[发明专利]可模拟工业被控对象的实验教学装置

说明书

本发明公开了一种可模拟工业被控对象的实验教学装置，包括空气开关，空气开关的进线端接进线的A、B、C三相，空气开关的出线端分成两部分，一部分接接触器A，另一部分接接触器B，接接触器A和接触器B经过继电器连接控制器；继电器的输出端连接变频器A的输入端和变频器B的输入端，变频器A的输出端连接液化输送管道系统；变频器B输出端连接工业熔炉温控对象，控制器同时连接液化输送管道系统、工业熔炉温控对象及工业噪声产生对象。本发明可以最大限度的模拟工业被控对象的实际运行特性，可以把工业被控对象的实际运行现象展现给实验的学生。

技术领域

本发明属于高等学校实验教学装置开发技术领域，涉及一种可模拟工业被控对象的实验教学装置。

背景技术

实验教学是高等学校大学教育的重要一环节，实验教学需要实验教学装置实现教学过程。而高等学校的实验教学装置是大学生掌握晦涩难懂理论知识所需要的实验学习工具，研制出能够理论联系实际的实验教学装置是实验教学装置开发技术领域的关键。对电气专业来说，模拟工业控制对象的实验教学装置对计算机控制技术实验课程教学很是必要。

现今高等学校的实验教学装置中的工业被控对象都是由电阻、电容和电子器件根据被控对象的数学表达式搭建起来的模拟电路系统，这个系统可以模拟被控对象的理论特性，但是不能模拟被控对象的实际精确运行性能，不利于学生的控制理论和方法联系实际的控制性能。另外这样的模拟电路系统也不能让学生直观地看出被控工业被控对象的实际动作表现，不利于学生对于工业控制系统学习的兴趣性培养。

发明内容

本发明的目的是提供一种可模拟工业被控对象的实验教学装置，该装置可以最大限度的模拟工业被控对象的实际运行特性，把工业被控对象的实际运行现象展现给实验的学生。

本发明所采用的技术方案是，模拟工业被控对象的实验教学装置，包括空气开关，空气开关的进线端接进线的A、B、C三相，空气开关的出线端分成两部分，一部分接接触器A，另一部分接接触器B，接接触器A和接触器B经过继电器连接控制器；

继电器的输出端连接变频器A的输入端和变频器B的输入端，变频器A的输出端连接液化输送管道系统；变频器B输出端连接工业熔炉温控对象，控制器同时连接液化输送管道系统、工业熔炉温控对象及工业噪声产生对象。

本发明的特点还在于：

工业噪声产生对象包括频率晶振，基础频率晶振产生一个频率为fb的基频信号，将基频信号送入分频器中，分频器通过拨码开关连接加法器。

基频信号再分频器中经过二分频、四分频、八分频……N分频得到多个分频信号。

液化输送管道系统包括抽水水箱，抽水水箱内设有水泵，水泵后方连接有X个输送模块，相邻两个输送模块之间通过盘折管道连接。

每个输送模块包括液化输送管道，液化能源输送管道的中部连接有阀门，在阀门的下方设有压力传感器，压力传感器的下方设有一个带有液位标志的观测水箱，观测水箱的底部连通排水管道。

对于液化能源输送管道来说，需将实际的管径进行缩小，当实际管道的管径R_实在700mm～1400mm时，通过公式(1)计算缩小后的管径r：

工业熔炉温控对象包括两部分，分别为感应加热熔炉和坩埚加热组件；

感应加热熔炉包括熔炼池，熔炼池的外壁为熔池耐火内衬，熔炼池的最外层为熔炼钢炉，加热目标材料设置在熔炼池内，感应加热线圈缠绕在熔池耐火内衬上；感应加热线圈包括感应加热线圈外圈和感应加热线圈内圈，感应加热线圈内圈为中空结构，感应加热线圈内圈注水；

坩埚加热组件包括阻热绝缘板，阻热绝缘板上方设有坩埚，坩埚通过通电导线进行直流电加热，目标材料内置于坩埚内。

目标材料为铜柱或者铝柱。