[实用新型]一种基于PID控制系统的教具

说明书

本实用新型属于教具技术领域，特别涉及一种基于PID控制系统的教具，包括弹簧质量体系统、控制弹簧质量体系统运行的PLC控制电路模块以及与PLC控制电路模块连接的人机交互设备，弹簧质量体系统中设置有若干质量体及驱动质量体转动的电机，且质量体之间通过弹簧依次连接，弹簧质量体系统上设置有用于测量各个质量体转速的模拟量检测模块，模拟量检测模块将检测数据反馈到PLC控制电路模块中，并将处理后的检测数据在人机交互设备中显示，本实用新型的目的是提供一种基于PID控制系统的教具，实现基于学生编写的程序的PLC应用教学，能够使得学生在结构较为简单的PID控制系统教具中深入了解PLC在控制系统中的应用。

技术领域

本实用新型属于教具技术领域，特别涉及一种基于PID控制系统的教具。

背景技术

自1969年由美国数字设备公司研制出世界第一台PLC之后，因其可靠性高、抗干扰能力强、采用模块化结构、编程语言简单和安装简单等特点，PLC已被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。但是，目前高校在涉及机电传动控制、机器人控制和机械工程控制等课程教学过程中，仍然重理论教学轻实际操作能力，且不能有效地将自动化相关控制理论在教学过程中更加具象的表达，学生在学习过程中比较抽象，难以理解如何将书本中所学的相关控制理论知识应用于实际工程中，因此非常有必要在课程教学过程中加入相关实际控制对象平台，基于PLC、单片机等微处理器将控制理论相关知识应用于实际对象的控制，增强实践教学环节，提高学生的实际动手能力，为培养出具有“理论+实践”复合型能力的学生奠定教学基础。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于PID控制系统的教具，实现基于学生编写的程序的PLC应用教学，能够使得学生在结构较为简单的PID控制系统教具中深入了解PLC在控制系统中的应用。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种基于PID控制系统的教具，包括弹簧质量体系统、控制弹簧质量体系统运行的PLC控制电路模块以及与PLC控制电路模块连接的人机交互设备，弹簧质量体系统中设置有若干质量体及驱动质量体转动的电机，且质量体之间通过弹簧依次连接，弹簧质量体系统上设置有用于测量各个质量体转速的模拟量检测模块，模拟量检测模块将检测数据反馈到PLC控制电路模块中，并将处理后的检测数据在人机交互设备中显示。

所述电机为直流电机，且PLC控制电路模块中设置有驱动直流电机的H桥驱动电路。

所述弹簧质量体系统包括底板，底板上固定设置有支撑座，所述质量体通过两侧的支撑座转动设置在底板上，且模拟量检测模块固定设置在支撑座上。

所述质量体的中心设置有可拆卸的安装轴，安装轴分别与质量体两侧的支撑座转动设置。

所述支撑座上固定设置有支撑安装轴的轴承。

所述弹簧可拆卸设置在两个相邻的安装轴之间。

所述模拟量检测模块为空心轴旋转编码器，且空心轴旋转编码器固定设置在支撑座上。

所述质量体为大小不一的圆柱体，质量体的中心轴线共线，且电机驱动质量体绕各自中心轴线转动。

所述人机交互设备为触摸屏，且触摸屏上设置有三个输入数据按钮，三个数据按钮控制比例、积分和微分的原始参数值的输入。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：