[发明专利]一种智能仪表及电力电子实训装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实训装置，具体涉及一种基于生产实际的智能仪表及电力电子实训装置及其控制方法。

背景技术

目前绝大多数的智能仪表实训装置、电力电子实训装置只是为教学、实训、技能竞赛、技能鉴定设计，智能仪表实训装置或电力电子实训装置主要模拟生产过程自动化或电力电子系统原理性的知识学习而设计的，实用性不强；学生学习实训后难以将相关知识直接运用到工作中。

发明内容

为了克服现有智能仪表、电力电子实训装置的不足，本发明提供一种能够根据生产实际而设计的智能仪表及电力电子实训装置及其控制方法，采用中央控制器将模块电路和受控设备按需要的功能编程组合同时预留外扩接口、可以按需增容，提高现有设备使用的灵活性、实用性，节约成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能仪表及电力电子实训装置，包括电气系统、受控设备、测试仪器组、中央控制器、操控系统以及执行单元；所述的中央控制器可为PLC控制器、工业计算机或单片机等可编程控制器，用于对各个部件进行指挥、协调、组织及其控制，并对操控系统输入的配电支路数据进行接收、判断，决定是否接通该配电支路；所述执行单元用于根据中央控制器的指令对配电支路进行通断控制，该执行单元的输入端与中央控制器的输出端连接；所述执行单元为输出继电器；所述受控设备用于完成根据实际的企业生产应用所要求的全部作业，受控设备的输入端与执行单元的输出端连接；所述电气系统用于为测试仪器组、中央控制器、操控系统以及执行单元提供电源并驱动所述受控设备；所述测试仪器组用于测试电气系统和受控设备内的运行状况并在实训装置的操控台上进行显示数据。所述操控系统可为触摸屏、键盘、按钮、各类工控传感器等，所述测试仪器组分别与电气系统和受控设备连接，在此处，测试仪器组亦可单独存在，作为独立的测量仪表使用。

在本发明中，所述电气系统包括电源、带保护的大功率单相固态继电器输出电路、带保护的大功率三相固态继电器输出电路、带保护的大功率单相晶闸管调压输出电路、带保护的大功率三相晶闸管调压输出电路、带直流无刷伺服电机驱动器的输出电路、带交流无刷伺服电机驱动器的输出电路、带矢量变频器的输出电路、带直流斩波调压器的输出电路、带单相晶闸管直流调压器输出电路、带三相晶闸管直流调压器的输出电路、带单相变压器的输出电路、带三相变压器的输出电路、带三相整流变压器的输出电路，上述电路的控制端与执行单元的输出端连接。

在本发明中，所述受控设备包括烘箱箱体及发热丝和热电阻、电炉炉体及硅碳棒和热电偶、电炉炉体及硅钼棒和热电偶、带减速电机的三相调压器、交流异步电动机、直流电动机、交流伺服电动机、永磁直流无刷伺服电机、电磁离合器、电动计量泵、电动阀门、电磁气阀，上述设备的控制端与执行单元的输出端连接。

在本发明中，所述测试仪器组包括四踪示波器、智能温控表、电压电流及功率测试仪表、相序表、转速表、兆欧表、电桥、电容电感表。

在本发明中，实训装置内还设有控制电气系统和受控设备运行状态的控制电路，所述控制电路包括温度控制电路、带传感器的湿度控制电路、带限位装置的阀位控制电路、带传感器的PH值控制电路、带电压变换器的恒电压控制电路、带电流变换器的恒电流控制电路、带功率变换器的恒功率控制电路、模拟电压波动控制电路、电机转速控制电路，上述电路的控制端与执行单元的输出端连接。

在本发明中，所述控制电路的各个电路组成模块电路并安装在实训装置主体内。

在本发明中，所述中央控制器上预留有外扩接口，外部设备或外部操控设备可通过该外扩接口连接中央控制器，并操控或显示电气系统、受控设备、测试仪器组或执行单元的状况，作为实训装置使用时，通过该外扩接口可使更多学生同时连接，提高了教学效率。作为科研开发平台使用时，通过该外扩接口可使用更多的单元模块电路，提高了装置的实用性。

一种智能仪表及电力电子实训装置的控制方法，该方法包括以下步骤：A、按根据实际的企业生产应用电路的要求编写若干个子程序；B、将各子程序存储在中央控制器内，中央控制器对接收到操控系统输入的配电支路数据进行接收、判断，中央控制器根据数据调用相应的子程序并通过执行单元将模块电路组合成对应的应用电路。