòng)模塊6、接線端子盒7和水閘流控單元8。
[0015] 其中網(wǎng)孔板基架為金屬底座與鋼質(zhì)噴塑網(wǎng)孔板的一體成型架體，提供該系統(tǒng)的 支撐和裝接布設(shè)的基礎(chǔ)，通過(guò)基于該網(wǎng)孔板機(jī)架縱向雙面裝接各模塊、單元，能使系統(tǒng)空 間有效縮減，突破了普通教習(xí)桌面的面積局限。從成材和結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)看：網(wǎng)孔板基架采用 40X40工業(yè)鋁型材框架、鋼制噴塑網(wǎng)孔板、金屬噴塑底座和四個(gè)萬(wàn)向腳輪組成。用于安裝 與固定功能模塊以及控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、美觀，整體移動(dòng)方便。主要技術(shù)指標(biāo)：外形尺寸： 長(zhǎng) X 寬 X 高=800X600 X 2000mm;網(wǎng)板尺寸：1600 X 800mm。
[0016] 上述模塊化可替換式PLC單元為整個(gè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的核心控制部分，針對(duì)不同的教 學(xué)與培訓(xùn)要求配置了相應(yīng)的可編程控制器及多種擴(kuò)展模塊，包括模擬量擴(kuò)展模塊、工業(yè)以 太網(wǎng)以及控制實(shí)物等。該P(yáng)LC系統(tǒng)能滿足學(xué)員對(duì)多類控制對(duì)象的控制要求。此外，該模塊 化可替換式PLC單元還可選設(shè)有故障調(diào)試模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、工業(yè)以太網(wǎng)，其中模擬 量擴(kuò)展模塊為指示燈與按鈕的結(jié)合組件、故障調(diào)試模塊內(nèi)含有支持16個(gè)故障設(shè)置且外接 數(shù)碼管顯示故障數(shù)量的單片處理器，所述單片處理器支持USB下載程序、支持WIN7、提供 1602/12864液晶接口、板載5V和3. 3V電源、提供NRF24L01/CC1100無(wú)線接口、提供超聲波 測(cè)距模塊接口且支持四位數(shù)碼管顯示。
[0017] 上述人機(jī)界面可以配置匯川或西門子觸摸屏，配套編程電纜及通訊電纜。方便學(xué) 生了解觸摸屏的控制原理，熟悉觸摸屏的編程軟件，編寫(xiě)觸摸屏程序控制各個(gè)控制系統(tǒng)。
[0018] 上述電源模塊為整個(gè)系統(tǒng)及控制對(duì)象提供電源輸出，它包括電源輸出接口、漏電 保護(hù)開(kāi)關(guān)、DC24V開(kāi)關(guān)電源和選配裝接的AC380V、AC220V的交流電源，電源輸出接口接入接 線端子盒。
[0019] 上述接線端子盒一體集成設(shè)有對(duì)應(yīng)可編程控制器的接線端子排、Φ4mm的安全插 座、四個(gè)以上操作按鈕、一個(gè)上電按鈕和一個(gè)控制急?；芈返陌粹o。該接線端子盒裝接于網(wǎng) 孔板基架上，并且基于接線端子盒上述模塊化可替換式PLC、與教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)控制 對(duì)象和人機(jī)界面、電源模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、變頻驅(qū)動(dòng)模塊中的全部或可選部分裝接于網(wǎng)孔 板基架上并電氣相連成為模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
[0020] 在水閘控制模擬中，上述水閘控制單元8為由鋁型材平臺(tái)、三個(gè)閘門及其驅(qū)動(dòng)裝 置和接線盒組成的，其中兩個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含直流減速電機(jī)、螺桿、聯(lián)軸器、上下位限 位開(kāi)關(guān)和正反轉(zhuǎn)繼電器，兩個(gè)閘門分別對(duì)應(yīng)總流量的30% ;剩余一個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含 三相交流異步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、螺桿、聯(lián)軸器何上下位限位開(kāi)關(guān)，且該個(gè)閘門對(duì)應(yīng)總流量 的40%，全部電氣部件通過(guò)端子盒連接模塊化可替換式PLC單元，各閘門通過(guò)對(duì)應(yīng)自身的螺 桿帶動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，而上下位限位開(kāi)關(guān)則用于檢測(cè)閘門開(kāi)啟或關(guān)閉是否到位。由此通過(guò)水 閘控制的流量要求，通過(guò)人機(jī)界面輸入對(duì)三個(gè)閘門的分配控制，能使學(xué)員直觀地理解到PLC 如何合理控制各類電氣部件實(shí)現(xiàn)所需功能。
[0021] 除上述實(shí)施例外，水閘的數(shù)量可以是自定義的，且水閘的驅(qū)動(dòng)開(kāi)啟方式也可以是 任意本領(lǐng)域的可操作方式。為便于課堂教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，相關(guān)方式的已有機(jī)械設(shè)備、控制器、傳 感器均可適用于此，只需合理設(shè)計(jì)并裝配在網(wǎng)孔板基架上并于模塊化可替換式PLC單元相 連接并調(diào)試即可。
[0022] 應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其顯著優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為：通過(guò)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室配置該實(shí)訓(xùn) 系統(tǒng)，能使學(xué)員根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案并選擇器件進(jìn)行裝配、調(diào)試的實(shí)踐訓(xùn)練，能顯著 提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)員超出書(shū)本知識(shí)之外的領(lǐng)悟。此外，該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有可靠性、靈活性、開(kāi) 放性及安全性具佳的優(yōu)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中所述的閘門流控為基本電氣原理 的實(shí)踐，其實(shí)現(xiàn)閘門升降基本控制和進(jìn)階控制的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公 知，本創(chuàng)作旨在突出一種實(shí)踐培訓(xùn)的工具，提供實(shí)踐教學(xué)的所需，而非工業(yè)化投入利用閘門 進(jìn)行流量控制的具體實(shí)施。
[0023] 除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)有網(wǎng)孔板基架、模塊化可 替換式PLC單元、人機(jī)界面、電源模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊、變頻驅(qū)動(dòng)模塊、接線端子盒和水閘控 制單元，其中所述網(wǎng)孔板基架為金屬底座與鋼質(zhì)噴塑網(wǎng)孔板的一體成型架體，所述模塊化 可替換式PLC單元為可編程控制器，所述水閘控制單元包括鋁型材平臺(tái)、若干個(gè)閘門及其 驅(qū)動(dòng)裝置；接線端子盒裝接于網(wǎng)孔板基架上且全部電氣部件通過(guò)接線端子盒連接模塊化可 替換式PLC單元模擬水閘控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述水閘控制單元設(shè)有三 個(gè)閘門，并且其中兩個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含直流減速電機(jī)、螺桿、聯(lián)軸器、上下位限位開(kāi)關(guān) 和正反轉(zhuǎn)繼電器，兩個(gè)閘門分別對(duì)應(yīng)總流量的30% ;剩余一個(gè)閘門的驅(qū)動(dòng)裝置包含三相交 流異步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、螺桿、聯(lián)軸器和上下位限位開(kāi)關(guān)，且該個(gè)閘門對(duì)應(yīng)總流量的40% 根據(jù)權(quán)利要求1所述閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述網(wǎng)孔板基架的金屬底座 底部設(shè)有萬(wàn)向腳輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述模塊化可替換式PLC 單元還可選設(shè)有故障調(diào)試模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、工業(yè)以太網(wǎng)，其中模擬量擴(kuò)展模塊為指示 燈與按鈕的結(jié)合組件、故障調(diào)試模塊內(nèi)含有支持16個(gè)故障設(shè)置且外接數(shù)碼管顯示故障數(shù) 量的單片處理器，所述單片處理器支持USB下載程序、支持WIN7、提供1602/12864液晶接 口、板載5V和3. 3V電源、提供NRF24L01/CC1100無(wú)線接口、提供超聲波測(cè)距模塊接口且支 持四位數(shù)碼管顯示。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述閘門流控的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于：所述接線端子盒一體集成 設(shè)有對(duì)應(yīng)可編程控制器的接線端子排、Φ4πιπι的安全插座、四個(gè)以上操作按鈕、一個(gè)上電按 鈕和一個(gè)控制急?；芈返陌粹o。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK203882534SQ201420276894
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】杜慧琳, 周紅英 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院