CN201583845U - 一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，它包括计算机，计算机扩展插槽中设置有输入输出接口卡、数模转换卡和模数转换卡，计算机通过输入输出接口卡和电缆连接可编程逻辑控制器逻辑控制模块；数模转换卡的输出端连接传感器信号输出源输入端，传感器信号输出源的输出端分别连接输出接线端子和模拟量输入调理电路输入端；模拟量输入调理电路的输出端连接模数转换卡，将传感器信号输出源输出信号反馈回计算机；模拟量输入调理电路的输入端还连接输入接线端子。本实用新型将可编程控制器在线试验及逻辑验证、模拟传感器信号源输出以及高精度测量集成为一体，提高了测试的稳定性和调试效率。本实用新型可以广泛应用于各种大型机电设备状态监测及故障诊断中。

Description

一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台

技术领域

本实用新型涉及一种机电设备测控系统，特别是关于一种用于机电系统控制及状态监测领域中的具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台。

背景技术

随着工业发展的继续推行，大型机电设备状态监测及故障诊断的监测要求及复杂程度也不断提高，针对这些大型机电设备的控制及监测设备也越来越复杂，其中包含有很多的控制器、传感器及仪表等子模块，由这些模块组成的控制及监测系统一般都是在企业或公司内组装调试完毕才运到工业现场再进行进一步组装，因此在这些测控系统运往现场之前需要把各种控制逻辑、仪表及传感器进行一系列的调试及校准，这些工作往往比较繁琐，另外系统内部各模块之间大都存在各种各样的联系，通常情况下组装及测试人员采用校准传感器及标准仪表分开进行校准及标定，这些标定及校准设备功能单一，调校效率较低，因此需要一种集成化的标准信号源及具备传感器校准的综合实验台，完成在监控设备运往现场之前对其使用的各种传感器及功能模块的标定和校准实验。目前市场上已经出现很多类似这样的信号源输出仪表，智能信号发生器，智能传感器校验仪，但是这些功能都不够集中，他们可以分开达到某种技术上的要求，但是不够完善，其结构单一、调校效率较低、稳定性不好。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种稳定性较好、测量准确度较高且操作简便的具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：它包括一计算机，所述计算机的扩展插槽中设置有输入输出接口卡、数模转换卡和模数转换卡，所述计算机通过所述输入输出接口卡和电缆连接一可编程逻辑控制器逻辑控制模块；所述数模转换卡的输出端连接一传感器信号输出源输入端，所述传感器信号输出源的输出端分别连接一输出接线端子和一模拟量输入调理电路输入端，所述输出接线端子连接用户需要校准的仪表；所述模拟量输入调理电路的输出端连接所述模数转换卡，将所述传感器信号输出源输出信号反馈回所述计算机；所述模拟量输入调理电路的输入端还连接一用于连接标准传感器的输入接线端子。

所述可编程逻辑控制器逻辑控制模块包括一可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器分别连接一LED阵列、一继电器阵列和一输入输出扩展模块，所述扩展模块输出端连接一拨动开关阵列，所述拨动开关阵列分别连接一输入接口阵列、一输出接口阵列、一输入光电隔离阵列和一输出光电隔离阵列，所述输入光电隔离阵列的输出端连接一局部总线接口卡的数字量输出端，所述输出光电隔离阵列的输出端连接所述局部总线接口卡的数字量输入端。

所述可编程逻辑控制器采用西门子生产的型号为S7-200的可编程序控制器。

所述传感器信号输出模块包括两个0～100mV和0～5VDC的电压信号产生模块、一个0～100mA电流信号产生模块、一个0～1000Ω电阻信号产生模块和一个标准振动台。

所述可编程逻辑控制器逻辑控制模块采用PPI/RS232电缆连接所述计算机。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用将可编程控制器在线试验及逻辑验证、模拟传感器信号源输出以及高精度测量集成为一体，通过触摸屏进行操作和显示，因此提高了系统集成度，方便了监控设备的组装人员进行传感器及仪表的调试及校准，提高了测试的稳定性和组装调试效率。2、本实用新型由于包含PLC逻辑控制模块、传感器信号源及传感器校准三个主要功能部分，三个部分均由工业控制计算机来实现控制及测量结果显示，采用大尺寸液晶的显示屏，并带有触摸屏，方便调试人员的使用。3、本实用新型采用的逻辑控制模块能实现在线调试，由实验台上的LED阵列及继电器阵列验证PLC输出的逻辑状态，因此可以实现PLC程序的开发验证与测控柜的组装同步进行。4、本实用新型由于采用传感器信号源，可以模拟多种传感器及传感器变送器输出的信号，其模拟传感器输出的信号源与实际传感器的数据输出精度相当，可通过控制传感器信号源输出的幅值大小，并且通过高精度数据采集卡在线测量输出信号的大小，转换为实际测量工程单位，使其兼具输出及测量功能。5、本实用新型采用的传感器信号源能实现对需要组装的测控柜上的仪表的准确性进行校准，如存在偏差，可以协助组装调试人员找出修正系数。本实用新型可以广泛应用于各种大型机电设备状态监测及故障诊断中。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图，

图2是本实用新型的PLC逻辑控制模块结构示意图，

图3是本实用新型的信号输出源结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

本实用新型主要是为工业现场大型机电设备的状态监测系统在组装调试阶段提供一种集成化的标准信号源以及对传感器进行校准的系统实验台，通过该实验台能够简化系统调试工作，提高效率。

如图1所示，本实用新型包括一工业控制计算机1，计算机1的扩展插槽中设置有IO(输入输出)接口卡2、数模转换卡3和模数转换卡4，计算机1通过IO接口卡2和电缆连接一PLC(可编程逻辑控制器)逻辑控制模块5，为PLC逻辑控制模块5提供IO量输入及输出，进而实现通过计算机1给出PLC逻辑控制模块5的逻辑输入及验证PLC逻辑控制模块5的逻辑输出结果。数模转换卡3的输出端连接一传感器信号输出源6输入端，通过数模转换卡3输出的模拟电压控制传感器信号输出源6输出信号的幅值，传感器信号输出源6的输出端还分别连接一输出接线端子7和一模拟量输入调理电路8输入端，输出接线端子7用于连接用户需要校准的仪表。模拟量输入调理电路8的输出端连接模数转换卡4，将传感器信号输出源6输出信号的具体幅值反馈回计算机1，同时，模拟量输入调理电路8的输入端还连接一设置在本实用新型实验台前面板上信号的输入接线端子9，用来连接标准传感器输入信号，以校准被测传感器输出信号的线性度及幅值的准确度。其中，PLC逻辑控制模块5可以采用PPI/RS232电缆连接计算机1，计算机1也可以通过电缆下载PLC逻辑控制模块5内的信息以及与PLC逻辑控制模块5进行通讯。

计算机1上还设置有一液晶触摸式的显示屏10、一键盘11和一鼠标12，以方便调试人员的使用。

如图2所示，本实用新型的PLC逻辑控制模块5包括一PLC51，PLC51分别连接一LED阵列52、一继电器阵列53和一扩展PLC51输入输出接口的扩展模块54，可以通过LED阵列52和继电器阵列53来验证PLC逻辑控制模块5的输出结果。扩展模块54输出端连接一拨动开关阵列55，拨动开关阵列55分别连接一输入接口阵列56、一输出接口阵列57、一输入光电隔离阵列58和一输出光电隔离阵列59，输入光电隔离阵列58的输出端连接一PCI(局部总线)接口卡60的数字量输出端，输出光电隔离阵列59的输出端连接PCI接口卡60的数字量输入端。由拨动开关阵列55控制选择PLC51的输入连接至输入接口阵列56或PCI接口卡60的数字输出端，PLC51的输出连接也同样由拨动开关阵列55控制。

上述实施例中，PLC51采用西门子生产的型号为S7-200的可编程序控制器。

如图3所示，本实用新型的传感器信号输出模块6包括两个电压信号产生模块61、一个电流信号产生模块62、一个电阻信号产生模块63和一个标准振动台64，计算机1通过计算机1内的数模转换卡输出的电压信号，控制各信号产生模块输出相应幅值的信号，各信号产生模块的输出端分别连接输出接线端子7和模拟量输入调理电路8，模拟量输入调理电路8将信号放大调理后传输模数转换卡4，由模数转换卡4经计算机1内的模数转换卡采样后输出给计算机1。

上述实施例中，两个电压信号产生模块61分别采用一个0～100mV电压信号产生模块和一个0～5VDC电压信号产生模块；电流信号产生模块62采用0～100mA电流信号产生模块；电阻信号产生模块63采用0～1000Ω电阻信号产生模块。

综上所述，本发明主要是针对工业自动化现场仪表实施现场校验、检修的需要而设计，精度高，是现场仪表工、计算机集散控制系统维护人员、仪表安装人员的理想信号源和检测工具，其稳定性好，测量准确度高。

上述各实施例中，还可以在结构和连接上有其它变化，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：它包括一计算机，所述计算机的扩展插槽中设置有输入输出接口卡、数模转换卡和模数转换卡，所述计算机通过所述输入输出接口卡和电缆连接一可编程逻辑控制器逻辑控制模块；所述数模转换卡的输出端连接一传感器信号输出源输入端，所述传感器信号输出源的输出端分别连接一输出接线端子和一模拟量输入调理电路输入端，所述输出接线端子连接用户需要校准的仪表；所述模拟量输入调理电路的输出端连接所述模数转换卡，将所述传感器信号输出源输出信号反馈回所述计算机；所述模拟量输入调理电路的输入端还连接一用于连接标准传感器的输入接线端子。

2.如权利要求1所述的一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：所述可编程逻辑控制器逻辑控制模块包括一可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器分别连接一LED阵列、一继电器阵列和一输入输出扩展模块，所述扩展模块输出端连接一拨动开关阵列，所述拨动开关阵列分别连接一输入接口阵列、一输出接口阵列、一输入光电隔离阵列和一输出光电隔离阵列，所述输入光电隔离阵列的输出端连接一局部总线接口卡的数字量输出端，所述输出光电隔离阵列的输出端连接所述局部总线接口卡的数字量输入端。

3.如权利要求2所述的一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：所述可编程逻辑控制器采用西门子生产的型号为S7-200的可编程序控制器。

4.如权利要求1所述的一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：所述传感器信号输出模块包括两个0～100mV和0～5VDC的电压信号产生模块、一个0～100mA电流信号产生模块、一个0～1000Ω电阻信号产生模块和一个标准振动台。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种具备信号源输出和传感器校准的测控系统实验台，其特征在于：所述可编程逻辑控制器逻辑控制模块采用PPI/RS232电缆连接所述计算机。

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