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雙容液位計算機控制技術實驗平臺BCLG-ATYW02型
一、概況
控制理論?計算機控制技術學習是自動化、自動控制、電子技術、電氣技術、精密儀器等專業(yè)教學中的基礎課程。系統(tǒng)提供集成操作軟件，通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項靜、動態(tài)特性，方便了對模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進行溫度控制實驗，加上系統(tǒng)配置的直流電機、步進電機、YW單容液位控制系統(tǒng)等控制對象，可開設控制系統(tǒng)課程的實驗。該系統(tǒng)還可擴展支持如線性系統(tǒng)、*優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識及計算機控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實驗研究。
二、系統(tǒng)構成
| 序號 | 產(chǎn)品名稱 | 參數(shù) | 備注 |
| 1 | 實訓 控制平臺 | 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm，控制臺背后采用門式結構，配置門鎖，方便維修檢修。 整體尺寸: 600×400×1000 mm 輸入電壓：220V ±10% 50HZ 輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A | |
| 2 | 模塊電路 | （1）系統(tǒng)采用Intel 8088作為系統(tǒng)的控制計算機，擴展EPROM采用W27512，存儲空間64K,擴展RAM采用HM62256，存儲空間32K，鎖存譯碼采用CPLD器件ispLSI 1032E。 （2）信號源發(fā)生單元電路：正弦波、方波、斜波及拋物波，信號周期在2毫秒至30秒之間可調； （3）采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路； （4）運算模擬單元電路； （5）非線性單元電路； （6）狀態(tài)指示燈單元； （7）D/A0832數(shù)/模轉換單元電路； （8）A/D0809模/數(shù)轉換單元電路； （9）單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元； （10）電位器單元； （11）－5V電源發(fā)生單元； （12）ULN2803驅動單元； （13）直流電機模塊單元(帶反饋)； （14）步進電機模塊單元； （15）信號測量單元： 采用PC軟件實現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。 （16）特殊運算環(huán)節(jié)單元； （17）可變電阻器組單元； （18）微型溫度控制單元； | |
| 3 | ★上位軟件 | 系統(tǒng)為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語言級集成開發(fā)環(huán)境，集控制程序開發(fā)、調試和實驗測量分析于一體，支持匯編源語言級的編程和調試。系統(tǒng)還提供有一組先進的虛擬儀器功能，為用戶創(chuàng)造了集控制系統(tǒng)設計、電路構造、系統(tǒng)調試和測試分析諸功能一體化的實驗環(huán)境： (1)雙蹤超低頻數(shù)字存儲示波器：具有實時測量和顯示、波形回放、游標測量、波形存貯等功能。 (2)頻率特性分析儀：可顯示系統(tǒng)各頻率點的時域相應波形并進行分析，以半自動掃頻測量方式進行測量，測量完畢后即可產(chǎn)生極坐標圖和波特圖，由此顯示出系統(tǒng)的頻率特性，同時還具有圖形保存功能。 (3) X_Y測量：將兩路測量信號以X_Y坐標的形式顯示，具有波形刷新和波形存貯功能，可應用于非線性系統(tǒng)的實驗特性研究。 | |
| 4 | 雙容液位控制系統(tǒng) | 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm。 整體尺寸: 520×200×660 mm 由有機玻璃水箱，水槽、水泵、和液位壓力傳感器、控制閥門、水管、24V開關電源等部件組成。 （1）雙容水箱，水槽：采用7mm厚度透明有機玻璃材料，水箱正面標有水位標尺，內部有設有緩沖槽。 （2）水泵：直流24V，直流無刷，磁力驅動，可調速控制流量;靜態(tài)楊程6米;*大流量960L/H;工作壽命大于20000小時;具有缺水自動保護功能;防護等級：IP68。 （3）液位壓力傳感器： 全封閉式電路，具有防潮、防結露、防滲漏功能;測量形式及范圍 0～1～200mH2O 允許過載：2倍滿量程壓力 工作溫度：-20～80℃ 溫度補償：-10～70℃ 存儲溫度：-40～80℃ 輸出信號：（0～5)V三線制 供電電源：15～36 VDC(標定電壓24VDC) 外殼材料：304不銹鋼O型圈 氟橡膠 電 纜：專用防水透氣電纜 防護等級：IP68(壓力傳感器部分) （4）開關電源：配置高性能DC24V/1.5A開關電源。 | |
| 5 | ★數(shù)據(jù) 采集卡 | 核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用實時操作系統(tǒng)RTOS； USB2.0通訊接口； 支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開發(fā)接口； 模擬量輸入：14位ADC分辨率率，支持同時8 路單端輸入或者4路差分輸入； 模擬量輸出：12位DAC分辨率率，2通道輸出； 直流電壓范圍：0~5V，波形輸出支持正弦，方 波，鋸齒，三角波任意波形 數(shù)字量輸入輸出：支持8 路輸入輸出，集電集開漏輸出，電平方式：5V TTL。 計數(shù)器/脈沖輸出：通道數(shù)：1通道；*高計數(shù)頻率：5Mhz，分辨率：32位，計數(shù)范圍：0~65535 | |
| 6 | ★多功能虛擬數(shù)據(jù)采集分析控制系統(tǒng) （投標時現(xiàn)場演示） | 采用7寸彩色中文觸控屏管理器，中文菜單式觸控操作界面，人機對話友好。提供4個USB接口和支持1個RTL8111E，集成無線WIFI/3G模塊，具有檢測歷史數(shù)據(jù)導出功能。 1、可實時長時間記錄電壓、電流、電阻、電容、通斷等，并生成趨勢曲線。 2、虛擬測量直流電壓，量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V 3、虛擬交流電壓測量，量程 60.00mV 、600.00mV 、6.00V、60.00V、600.0V 4、虛擬直流電流測量，量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A 5、虛擬交流電流測量，量程 60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A 6、虛擬電阻測量，量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M 7、虛擬電容測量，量程 40.00nF 、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF 8、虛擬二極管測量 0V~2.0V 9、集成虛擬示波器 10、20M帶寬、48M采樣率、2通道的,支持X交替、Y交替和X-Y模式的雙通道虛擬示波器； 11、具有數(shù)據(jù)記錄儀功能； 12、1KHz基準方波輸出接口； 13、設備支持DDS信號源和掃頻儀功能； 14、具有有5種波形輸出，正弦波*高可以輸出20M； 15、波形數(shù)據(jù)可以按時間和電壓輸出到EXCEL，BMP，OSC； 16、波形加、減、乘、X-Y顯示； 17、具有FFT頻譜分析功能； | |
| 7 | 導線 | 配置錐形頭鎖緊式連接線，2mm規(guī)格，接觸安全可靠。 | |
| 8 | 輔材 | 電子版WORD文檔、保修卡、電源線、光盤盒等 | |
| 9 | 完成的 實訓項目 | （一）自動控制原理 實驗項目 1、 典型環(huán)節(jié)的模擬研究 2、 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性 3、 系統(tǒng)校正 4、 控制系統(tǒng)的頻率特性 5、 典型非線性環(huán)節(jié) 6、 非線性系統(tǒng)（一） 7、 非線性系統(tǒng)（二） 8、 采樣系統(tǒng)分析 9、 采樣控制系統(tǒng)的校正 10、態(tài)反饋（極點配置） （二）計算機控制技術 1、A/D，D/A轉換 2、采樣保持器 3、數(shù)字濾波 4、積分分離式PID控制 5、*小拍有紋波系統(tǒng)實驗 6、*小拍無紋波系統(tǒng)實驗 7、大林算法控制 8、非線性控制 9、解耦控制 10、綜合控制實驗 （三）控制系統(tǒng)應用 1.直流電機閉環(huán)調速實驗 2.溫度閉環(huán)控制實驗 3.步進電機調速實驗 4. 雙容液位控制系統(tǒng)實驗 |