一種乒乓球吹浮位置控制實訓裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教學實訓用具，尤其涉及一種用于自動化類、電氣類、機電類學生的自動控制理論學習和實踐技能提升的乒乓球吹浮位置控制實訓裝置。
【背景技術】
[0002]在現代職業教育中，為了提高學生動手能力和盡快適應未來工作的要求，通常采用具有針對性的實訓裝置對學生進行教學訓練和考核，使學生能夠在貼近工廠實際工作環境的實訓過程中，熟練掌握本專業所需的專業技能，為企業輸送優秀的技能型人才。
[0003]自動控制理論是自動化類、電氣類、機電類學生必修的一門重要專業基礎課程，也是控制理論的核心思想，但由于其抽象、理論性很強，在校學生很難掌握該課程中基于PID控制部分的相關理論學習內容。
[0004]目前使用的PID控制實訓裝置多采用基于溫度、液位調節的控制系統，該類實訓裝置在實際應用中，一是對實訓環境要求較高，如需配置給排水管路、增加電氣負荷等要求；二是該類控制系統多為大慣性環節，參數設定困難，調節周期長；三是實訓準備耗時長，故障率高，維修困難。因此，該類實訓裝置已經不能適應自動控制課程教學的發展要求，影響了學生的學習效率和專業技能的培養和提高。
【實用新型內容】
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種乒乓球吹浮位置控制實訓裝置，裝置結構簡單、易于操作、形象直觀，有利于激發學生學習興趣、提高動手能力，滿足課程實訓要求，具有推廣價值。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]一種乒乓球吹浮位置控制實訓裝置，包括實訓載體和控制裝置；
[0008]所述實訓載體包括安裝支架、透明亞克力玻璃管、軸流風機、乒乓球以及激光測距儀；所述安裝支架是所述實訓載體的安裝基礎，所述安裝支架上垂直安裝有透明亞克力玻璃管，所述透明亞克力玻璃管的下端開口處安裝有軸流風機，所述透明亞克力玻璃管內放置有乒乓球，所述透明亞克力玻璃管的上端開口處安裝有激光測距儀；
[0009]所述控制裝置采用網孔板，放置于所述安裝支架上，所述網孔板上安裝有包括空氣開關、24V開關電源、HMI, PLC、PWM調節器、接線端子、按鈕和指示燈在內的分立元件；所述控制裝置的各分立元件與實訓載體上的軸流風機和激光測距儀通過接線端子互聯；所述網孔板上布置有線槽，所述線槽內敷設有所述各分立元件的以及軸流風機和激光測距儀的連接導線。
[0010]本實用新型的有益技術效果是:
[0011]本實用新型以應用為原則，依托實訓載體，讓學生了解自動控制系統及PID控制核心思想。控制對象為玻筒內的乒乓球，實現乒乓球位置控制的閉環系統，由于該控制對象為小慣性環節，調節時間短，曲線理想，非常適合學生在有限的實驗實訓時間內訓練，并把閉環控制理論與實踐緊密結合，能滿足高職學生了解和掌握自動控制系統基本理論，并能與PLC、HM1、傳感器等技術結合起來，提升高職學生的系統集成能力和綜合技術應用能力。
[0012]本實用新型的優點將在下面【具體實施方式】部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0016]圖1示出了本實用新型的結構。如圖1所示，本實用新型的實訓裝置包括實訓載體和控制裝置。
[0017]其中實訓載體由安裝支架1、透明亞克力玻璃管2、軸流風機3、乒乓球4以及激光測距儀5構成。安裝支架I是實訓載體的安裝基礎，安裝支架I上垂直安裝有透明亞克力玻璃管2，透明亞克力玻璃管2的下端開口處安裝有軸流風機3，透明亞克力玻璃管2的內部放置有乒乓球4，透明亞克力玻璃管2的上端開口處安裝有激光測距儀5。
[0018]控制裝置采用網孔板6，以及空氣開關7、24V開關電源8、HMI (人機界面)9、PLC(可編程邏輯控制器)10、PWM調節器11、接線端子12、按鈕和指示燈13等分立元件。網孔板6放置于安裝支架I上，便于學生接線和操作。空氣開關7、24V開關電源8、HMI9、PLC10.PWM調節器11、接線端子12、按鈕和指示燈13在網孔板6上安裝。控制裝置通過接線端子12與實訓載體上的軸流風機3和激光測距儀5端子互聯。網孔板6上布置有線槽14，各單元的連接導線敷設在線槽14之內。
[0019]圖2示出了本實用新型的工作過程。如圖2所示，本實用新型通過調整軸流風機3的轉速，吹動位于透明亞克力玻璃管2中的乒乓球4，使其高度改變，采用激光測距儀5檢測實際高度值并反饋至PLC 10，構成閉環調節系統，使得乒乓球4穩定到設定位置。乒乓球4的位置變化暫態過程與PID參數設置、外部擾動因素有關，因此，在HMI 9上設置修改PID參數、增加系統擾動的操作界面；為了方便學習者直觀的了解各種參數變化及外部擾動對小球平衡位置的影響，在HMI 9上設置監視界面，動態觀察曲線實時變化情況，該曲線可以放大、暫停、查看歷史數據，方便學習者研宄和討論。
[0020]本實用新型可擴充自動控制理論課程中的開環控制/閉環控制實驗、自動檢測與傳感器課程實驗、電力電子技術課程實驗、PLC課程實驗及觸摸屏與組態技術課程實驗，也可以根據PLC、HM1、PWM板的組合完成控制類的綜合實訓項目，實訓項目可以由簡至繁，基本涵蓋專業課程要求的各項技能訓練要求。
[0021]本實用新型的使用方法如下:
[0022]1、根據教學要求，確定實訓(實驗)內容和具體項目，下發任務書；
[0023]2、根據項目要求，設計電氣原理圖、接線圖；
[0024]3、按照圖紙，完成接線并檢查；
[0025]4、編制控制程序并調試；
[0026]5、通電測試，并記錄參數調節過程和數據變化情況，完成技術報告。
[0027]本實用新型可進行的實訓項目如下:
[0028]控制方式可分為手動控制方式和自動控制方式，手動控制為開環控制，自動控制為閉環控制。可實現單項實驗，也可實現綜合項目訓練。
[0029]單項實驗項目，例如:
[0030]I)采用電位器+PWM板，實現乒乓球位置的開環控制；
[0031]2)激光測距儀的認識與應用；
[0032]3) PLC軟件的認識與編程；
[0033]4) PLC模擬量實驗；
[0034]5)組態界面的制作與調試。
[0035]綜合項目，例如:
[0036]I)基于PLC+HMI的綜合系統實訓；
[0037]2)基于PLC的PID參數調節的位置控制系統實訓；
[0038]3)基于PLC+HMI的PID參數調節的位置控制系統實訓。
[0039]綜上所述，本實用新型的實訓裝置可完成組建控制系統、PLC程序編寫、監控界面制作、系統等類型的實訓項目，也可補充和擴展自動控制原理、檢測與傳感技術、電力電子技術等類課程的實驗，設備結構簡單、體積小，制造成本較低，易于操作、涵蓋面廣、形象直觀，有利于激發學生學習興趣，保證實訓效果，是一套實用性強的實訓裝置，具有較好的推廣應用價值。
[0040]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的基本構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種乒乓球吹浮位置控制實訓裝置，其特征在于:包括實訓載體和控制裝置； 所述實訓載體包括安裝支架(I)、透明亞克力玻璃管(2)、軸流風機(3)、乒乓球(4)以及激光測距儀(5);所述安裝支架(I)是所述實訓載體的安裝基礎，所述安裝支架(I)上垂直安裝有透明亞克力玻璃管(2)，所述透明亞克力玻璃管(2)的下端開口處安裝有軸流風機(3)，所述透明亞克力玻璃管(2)內放置有乒乓球(4)，所述透明亞克力玻璃管(2)的上端開口處安裝有激光測距儀(5)； 所述控制裝置采用網孔板出)，放置于所述安裝支架(I)上，所述網孔板(6)上安裝有包括空氣開關(7)、24V開關電源(8)、HMI (9)、PLC(10)、PWM調節器(11)、接線端子(12)、按鈕和指示燈(13)在內的分立元件；所述控制裝置的各分立元件與實訓載體上的軸流風機(3)和激光測距儀(5)通過接線端子(12)互聯；所述網孔板(6)上布置有線槽(14)，所述線槽(14)內敷設有所述各分立元件的以及軸流風機(3)和激光測距儀(5)的連接導線。
【專利摘要】本實用新型公開了一種乒乓球吹浮位置控制實訓裝置，包括實訓載體和控制裝置；實訓載體包括安裝支架，其上安裝有透明亞克力玻璃管，透明亞克力玻璃管的下端口處安裝有軸流風機，內置有乒乓球，上端口處安裝有激光測距儀用于檢測乒乓球高度；控制裝置采用網孔板，放置于安裝支架上，網孔板上安裝有空氣開關、24V開關電源、HMI、PLC、PWM調節器、接線端子、按鈕和指示燈，各元件通過接線端子互聯。本實用新型的控制對象為小慣性環節，調節時間短，曲線理想，適合學生在有限的實訓時間內訓練，把閉環控制理論與實踐緊密結合，滿足高職學生了解和掌握自動控制系統基本理論，并與PLC、HMI、傳感器等技術結合，提升高職學生的系統集成能力和綜合技術應用能力。
【IPC分類】G09B25/00
【公開號】CN204632222
【申請號】CN201520191816
【發明人】姚曉寧
【申請人】無錫職業技術學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月31日