CN220691293U - 一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动控制领域，公开了一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、调节阀、开关阀、变频泵、连接管道和控制箱，所述控制箱包括：220VAC/380VAC电源接口、24VADC电源模块、USB接口、TCP/IP接口、232串口、485串口、422串口、可视化模块、按压式调节旋钮、按压式开关旋钮、按压式自定义快捷按钮、模拟量隔离栅、集成电路板、接线端子、PLC 1500CPU、模块PLC I/O模块和交换机。本实用新型中，实现独立测试、调试的目的，不受整体系统限制，不受专业知识限制；多种控制策略进行测试，快速整定调节参数；实时采集系统输入、输出数据，快速建立被控对象传递函数。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器。
背景技术
多功能控制器是一种可以控制多种功能的设备或系统。它通常具有多个控制按钮、开关或调节器，用于控制不同的功能或参数。多功能控制器可以应用于各种领域，如家庭电器、工业自动化、机械设备等，多功能控制器还需要具备稳定的电路设计和可靠的控制算法，以确保功能的正常运行和精确控制，总之，多功能控制器是一种能够集成多种功能的控制设备，可以方便地控制和调节各种参数和操作，提高设备或系统的灵活性和智能化程度。
然而现有的多功能控制器在实际使用过程中仍存在一些不足和有待改进的地方，自动化系统运行调试时受制于专业技术限制、组态软件熟练程度限制、生产工艺限制、安全风险限制，各专业工程师往往不能随心所欲地进行测试或调试，导致自动化应用受限，自动化维护不良，因此，提出一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、调节阀、开关阀、变频泵、连接管道和控制箱，所述控制箱包括：220VAC/380VAC电源接口、24VADC电源模块、USB接口、TCP/IP接口、232串口、485串口、422串口、可视化模块、按压式调节旋钮、按压式开关旋钮、按压式自定义快捷按钮、模拟量隔离栅、集成电路板、接线端子、PLC 1500CPU、模块PLCI/O模块和交换机。
进一步地，所述控制箱与传感器相连。
进一步地，所述控制箱与阀门、水泵相连。
进一步地，所述可视化模块与PLC 1500CPU电性连接。
进一步地，所述变频泵和压力传感器均与控制箱电性连接。
进一步地，所述控制箱的接入电源为220VAC。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型中，实现了控制回路独立测试、调试的目的，简单实用；可进行多种控制策略进行测试，快速设置调节参数，快速测试效果；可实时采集系统输入、输出数据，快速建立简单的被控对象传递函数；模拟仿真被控对象，搭建离线仿真系统，指导实际应用。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器的示意详细图；
图2为本实用新型提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器的示意图；
图3为本实用新型提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器中单回路水箱水位PID控制、单回路水箱水位神经网络控制示意详图；
图4为本实用新型提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器中供水温度串级PID控制示意图；
图5为本实用新型提出的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器中通过水箱控制采样数据，推算水箱控制传递函数示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参照图1-5，本实用新型提供的一种实施例：一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、调节阀、开关阀、变频泵、连接管道和控制箱，控制箱包括：220VAC/380VAC电源接口、24VADC电源模块、USB接口、TCP/IP接口、232串口、485串口、422串口、可视化模块、按压式调节旋钮、按压式开关旋钮、按压式自定义快捷按钮、模拟量隔离栅、集成电路板、接线端子、PLC 1500CPU、模块PLC I/O模块和交换机。
控制箱与传感器相连，控制箱与阀门、水泵相连，外部电源与控制箱相连，控制箱通过可视化模块选择策略，设置参数，启动控制器，多种控制策略进行测试，快速整定调节参数，减少在线调试时间和原料的浪费，可视化模块与PLC 1500CPU电性连接，变频泵和压力传感器均与控制箱电性连接，控制箱的接入电源为220VAC。
如图3所示，单回路水箱水位PID控制：
被控对象为水箱水位，将调节阀通过连接管道接入水箱，将与压力传感器接入水箱底部联通管，通过压力传感器测量水箱水位，水位信号接入IN2接口；将阀门电源接入220VAC电源，阀门控制信号接入OUT1接口、变频水泵控制频率信号接入OUT2接口；通过可视化模块选择调节策略为单回路PID控制，输出变量为阀门和频率，数量2个；输入变量为水箱水位，数量1个；设置水箱容积，高度，阀门管径大小，系统自动推荐PID参数；选择自动启动控制完成水箱水位控制，可视化模块显示水位变化曲线；
如图4所示，供水温度串级PID控制：
被控对象为补水温度，将调节阀通过连接管道接到流量计，再接到加热装置，加热装置出口水管接到温度传感器，通过流量传感器测量补水流量，温度传感器测量补水温度；将加热装置接入OUT2接口，用于启停加热装置；阀门控制信号接入OUT1接口；被控变量2个，变量1补水温度传感器接入IN2，变量2为补水流量接入IN1；通过可视化模块选择调节策略为串级PID控制；内部PID回路输出变量为阀门，数量1个接入OUT1；被控变量为流量1个，接入IN1；外部PID回路输出变量数量1个，接入OUT2；设置流量量程，加热装置有效功率，系统自动推荐PID参数；选择自动启动控制完成补水温度自动控制；通过阀门开度控制补水流量，通过OUT2输出控制加热装置效率，进一步控制补水温度；可视化模块显示补水流量和温度变化曲线；
如图3所示，单回路水箱水位神经网络控制：
被控对象为水箱水位，将调节阀通过连接管道接入水箱，将与压力传感器接入水箱底部联通管，通过压力传感器测量水箱水位，水位信号接入IN2接口；将阀门电源接入220VAC电源，阀门控制信号接入OUT1接口、变频水泵控制频率信号接入OUT2接口；通过可视化模块选择调节策略为单回路水箱水位神经网络控制，输出变量为阀门和频率，数量2个；输入变量为水箱水位，数量1个；设置水箱容积，高度，阀门管径大小，系统自动推荐学习效率和增益参数；选择自动启动控制完成水箱水位控制，可视化模块显示水位变化曲线；
如图5所示，通过水箱控制采样数据，推算水箱控制传递函数：
该模式采用已构建的BP神经网络，在线载入数据即可推算出各神经元的权重数值；进而推算出逼近的传递函数，被控对象为水箱水位；将调节阀通过连接管道接入水箱，将与压力传感器接入水箱底部联通管，通过压力传感器测量水箱水位，水箱水位信号接入IN1接口；调节阀控制信号接入OUT1接口，排水阀控制信号接入OUT3接口，将排水流量信号接入IN7接口；调节阀开度设为自动，选择各阶段的开度％和开启时间S，系统根据配置时间表自动控制阀门开度；系统自动采集水箱水位、调节阀开度、开启时间数据；通过BP神经网络计算完成单神经元权重计算，给出权重参数；实现3输入1输出的逼近的水箱水位控制的传递函数。
工作原理：本实用新型为一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，通过IN接口连接实际信息，实现了控制回路独立测试、调试的目的，简单实用；可进行多种控制策略进行测试，快速设置调节参数，快速测试效果；可实时采集系统输入、输出数据，快速建立简单的被控对象传递函数；模拟仿真被控对象，搭建离线仿真系统，指导实际应用。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、调节阀、开关阀、变频泵、连接管道和控制箱，其特征在于：所述控制箱包括：220VAC/380VAC电源接口、24VADC电源模块、USB接口、TCP/IP接口、232串口、485串口、422串口、可视化模块、按压式调节旋钮、按压式开关旋钮、按压式自定义快捷按钮、模拟量隔离栅、集成电路板、接线端子、PLC 1500CPU、模块PLC I/O模块和交换机。
2.根据权利要求1所述的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，其特征在于：所述控制箱与传感器相连。
3.根据权利要求1所述的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，其特征在于：所述控制箱与阀门、水泵相连。
4.根据权利要求1所述的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，其特征在于：所述可视化模块与PLC 1500CPU电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，其特征在于：所述变频泵和压力传感器均与控制箱电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有采样、控制、仿真、演示功能的多功能控制器，其特征在于：所述控制箱的接入电源为220VAC。
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