一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置制造方法及图纸

技术编号:12954562 阅读:149 留言:0更新日期:2016-03-02 13:57
本发明专利技术公开了一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置,包括PLC、嵌入式实时仿真器、操控组件、功能组件和电源;嵌入式实时仿真器包括STM32系统、TL431芯片、TLC5615芯片、LM324芯片;PLC控制器采集嵌入式实时仿真器模拟输出的管路压力信号,并向嵌入式实时仿真器输出的频率信号;所述操控组件包括不锈钢面板、指示灯、组合开关、四个按钮和带灯蜂鸣器;功能组件包括3位8段数码管、编号分别为U5和U6的两个74LS594芯片、三个可调电位器RW1、RW2、RW3;所述电源为开关电源。本发明专利技术具有安全可靠、便携方便、经济实用的特点,可以广泛应用于教学领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及教学设备,特别是涉及一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验 目.ο
技术介绍
变频恒压供水系统是现代社会中普遍采用的一种水处理系统,随着变频调速和控制技术的发展和人们节能意识的不断增强,变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛应用于住宅小区、高层建筑、舰艇轮船。在智能控制教学领域,恒压供水系统也日益成为其研究的重要课题,然而实际应用的变频恒压供水系统结构庞大、分布广、价格高、不形象直观,不适宜直接作为教学实验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足,提供一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置,使其能够模拟变频恒压供水现场的各种复杂状况,使实验设备更加贴近工程应用,并具有安全可靠、便携方便、经济实用的特点。本专利技术提供的一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置,包括PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制器,以及分别与PLC控制器电连接的嵌入式实时仿真器、操控组件、功能组件和电源;所述嵌入式实时仿真器包括电连接的STM32系统、TL431芯片、TLC5615芯片、LM324芯片,所述STM32系统采用双时钟源,其中LSE采用32.768kHz晶振,HSE采用8MHz晶振,所述TL431芯片第1脚和第3脚与TLC5615的第6脚连接,所述TLC5615芯片的第7脚与由LM324芯片第2和第3部分运算放大器构成的电压跟随器相连,用于嵌入式实时仿真器的模拟量输出,所述LM324芯片第1部分运放构成的电压跟随器连接STM32系统的ADC1模拟输入通道0,用于嵌入式实时仿真器的模拟量输入;所述PLC控制器通过AIW0通道采集嵌入式实时仿真器模拟输出的管路压力信号,并通过AQW0通道向嵌入式实时仿真器输出的频率信号;所述操控组件包括不锈钢面板、指示灯、组合开关、四个按钮和带灯蜂鸣器,所述不锈钢面板设有操控电路,所述操控电路分别与指示灯、组合开关、四个按钮和带灯蜂鸣器电连接,所述指示灯通过多种颜色分别提供变频栗的工频、变频、过载运行指示,所述组合开关提供手动、自动、检修三种运行工况选择,所述四个按钮分别提供实验装置的启动、停止、灯试、消音功能,所述带灯蜂鸣器用于实验装置的综合报警;功能组件包括3位8段数码管、编号分别为U5和U6的两个74LS594芯片、三个可调电位器RW1、RW2、RW3,U5的QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG、QH端口用于控制3位数码管的段码,U6的QA、QB、QC端口用于控制3位数码管的位码,U5的9脚与U6的14脚相连构成级联移位寄存器,所述嵌入式实时仿真器的STM32系统的PB2接口经过反相器74LS04与U5的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32系统的PB2接口经过反相器74LS04与U6的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32系统的PA8接口经过反相器74LS04分别与U5的12脚和U6的12脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32系统的PC13接口经过反相器74LS04分别与U5的11脚和U6的11脚相连,STM32系统的PC8接口与U5的第14脚相连,所述STM32系统与U5和U6的连接用于串行数据输出,三个可调电位器RW1、RW2、RW3中位电压通过接口分别与STM32系统的PC3、PB1、PBO接口相连;所述电源为开关电源。在上述技术方案中,所述STM32系统包括STM32F103RB芯片、电源电路、时钟电路、复位电路、启动设置电路,所述STM32F103RB芯片分别与电源电路、时钟电路、复位电路和启动设置电路电连接;STM32F103RB芯片运行在72MHz,所述TL431芯片第1脚和第3脚与TLC5615的第6脚连接,用于提供2.5V的标准参考电压;所述TLC5615芯片的第7脚与由LM324芯片第2和第3部分运算放大器用于输出0~5V的模拟电压;所述LM324芯片第1部分运放构成的电压跟随器连接STM32F103RB芯片的ADC1模拟输入通道0 ;在功能组件中,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PB2接口经过反相器74LS04与U5的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PB2接口经过反相器74LS04与U6的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PA8接口经过反相器74LS04分别与U5的12脚和U6的12脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PC13接口经过反相器74LS04分别与U5的11脚和U6的11脚相连,STM32F103RB芯片的PC8接口与U5的第14脚相连,所述STM32F103RB芯片与U5和U6的连接用于串行数据输出,三个可调电位器RW1、RW2、RW3中位电压通过接口分别与STM32F103RB芯片的PC3、PBUPB0接口相连。在上述技术方案中,所述操控组件包括十二个指示灯和两个组合开关,其中九个指示灯分成三种颜色,每三个指示灯是同一种颜色,每种颜色分别提供1#栗、2#栗、3#栗三个变频栗的工频、变频、过载运行指示,一个组合开关提供手动、自动、检修三种运行工况选择,另一个组合开关提供1#栗、2#栗、3#栗三种栗的选择功能;操控组件电路包括9个光耦、编号分别为U5和U6的两个74LS165芯片,光耦1_8的输出端分别连接U5的A、B、C、D、E、F、G、Η端,光耦9的输出端连接U6的Α端,U6的QH端连接U5的SER端构成级联移位寄存器,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PC13通过接口与U5的第2脚和U6的第15脚相连,所述嵌入式实时仿真器的STM32F103RB芯片的PA8通过接口与U5的第1脚和U6第1脚相连,所述STM32F103RB芯片的PB5通过接口与U5的第9脚相连,用于采集开关量信号。在上述技术方案中,还包括继电器组件,所述继电器组件包括13个24V继电器,所述24V继电器通过导线连接具有实现实验装置的启动自锁、停机、变频运行时的硬件互锁、操控面板指示灯控制、压力开关控制功能。在上述技术方案中,所述继电器组件还包括30位接线排,所述30位端子排方便学员实验时通过预制连接线与PLC控制器连接。在上述技术方案中,还包括接口组件,所述接口组件包括不锈钢面板、JTAG接口、RS485接口、外部连接端子排、内外运行切换开关、电源集成开关插座,所述不锈钢面板设有接口电路,所述JTAG接口、RS485接口、外部连接端子排、内外运行切换开关、电源集成开关插座均设置于不锈钢面板上,所述接口电路与JTAG接口、RS485接口、外部连接端子排、内外运行切换开关、电源集成开关插座电连接,所述JTAG接口用于嵌入式实时仿真器的程序下载,所述RS485接口用于实验装置与上位PC机通信,向上位PC机传送系统压力、工况、变频频率运行参数,所述外部连接端子排用于实验装置与外部变频供水装置连接,控制变频供水装置实际控制,所述运行切换开关用于选定内部仿真运行还是外部实际控制运行,所述电源集成开关插座用于实验装置220V交流供电。在上述技术方案中,所述接口组件的接口电路上还设有MAX485芯片,所述本文档来自技高网...
一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置

【技术保护点】
一种基于嵌入式实时仿真的变频恒压供水实验装置,其特征在于:包括PLC控制器(1),以及分别与PLC控制器(1)电连接的嵌入式实时仿真器(2)、操控组件(4)、功能组件(5)和电源;所述嵌入式实时仿真器(2)包括电连接的STM32系统、TL431芯片、TLC5615 芯片、LM324芯片,所述STM32系统采用双时钟源,其中LSE采用32.768kHz晶振,HSE采用8MHz晶振,所述TL431芯片第1脚和第3脚与TLC5615的第6脚连接,所述TLC5615芯片的第7脚与由LM324芯片第2和第3部分运算放大器构成的电压跟随器相连,用于嵌入式实时仿真器的模拟量输出,所述LM324芯片第1部分运放构成的电压跟随器连接STM32系统的ADC1模拟输入通道0,用于嵌入式实时仿真器的模拟量输入;所述PLC控制器(1)通过AIW0通道采集嵌入式实时仿真器(2)模拟输出的管路压力信号,并通过AQW0通道向嵌入式实时仿真器(2)输出的频率信号;所述操控组件(4)包括不锈钢面板、指示灯、组合开关、四个按钮和带灯蜂鸣器,所述不锈钢面板设有操控电路,所述操控电路分别与指示灯、组合开关、四个按钮和带灯蜂鸣器电连接,所述指示灯通过多种颜色分别提供变频泵的工频、变频、过载运行指示,所述组合开关提供手动、自动、检修三种运行工况选择,所述四个按钮分别提供实验装置的启动、停止、灯试、消音功能,所述带灯蜂鸣器用于实验装置的综合报警;功能组件(5)包括3位8段数码管、编号分别为U5和U6的两个74LS594芯片、三个可调电位器RW1、RW2、RW3,U5的QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG、QH端口用于控制3位数码管的段码,U6的QA、QB、QC端口用于控制3位数码管的位码,U5的9脚与U6的14脚相连构成级联移位寄存器,所述嵌入式实时仿真器(2)的STM32系统的PB2接口经过反相器74LS04与U5的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器(2)的STM32系统的PB2接口经过反相器74LS04与U6的10脚和13脚相连,所述嵌入式实时仿真器(2)的STM32系统的PA8接口经过反相器74LS04分别与U5的12脚和U6的12脚相连,所述嵌入式实时仿真器(2)的STM32系统的PC13接口经过反相器74LS04分别与U5的11脚和U6的11脚相连,STM32系统的PC8接口与U5的第14脚相连,所述STM32系统与U5和U6的连接用于串行数据输出,三个可调电位器RW1、RW2、RW3中位电压通过接口分别与STM32系统的PC3、PB1、PB0接口相连;所述电源为开关电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:常广晖郭朝有李雁飞张超杰李文胜
申请(专利权)人:中国人民解放军海军工程大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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