[实用新型]一种基于PID算法的水箱温度控制实验装置

说明书

一种基于PID算法的水箱温度控制实验装置，属于机电一体化领域，所述装置包括启动开关、急停按钮、触摸屏、PLC、继电器等，所述启动开关和急停按钮连接外部电源和24V开关电源，24V开关电源与PLC相连；所述温度传感器与PLC的模拟量输入口相连，所述加热棒和搅拌电机通过继电器与PLC的数字量输出口相连，所述搅拌电机和搅拌桨通过联轴器连接，所述固定支架将温度传感器、搅拌电机、加热棒固定于水箱上。主要用于学习PID算法的基本原理，学习比例系数、积分时间系数、微分时间系数在PID算法中的作用，学习PLC和触摸屏的编程方法。本实用新型具用实用性、操作简易性、开放性、安全性和美观性的特点。

技术领域

本实用新型属于机电一体化领域，特别涉及一种基于PID算法的水箱温度控制实验装置。

背景技术

PID控制属于古典控制理论，至今已有80年的历史，尽管历史悠久，但PID控制在控制领域仍占据着不可替代的地位，发挥着极其重要的作用，工业控制领域有85%-90%在使用PID控制，PID控制的应用几乎覆盖了工业控制的各个领域，如压力控制，液位控制，温度控制，流速控制等。

PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，其定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等指令，并通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械和生产过程。

PID算法对于自动化控制既十分重要，又十分基本，现有的基于PID算法的温度控制实验装置普遍存在以下缺陷：

1.多采用“黑匣子”式安装，执行元件的动作不可见；

2.参数的设置不便捷，参数的显示不全面、不直观；

3.外形笨重不美观，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于PID算法的温度控制实验装置，采用开放的设计结构，主要用于学习PID算法的基本原理，学习比例系数、积分时间系数、微分时间系数在PID算法中的作用，学习PLC和触摸屏的编程方法。使用者可以对PID算法有深入的了解和认识，理解和掌握比例控制P、积分控制I和微分控制D各自有什么特点，理解和掌握比例系数、积分时间常数和微分时间常数对PID算法的影响等。本实用新型具用实用性、操作简易性、开放性、安全性和美观性的特点。

本实用新型的技术方案：

一种基于PID算法的水箱温度控制实验装置，所述装置包括启动开关、急停按钮、触摸屏、PLC、继电器、24V开关电源、固定支架、温度传感器、搅拌电机、加热棒、搅拌桨、水箱、机箱，所述启动开关和急停按钮连接外部电源和24V开关电源，24V开关电源与PLC相连；所述触摸屏与PLC相连，所述温度传感器与PLC的模拟量输入口相连，所述加热棒和搅拌电机通过继电器与PLC的数字量输出口相连，所述加热棒和搅拌电机由外部电源供电，所述搅拌电机和搅拌桨通过联轴器连接，所述固定支架将温度传感器、搅拌电机、加热棒固定于水箱上。

进一步地，所述固定支架为U型，一端经螺钉固定在机箱上，另一端开设有三个开孔，所述固定温度传感器、加热棒和搅拌电机固定于固定支架的孔上。

进一步地，所述水箱温度控制实验装置分为左右两个部分，左测为控制部分，包括启动开关、急停按钮、触摸屏、PLC、继电器、24V开关电源，右侧为执行和检测部分，包括水箱、加热棒、搅拌电机、搅拌桨、温度传感器、固定支架，实验装置的元件安装于机箱内。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型具有实用性的特点：实验装置可以帮助使用者学习PID算法的基本原理，学习比例系数、积分时间系数、微分时间系数在PID算法中的作用，学习PLC和触摸屏的编程方法。