CN102298870A - 用于plc控制技术的技能培训和考核的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其包括PLC控制器、蓄水箱，以及均具有进水口和出水口的一号罐、二号罐和三号罐，所述一号罐、三号罐的进水口均与蓄水箱管道连接，一号罐、三号罐的出水口均与二号罐的进水口管道连接，二号罐和三号罐的出水口用管道连通汇合后，又与从一号罐的出水口处引出的管道汇合，并最终与蓄水箱连通；其中，各条连接管道上均装有可由所述PLC控制器控制开闭动作并进行数据处理的控制装置。通过编写好相应的PLC程序并与PLC控制器对接后，即可使本发明切换出不同的工作状态，模拟出真实工况。本发明结构简单，功能全面，可用于帮助对从业人员进行PLC控制系统程序设计进行培训或者技能考核。

Description

用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统

技术领域

本发明涉及一种自动控制领域中的教学及考核时所用的系统，特别是一种用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统。 

背景技术

根据国家的职业人才培养需求，可编程序控制系统设计师是现今自动化控制领域中所急需的一种职业，这种职业，需要设计师能够熟练地编写PLC控制程序，来控制相应的被控制对象动作，来完成实际生产需求，因此，如果有一套系统，在具备控制程序接口的同时，能够被输入程序所控制，来模拟出在饮料、食品加工、溶液过滤、化工生产等多种行业中多容器（水箱）组合系统工作时，对其流量、压力、液位、温度等主要参数的单回路、多回路、比值控制和前馈控制等常规控制，那就能用于培训从业人员们的使用PLC控制的技能，甚至还可以用于辅助进行技能的考核，这将对培训、考试具有极大的帮助。 

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种能真实模拟出多容器组合系统的实际控制过程，来实现对从业人员们的使用PLC控制的技能培训或考核的系统。 

本发明解决其技术问题的解决方案是： 

用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其包括PLC控制器、蓄水箱，以及均具有进水口和出水口的一号罐、二号罐和三号罐，所述一号罐、三号罐的进水口均与蓄水箱管道连接，一号罐、三号罐的出水口均与二号罐的进水口管道连接，二号罐和三号罐的出水口用管道连通汇合后，又与从一号罐的出水口处引出的管道汇合，并最终与蓄水箱连通；其中，各条连接管道上均装有可由所述PLC控制器进行数据处理的控制装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制装置可为阀门。 

除此之外，所述控制装置亦可为调速水泵，也就是说，在不同管道上，可分别设置为阀门或调速水泵。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述一号罐、二号罐和三号罐竖直放置，且均位于同一水平面，三者的进水口位于上方，出水口位于下方，而三者的进水口位置均设有溢流管。 

作为上述技术方案的进一步改进，在蓄水箱与一号罐进水口、蓄水箱与二号罐进水口、一号罐出水口与二号罐进水口、三号罐与二号罐的进水口之间的连接管道上，分别设有一号调速水泵、二号调速水泵、三号调速水泵和四号调速水泵。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述二号罐与三号罐两者的出水口的连通管道上，顺次设有二号截止阀和三号截止阀，蓄水箱中引出一条设有四号截止阀的回水管道与该连通管道汇合，汇合点位于二号截止阀和三号截止阀之间，且该汇合点与四号截止阀之间又引出一条上面设有一号截止阀的管道与一号罐的出水口连通。 

作为上述技术方案的进一步改进，三号调速水泵所在的管道上，设有一号流量计；四号调速水泵所在的管道上，设有二号流量计。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述二号罐的罐内设有与PLC控制器电连接的温度传感器和电加热器，其罐外设有定量灌装装置，该定量灌装装置与二号罐的下部连通，且连通管道上设有电磁阀。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述三号罐上设有与PLC控制器电连接的液位传感器。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述一号罐、二号罐的下方分别设有均与PLC控制器电连接的一号压力传感器和二号压力传感器。 

本发明的有益效果是：本发明通过设置三个罐体以及蓄水箱，并且在它们之间设置了具有控制装置的管道系统，借助各阀门的开启和关闭，从而切换出不同的工作状态，形成不同的管道连接结构以及液体流动工况，而该管道系统上的控制装置又由PLC控制器控制，那么只需要编写好相应的PLC程序，与该PLC控制器对接后，即可通过PLC控制器来操控所述控制装置动作，真实模拟出实际生产中的多容器组合系统的过程控制。本发明结构简单，功能全面，可用于帮助对从业人员进行PLC控制系统程序设计进行培训或者技能考核。 

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。 

图1是本发明的结构原理图。 

具体实施方式

参照图1，用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其包括PLC控制器4、蓄水箱5，以及均具有进水口和出水口的一号罐1、二号罐2和三号罐3，所述一号罐1、三号罐3的进水口均与蓄水箱5管道连接，一号罐1、三号罐3的出水口均与二号罐2的进水口管道连接，二号罐2和三号罐3的出水口用管道连通汇合后，又与从一号罐1的出水口处引出的管道汇合，并最终与蓄水箱5连通；其中，各条连接管道上均装有可由所述PLC控制器4进行数据处理的控制装置。进一步作为优选的实施方式，所述控制装置可为阀门。 

除此之外，所述控制装置亦可为以调速水泵，也就是说，在不同管道上，视乎功能覆盖范围，可借助各阀门的开启和关闭，切换出不同的工作状态，形成不同的管道连接结构以及液体流动工况。 

进一步作为优选的实施方式，所述一号罐1、二号罐2和三号罐3竖直放置，且均位于同一水平面，三者的进水口位于上方，出水口位于下方，而三者的进水口位置均设有溢流管6的设置，可以防止由于误操作导致罐内水位线过高、充水过多而溢出。当然，为了清洗与排污方便，可在各个罐内下方设置排污阀。 

进一步作为优选的实施方式，在蓄水箱5与一号罐1进水口、蓄水箱5与二号罐2进水口、一号罐1出水口与二号罐2进水口、三号罐3与二号罐2的进水口之间的连接管道上，分别设有一号调速水泵11、二号调速水泵21、三号调速水泵31和四号调速水泵41。 

进一步作为优选的实施方式，所述二号罐2与三号罐3两者的出水口的连通管道上，顺次设有二号截止阀22和三号截止阀32，蓄水箱5中引出一条设有四号截止阀52的回水管道与该连通管道汇合，汇合点位于二号截止阀22和三号截止阀32之间，且该汇合点与四号截止阀52之间又引出一条上面设有一号截止阀51的管道与一号罐1的出水口连通。 

进一步作为优选的实施方式，三号调速水泵31所在的管道上，设有一号流量计61；四号调速水泵41所在的管道上，设有二号流量计62，将信息反馈给PLC控制器4，完成以流量为对象的过程控制实训项目。 

进一步作为优选的实施方式，所述二号罐2的罐内设有与PLC控制器4电连接的温度传感器7和电加热器8，其罐外设有定量灌装装置9，该定量灌装装置9与二号罐2的下部连通，且连通管道上设有电磁阀。具体地，所述温度传感器7和电加热器8可用于监测罐内的水温，将信息反馈给PLC控制器4，完成以温度为对象的过程控制实训项目，定量灌装装置9可模拟出如饮料灌装业中的定量灌装容器的工况。                                

进一步作为优选的实施方式，所述三号罐3上设有与PLC控制器4电连接的液位10。液位传感器10可监测罐内的水位，将信息反馈给PLC控制器4，完成以液位为对象的过程控制实训项目。

进一步作为优选的实施方式，所述一号罐1、二号罐2的下方分别设有均与PLC控制器4电连接的一号压力传感器15和二号压力传感器16。两个压力传感器可监测罐内压力，并将信息反馈给PLC控制器4，完成以压力为对象的过程控制实训项目。 

上述的实施方式，是综合运用各种水泵、阀门的组合，组成一套可切换成多种结构的管道系统，当一次性把三个罐体中的水灌至一定高度时，在不考虑灌装及自然损耗的情况，可以利用相应阀门的开关，在不向蓄水箱5排水、以及不用重新加水的状态下，就能完成一般过程控制中流量、压力、液位、温度等主要参数的单回路、多回路、比值控制、前馈控制等多种实训项目，或者进行技能考核。而如果替换掉某个连接管道中的控制装置，如将一号调速水泵11替换成阀门，那么只要有外设的动力提供水压，让水流动，则本发明依然可以正常工作，亦属于本发明的等同变化范围。 

举一个例子，当要进行比值控制时，可依据下列步骤完成： 

1、三个罐体水位加至中间位，打开一号截止阀51、二号截止阀22和三号截止阀32，关闭四号截止阀52。

2、把一号流量计61、二号流量计62的输出信号分别接入PLC控制器4的A/D模块的1、2号输入端，D/A模块的输出端接外设的水泵放大器的输入端，放大器输出端接三号调速水泵31和四号调速水泵41。 

3、设定一个比值系数K。 

4、以一定速度启动三号调速水泵31，根据一号流量计61检测到的数值，乘以K作为四号调速水泵41闭环系统的设定指令，通过PLC的PID调节，实现动态比值控制。 

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。 

Claims (10)

1.用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：其包括PLC控制器（4）、蓄水箱（5），以及均具有进水口和出水口的一号罐（1）、二号罐（2）和三号罐（3），所述一号罐（1）、三号罐（3）的进水口均与蓄水箱（5）管道连接，一号罐（1）、三号罐（3）的出水口均与二号罐（2）的进水口管道连接，二号罐（2）和三号罐（3）的出水口用管道连通汇合后，又与从一号罐（1）的出水口处引出的管道汇合，并最终与蓄水箱（5）连通；其中，各条连接管道上均装有可由所述PLC控制器（4）进行数据处理的控制装置。

2.根据权利要求1所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述控制装置可为阀门。

3.根据权利要求1所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述控制装置可为调速水泵。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述一号罐（1）、二号罐（2）和三号罐（3）竖直放置，且均位于同一水平面，三者的进水口位于上方，出水口位于下方，而三者的进水口位置均设有溢流管（6）。

5.根据权利要求4所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：在蓄水箱（5）与一号罐（1）进水口、蓄水箱（5）与二号罐（2）进水口、一号罐（1）出水口与二号罐（2）进水口、三号罐（3）与二号罐（2）的进水口之间的连接管道上，分别设有一号调速水泵（11）、二号调速水泵（21）、三号调速水泵（31）和四号调速水泵（41）。

6.根据权利要求5所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述二号罐（2）与三号罐（3）两者的出水口的连通管道上，顺次设有二号截止阀（22）和三号截止阀（32），蓄水箱（5）中引出一条设有四号截止阀（52）的回水管道与该连通管道汇合，汇合点位于二号截止阀（22）和三号截止阀（32）之间，且该汇合点与四号截止阀（52）之间又引出一条上面设有一号截止阀（51）的管道与一号罐（1）的出水口连通。

7.根据权利要求6所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：三号调速水泵（31）所在的管道上，设有一号流量计（61）；四号调速水泵（41）所在的管道上，设有二号流量计（62）。

8.根据权利要求7所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述二号罐（2）的罐内设有与PLC控制器（4）电连接的温度传感器（7）和电加热器（8），其罐外设有定量灌装装置（9），该定量灌装装置（9）与二号罐（2）的下部连通，且连通管道上设有电磁阀。

9.根据权利要求8所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述三号罐（3）上设有与PLC控制器（4）电连接的液位控制器（10）。

10.根据权利要求9所述的用于PLC控制技术的技能培训和考核的系统，其特征在于：所述一号罐（1）、二号罐（2）的下方分别设有均与PLC控制器（4）电连接的一号压力传感器（15）和二号压力传感器（16）。

Images