CN102200778A

CN102200778A - 调节器参数自动校验装置

Info

Publication number: CN102200778A
Application number: CN 201110077955
Authority: CN
Inventors: 郭凯志
Original assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Current assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: CN102200778B

Abstract

本发明公开了一种调节器参数自动校验装置，涉及到对多个调节器同时进行自动校验的装置。包括校验操作台和副操作台，其特征在于：还包括若干校验模块，在校验操作台和副操作台上安装校验模块，所述每个校验模块包括若干电器设备或仪表设备，所述电器设备或仪表设备通过插接线方式和端子排接线方式相互连接。本发明解决了现有技术中调节器校验无法同时提供多路稳定的校验信号和由于人工操作和读数造成测量误差的问题。提供了一种将所有设备集成在校验操作台上，具有操作简单、方便灵活，在进行不同项目校验时，不需要搬动仪表设备的校验装置。

Description

调节器参数自动校验装置

技术领域

本发明涉及一种调节器参数自动校验装置，尤其是对多个调节器同时进行自动校验的装置。也可对自动化专业、计算机控制技术专业、仪表专业的学员及从事相关行业的企业职工进行技能培训和考核的装置。

背景技术

调节器在自动化控制系统中，相当于人的大脑，起着比较、判断、决策、发出指令的作用。他的性能直接影响控制系统的控制质量，因此对调节器性能参数的校验尤为重要。由于其功能强大，校验方法、内容、线路复杂，使用仪器多等特点，其校验操作繁杂、容易造成操作错误和数据差错。目前对调节器校验存在以下缺点：

1、使用用仪器多,阶跃信号产生和获取复杂。

2、接线复杂,以上这些仪器设备全部要用导线与调节器联好,在校验不同项目时还要改变接线；

3、用常规方法读出数据人为因素较多，造成读数误差较大；

4、操作复杂、花费时间长；

5、在对积分时间和微分时间校验时，由于操作步骤多，很多内容在同一时间进行操作，又是人工控制时间，不仅繁琐，还很容易出错。会造成滞后，给测量带来误差；

6、更换校验项目时不灵活、不方便。由于设备摆放分散，造成在进行不同的实训时，老师要不停地搬动、更换仪表和设备，不仅使老师的工作量加大，还会给设备带来不安全，实训场所显得零乱、不整齐。

发明内容

为了解决现有技术中调节器校验无法同时提供多路稳定的校验信号和由于人工操作和读数造成测量误差的问题。本发明提供了一种将所有设备集成在校验操作台上，具有操作简单、方便灵活，在进行不同项目校验时，不需要搬动仪表设备的校验装置。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种调节器参数自动校验装置，包括校验操作台和副操作台，其特征在于：还包括若干校验模块，在校验操作台和副操作台上安装校验模块，所述每个校验模块包括若干电器设备或仪表设备，所述电器设备或仪表设备通过插接线方式和端子排接线方式相互连接。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：在校验操作台的面板上安装有标准信号源模块、显示仪表模块、调节器模块、按钮、计时器模块、阻容网络模块、电源控制及安全保护模块，在校验操作台内安装有直流电源模块、在副操作台上安装有计算机设备。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述电器设备或仪表设备安装在校验操作台面板上的相应安装架内，调节器模块和显示仪模块采用485接口与计算机设备相连接。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述标准信号源模块能够发出标准电流信号、标准电压信号、标准热电偶信号、标准热电阻信号、标准电阻信号。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述显示仪表模块采用万能输入型的数字显示仪表，包括标准数字直流电压表和标准数字直流毫安表，带有上限、上上限、下限、下下限报警输出。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述调节器模块能够同时安装八块调节器。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述按钮为带自锁的三位按钮；阻容网络模块包括精密电阻和精密电容；所述按钮、计时器模块和阻容网络模块组成产生正负且阶跃幅度可调的阶跃信号。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述电源控制及安全保护模块，包括空气开关组、电压表和漏电保护器。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述直流电源模块包括提供直流电压的开关电源和电源分配器。

前述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述直流电源模块能够提供四路正负5V和八路正负24V直流电压输出。

本发明的有益效果是：

本装置能方便准确地同时产生多路正负阶跃信号，对多个调节器同时进行校验，并可方便地通过计算机和仪表控制阶跃幅度和时间，可自动、快速、高效、准确地对调节器进行校验。

本装置的信号针对调节器设计，信号和计时同步进行，操作不仅简单，计时也能做到同步准确。

对调节器参数PID的校验指示记录有两种方式，仪表和计算机。

可同时进行八台调节器校验，提高工作效率。

通过阻容网络模块可方便地对电流信号、电压信号进行相互转换。

利用本装置校验时，通过控制阶跃信号大小、方向，对调节器的比例、积分、微分参数的校验，

对调节器参数PID的校验计时有两种方法：手动和自动。

一种是手动校验：如积分时间校验，按下按钮，阶跃信号自动加入调节器，同时计时器开始计时，调节器输出开始累计上升，当输出达到目标值时，按下按钮，停止计时，此时积分时间显示在计时器上。

另一种是自动校验，有两种方法，其一，如积分时间校验，按下按钮，阶跃信号自动加入调节器，同时计算机开始计时，调节器输出在计算机以实时曲线和数值显示，其输出目标值在计算机中设置，当输出达到目标值时，计算机自动停止计时，此时积分时间被记录在计算机上。其二，如积分时间校验，按下按钮，阶跃信号自动加入调节器，同时计时器开始计时，调节器输出在显示仪表上显示，其输出目标值在显示仪表中设置，当输出达到目标值时，显示仪表输出触点动作，控制计时器停止计时，此时积分时间显示在计时器上。不但提高了工作效率，减少劳动强度，还减少了人为的读数和操作误差。

本装置采用模块化结构，校验装置各区域仪表功能清晰，仪表间采用插接线方式连接，操作方便、不易出错。在校验前，只需用插接线对系统连线，对显示仪表和计算机进行组态和报警点设置，然后，按动按钮，即可自动产生校验用的标准阶跃信号、自动计时、自动上传校验数据和自动进行数据分析，使操作方法和步骤大大简化，是一种创新性强的新型的调节器检验装置。

附图说明

图1是本发明各校验模块安装在操作台面板上的盘面布置图；

图2是本发明校验操作台侧视图；

图3是本发明校验装置的系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，一种调节器参数自动校验装置，包括校验操作台、副操作台10和若干校验模块，在校验操作台的面板3上安装有显示仪表模块1、调节器模块2、阻容网络模块4、计时器模块5、按钮6、标准信号源模块7、电源控制及安全保护模块8，在校验操作台内安装有直流电源模块12、在副操作台10上方安装有计算机显示单元9，在副操作台10下方放置有计算机主机11。所述每个校验模块包括若干电器设备或仪表设备，所述电器设备或仪表设备通过插接线方式和端子排接线方式相互连接，且电器设备或仪表设备安装在校验操作台面板3上各校验模块的相应安装架内。

在面板3上部安装有显示仪表模块1，其内设置有精密数字直流电压表（0-30V）、和精密数字直流毫安表。该显示仪表模块1，用于对调节器输入、输出等进行检测、显示和报警，带有上限、上上限、下限、下下限报警输出。

在面板3中部安装有调节器仪表模块2，其内可同时装有8个调节器，每个调节器安装在特制的铁质盒中，铁质盒面板上均装有接线端子排和插接线底座及RS-485的计算机接口。该模块尺寸标准化，以便对模块的更换。

在面板3下部装有阻容网络模块4、计时器模块5和按钮6，按钮6为带自锁的三位按钮，计时器模块5和按钮6，用于校验积分时间、和微分时间的计时。阻容网络模块4包括精密电阻和精密电容，由十二个电路构成，可同时提供十二路标准的阶跃信号，阶跃幅度可调。

在面板3上还装有标准信号源模块7，标准信号源模块7能够发出标准电流信号、标准电压信号、标准热电偶信号、标准热电阻信号、标准电阻信号。

在面板3上还装有电源控制及安全保护模块8，包括空气开关组、电压表和漏电保护器，用于短路、过载、安全保护。

计算机显示单元9，用于显示、记录、分析校验数据，控制校验进程。

在校验操作台基板上装有电源模块12，其内设置有可提供直流电压的开关电源，开关电源和电源分配器相配合，能够提供四路正负5V和八路正负24V直流电压输出。

本装置内的各个仪表和设备均为模块化结构，可对调节器进行各种功能参数校验：

1、标准仪器的正确使用，了解各种辅助电器的功能和特点。

2、调节器面板操作、手动-自动切换操作。

3、组态训练：工业控制组态软件对调节器仪表和系统进行组态。

4、调节器的参数校验：

（1）比例度校验。

（2）积分时间校验

（3）积分增益校验。

（4）微分时间校验

（5）微分增益校验。

（6）调节器的比例、积分和微分的联合校验。

5、图3中，直流电源模块12提供24V的电压给调节器模块2和显示仪表模块1供电，提供5V电压向计时器模块5和阻容网络模块4供电。按钮6控制计时器模块5的开始和停止计时，同时控制阻容网络模块4产生阶跃信号送给调节器模块2。调节器模块2输出同时送给计算机9和显示仪表模块1进行显示、记录。通过计算机显示单元9、计算机主机11的限幅设置和显示仪表模块1的报警设置自动控制计时器模块5的停止计时，所计时间在计算机和计时器模块上均有显示，从而达到全程自动校验。

6、以积分时间校验为例，操作过程简述如下：（1）根据要求对调节器模块进行组态，包括显示范围、输入信号类型和范围、报警点、给定值、显示单位、调节器参数PID的大小、正反作用等。（2）连接线路。（3）按下按钮6，产生阶跃信号加入系统，同时计时器模块5工作，计算机开始计时并显示记录数据。（4）当调节器模块2输出等于目标值时，由计算机或仪表报警触点控制系统自动停止计时，或按下按钮6，人工停止计时，测定出积分时间。（5）计算机根据记录数据自动计算误差，给出结论

本装置的安全保护单元是完全独立的，它的存在不影响学生实训内容的完整性，当学生完成仪表参数组态设置和线路连接后，进行调节器调校时，若学生线路连接或者参数设置错误或者误动作超出安全范围，该安全保护单元才会发挥保护作用，从而保护仪表设备和人身的安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims

1.一种调节器参数自动校验装置，包括校验操作台和副操作台，其特征在于：还包括若干校验模块，在校验操作台和副操作台上安装校验模块，所述每个校验模块包括若干电器设备或仪表设备，所述电器设备或仪表设备通过插接线方式和端子排接线方式相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：在校验操作台的面板上安装有标准信号源模块、显示仪表模块、调节器模块、按钮、计时器模块、阻容网络模块、电源控制及安全保护模块，在校验操作台内安装有直流电源模块、在副操作台上安装有计算机设备。

3.根据权利要求2所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述电器设备或仪表设备安装在校验操作台面板上的相应安装架内，调节器模块和显示仪模块采用485接口与计算机设备相连接。

4.根据权利要求3所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述标准信号源模块能够发出标准电流信号、标准电压信号、标准热电偶信号、标准热电阻信号、标准电阻信号。

5.根据权利要求4所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述显示仪表模块采用万能输入型的数字显示仪表，包括标准数字直流电压表和标准数字直流毫安表，带有上限、上上限、下限、下下限报警输出。

6.根据权利要求5所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述调节器模块能够同时安装八块调节器。

7.根据权利要求6所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述按钮为带自锁的三位按钮；阻容网络模块包括精密电阻和精密电容；所述按钮、计时器模块和阻容网络模块组成产生正负且阶跃幅度可调的阶跃信号。

8.根据权利要求7所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述电源控制及安全保护模块，包括空气开关组、电压表和漏电保护器。

9.根据权利要求8所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述直流电源模块包括提供直流电压的开关电源和电源分配器。

10.根据权利要求9所述的一种调节器参数自动校验装置，其特征在于：所述直流电源模块能够提供四路正负5V和八路正负24V直流电压输出。