本發(fā)明涉及電工技術(shù)類(lèi)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，特別涉及一種多功能電源儀表教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前高校使用的電源儀表教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能比較單一，在進(jìn)行一些綜合性比較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，時(shí)常需要連接多臺(tái)裝置，設(shè)備占用空間大，有效利用率低，給教學(xué)帶來(lái)極大的不便。此外，在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行電工技術(shù)類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有模擬負(fù)載控制回路，無(wú)法檢驗(yàn)執(zhí)行回路和遠(yuǎn)程控制回路是否正確執(zhí)行。再者，傳統(tǒng)電工技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)偏重于負(fù)載的現(xiàn)場(chǎng)控制，當(dāng)存在多臺(tái)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制往往不方便進(jìn)行統(tǒng)一管理。因此亟需一套在實(shí)驗(yàn)室條件下滿足多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求的教學(xué)系統(tǒng)，以解決上述幾個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多功能電源儀表教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具有控制功能多樣從而適應(yīng)多類(lèi)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種多功能電源儀表教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括

電源模塊，耦接于380v電壓，所述電源模塊包括交流輸出回路和直流輸出回路；

控制模塊，所述控制模塊包括并聯(lián)設(shè)置的就地控制模塊和遠(yuǎn)程控制回路，所述遠(yuǎn)程控制回路受控于plc控制；

檢測(cè)負(fù)載，受控于控制模塊控制。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，電源模塊用于輸出多種不同規(guī)格的電壓，為外接設(shè)備提供可靠的電源，其包括直流電和交流電，控制模塊包括就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種，控制形式多樣，檢測(cè)負(fù)載檢測(cè)系統(tǒng)回路的通斷，為實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行電氣控制實(shí)驗(yàn)提供了便利；兩種控制方式，涵蓋硬件控制和plc控制，可以進(jìn)行多項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述電源模塊的輸入端耦接多功能電量表，所述多功能電量表的人機(jī)接口耦接至顯示屏。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)多功能電量表來(lái)檢測(cè)電路的電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)，并通過(guò)自帶的人機(jī)接口連接顯示屏以顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述電源模塊的輸入端耦接總開(kāi)關(guān)單元，所述總開(kāi)關(guān)單元包括串接的繼電器1km和按鈕開(kāi)關(guān)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，總開(kāi)關(guān)單元具有保護(hù)作用，使安全系數(shù)更高。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述交流輸出回路設(shè)置有兩組，用于連接三相四線插座。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，三相四線插座的設(shè)置具有輸出三相電壓，并且設(shè)置為兩組從而便于連接更多的設(shè)備。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述直流輸出回路包括220v直流電輸出端、24v直流電輸出端、12v直流電輸出端以及5v直流電輸出端中的一個(gè)或多個(gè)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，輸出電壓種類(lèi)多樣，實(shí)用性更佳。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述直流輸出回路包括直流調(diào)速器以及耦接于直流調(diào)速器的調(diào)節(jié)電位器。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)控制直流調(diào)速器從而實(shí)現(xiàn)輸出需要的電壓。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述plc連接觸摸顯示屏。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)觸摸顯示屏控制plc，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的特點(diǎn)。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：內(nèi)置多種電壓輸出，為外接設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源；自帶模擬負(fù)載，為實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行電氣控制實(shí)驗(yàn)提供了便利；兩種控制方式，涵蓋硬件控制和軟件控制，可以進(jìn)行多項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)供電系統(tǒng)電路示意圖；

圖2是本控制系統(tǒng)接線電路圖；

圖3是本負(fù)載系統(tǒng)接線電路圖；

圖4是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)plc控制回路圖。

圖中，1、電源模塊；11、總開(kāi)關(guān)單元；12、交流輸出回路；13、直流輸出回路；2、控制模塊；3、檢測(cè)負(fù)載。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種多功能電源儀表教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，參照?qǐng)D1至圖4所示，包括電源模塊1、控制模塊2以及檢測(cè)負(fù)載3，其中，

參照?qǐng)D1所示，電源模塊1的輸入端那包括耦接空氣開(kāi)關(guān)4pk1、多功能電量表、總開(kāi)關(guān)單元11、交流輸出回路12以及直流輸出回路13。

該空氣開(kāi)關(guān)4pk1用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電路進(jìn)行包括保護(hù)；多功能電量表用于測(cè)量電路的電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)，電量表具有rs485通訊接口uk1a和uk1b，可以將上述測(cè)量參數(shù)輸出至遠(yuǎn)程控制端或觸摸顯示屏；總開(kāi)關(guān)單元11串接的繼電器1km和按鈕開(kāi)關(guān)。

交流輸出回路12包括兩路三相四線輸出a1b1c1n1和a2b2c2n2，其可以耦接插座，并且分別由繼電器2km、3km以及空氣開(kāi)關(guān)3pk1、3pk2控制通斷。

直流輸出回路13包括220v直流電輸出端、24v直流電輸出端、12v直流電輸出端以及5v直流電輸出端以及自調(diào)節(jié)直流電輸出端；220v直流電輸出端，包括變壓器、整流橋直接得到，并有空氣開(kāi)關(guān)1pk1控制其通斷；24v直流電輸出端、12v直流電輸出端以及5v直流電輸出端，均可通過(guò)電源模塊1控制電壓的輸出，為了節(jié)約成本，該12v直流電輸出端以及5v直流電輸出端并聯(lián)設(shè)置，并分別由空氣開(kāi)關(guān)1pk2、1pk3控制其通斷，上述空氣開(kāi)關(guān)均帶有漏電保護(hù)。自調(diào)節(jié)電流輸出端包括直流調(diào)速器和調(diào)節(jié)電位器，直流調(diào)速器輸出的可變電壓，由繼電器4km控制通斷，繼電器kj1為直流調(diào)速器通斷開(kāi)關(guān)，而繼電器kj2則是電壓的變化通過(guò)調(diào)節(jié)電位器進(jìn)行控制。當(dāng)kj2接調(diào)節(jié)電位器時(shí)，輸出電壓隨電位器阻值變化而改變；當(dāng)kj2接uk2a、uk2b時(shí)，可以通過(guò)在uk2a、uk2b端口輸入模擬信號(hào)來(lái)改變輸出電壓大小。

參照?qǐng)D2所示，檢測(cè)負(fù)載3串接在圖1的相電壓之間，其可設(shè)置有多個(gè)小型風(fēng)機(jī)1fs~4fs以及兩個(gè)電燈1dj、2dj，其中，小型風(fēng)機(jī)1fs~4fs分別由繼電器開(kāi)關(guān)1kc~4kc控制通斷，電燈分別由繼電器開(kāi)關(guān)5kc、6kc控制通斷，風(fēng)機(jī)和電燈均可作為負(fù)載來(lái)進(jìn)行供電實(shí)驗(yàn)，從而克服傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)缺乏實(shí)際負(fù)載的缺點(diǎn)。

結(jié)合圖3，對(duì)圖1和圖2中的各個(gè)繼電器的控制方式進(jìn)行說(shuō)明。

當(dāng)sk1切到“就地”檔位時(shí)，合上常開(kāi)開(kāi)關(guān)qa2，繼電器2km導(dǎo)通，此時(shí)圖1中a1b1c1n1端開(kāi)始供電；合上常閉開(kāi)關(guān)ta2，繼電器2km斷開(kāi)，此時(shí)圖1中a1b1c1n1端停止供電。當(dāng)sk1切到“遠(yuǎn)控”檔位時(shí)，通過(guò)圖4中的plc輸出端口q0.0所接繼電器m1控制圖3中節(jié)點(diǎn)m1導(dǎo)通與閉合，當(dāng)plcq0.0輸出端給出高電平時(shí)，m1導(dǎo)通，圖1中a1b1c1n1端開(kāi)始供電；當(dāng)plcq0.0輸出端給出低電平時(shí)，m1斷開(kāi)，圖1中a1b1c1n1端停止供電。

當(dāng)sk2切到“就地”檔位時(shí)，合上常開(kāi)開(kāi)關(guān)qa3，繼電器3km導(dǎo)通，此時(shí)圖1中a2b2c2n2端開(kāi)始供電；合上常閉開(kāi)關(guān)ta3，繼電器3km斷開(kāi)，此時(shí)圖1中a2b2c2n2端停止供電。當(dāng)sk2切到“遠(yuǎn)控”檔位時(shí)，通過(guò)圖4中的plc輸出端口q0.1所接繼電器m2控制圖3中節(jié)點(diǎn)m2導(dǎo)通與閉合，當(dāng)plcq0.1端給出高電平時(shí)，m2導(dǎo)通，圖1中a2b2c2n2端開(kāi)始供電；當(dāng)plcq0.1端給出低電平時(shí)，m2斷開(kāi)，圖1中a2b2c2n2端停止供電。

當(dāng)sk3切到“就地”檔位時(shí)，合上常開(kāi)開(kāi)關(guān)qa4，繼電器4km導(dǎo)通，此時(shí)圖1中直流調(diào)速器回路開(kāi)始供電；合上常閉開(kāi)關(guān)ta4，繼電器4km斷開(kāi)，此時(shí)圖1中直流調(diào)速器回路停止供電。當(dāng)sk3切到“遠(yuǎn)控”檔位時(shí)，通過(guò)圖4中的plc輸出端口q0.2所接繼電器m3控制圖3中節(jié)點(diǎn)m3導(dǎo)通與閉合，當(dāng)plcq0.2端給出高電平時(shí)，m3導(dǎo)通，圖1中直流調(diào)速器回路開(kāi)始供電；當(dāng)plcq0.2端給出低電平時(shí)，m3斷開(kāi)，圖1中直流調(diào)速器回路停止供電。

sk4為圖2負(fù)載回路中繼電器1kc~4kc的控制方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

當(dāng)sk4切到“就地”檔位時(shí)，通過(guò)在fs1~fs4端口接入外部供電電路，對(duì)應(yīng)的繼電器1kcj~4kcj將吸合，從而使1kc~4kc吸合，風(fēng)機(jī)1fs~4fs開(kāi)始工作。通過(guò)對(duì)供電電路的通斷操作，可以達(dá)到控制風(fēng)機(jī)啟停的作用。當(dāng)sk4切到“遠(yuǎn)控”檔位時(shí)，通過(guò)圖4中的plc輸出端口q0.3~q0.6所接繼電器m4~m7控制圖3中節(jié)點(diǎn)m4~m7導(dǎo)通與閉合，當(dāng)plcq0.3~q0.6端給出高電平時(shí)，m4~m7將對(duì)應(yīng)導(dǎo)通，圖2中對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)fs1~fs4開(kāi)始工作；當(dāng)plcq0.3~q0.6端給出低電平時(shí)，m4~m7將對(duì)應(yīng)斷開(kāi)，圖2中對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)fs1~fs4停止工作。

當(dāng)sk5切到“就地”檔位時(shí)，通過(guò)按鈕5kcj和6kcj分別控制繼電器5kc和6kc，達(dá)到控制電燈1dj、2dj的目的；當(dāng)sk5切換到“遠(yuǎn)控”檔位時(shí)，通過(guò)圖4中的plc輸出端口q0.7、q1.0所接繼電器m8、m9控制圖3中節(jié)點(diǎn)m8、m9導(dǎo)通與閉合，當(dāng)plcq0.7、q1.0端給出高電平時(shí)，m8、m9導(dǎo)通，圖2中電燈1dj、2dj點(diǎn)亮；當(dāng)plcq0.7、q1.0端給出低電平時(shí)，m8、m9斷開(kāi)，圖2中電燈1dj、2dj熄滅。

圖3中m10和m11為直流調(diào)速器調(diào)速開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程控制節(jié)點(diǎn)，當(dāng)圖4中plcq1.1端給定低電平信號(hào)，kj1不導(dǎo)通，圖1中可變電壓輸出回路中的調(diào)節(jié)電路維持導(dǎo)通狀態(tài)（因?yàn)閗j1為常閉開(kāi)關(guān)），此時(shí)若圖4中plcq1.2給定切換信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)繼電器kj2通斷切換，而圖1中kj2為直流調(diào)速器兩種調(diào)速方法的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，具體調(diào)速方式如前文所述。當(dāng)圖4中plcq1.1端給定高電平信號(hào)時(shí)，圖3中繼電器kj1吸合，圖1中的常閉開(kāi)關(guān)kj1將處于斷開(kāi)狀態(tài)，從而停止電壓調(diào)節(jié)回路。

圖4為plc控制回路圖。plc輸出端q0.0~q1.2連接繼電器線包m1~m11，對(duì)應(yīng)控制圖2中繼電器節(jié)點(diǎn)m1~m11，plc的輸入控制由與其連接的顯示屏完成，顯示屏中上位組態(tài)界面可以完成圖1中多功能電量表參數(shù)的接收、圖3中模擬負(fù)載的狀態(tài)監(jiān)控、圖2中繼電器節(jié)點(diǎn)m1~m11狀態(tài)反饋以及圖4中繼電器m1~m11的通斷控制等功能。

第一，多電壓輸出與保護(hù)。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源進(jìn)線環(huán)節(jié)設(shè)置多功能電量表，對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行全方位監(jiān)控，電量表的rs485通訊端口提供遠(yuǎn)程參數(shù)通訊功能?？傠娫撮_(kāi)關(guān)1km由按鈕ta1和qa1控制通斷。供電部分設(shè)有多個(gè)電壓輸出端口，包括兩路三相四線輸出，ac/dc220v輸出，ac/dc24v輸出以及由開(kāi)關(guān)電源輸出的dc24v、12v、5v電壓，涵蓋了負(fù)載、顯示屏、plc等多種內(nèi)置實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的供電需求。在包括總電源在內(nèi)的每個(gè)電源輸出回路，均設(shè)有漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。此外還設(shè)有可調(diào)電壓，滿足上述電壓以外的供電需求。

第二，基于實(shí)驗(yàn)室條件下的模擬負(fù)載，包括四臺(tái)小風(fēng)機(jī)1fs、2fs、3fs、4fs，兩盞電燈1dj、2dj。風(fēng)機(jī)可以用來(lái)做電機(jī)的啟?？刂?、電機(jī)調(diào)速等綜合實(shí)驗(yàn)，而電燈在照明的同時(shí)也可以作為負(fù)載接入電路。

第三，對(duì)以上兩部分涉及的繼電器進(jìn)行就地控制和遠(yuǎn)控。當(dāng)切換到就地控制模式時(shí)，繼電器的吸合與斷開(kāi)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)面板上的對(duì)應(yīng)按鈕來(lái)直接控制；而遠(yuǎn)控模式則是將繼電器接到plc輸出端口，通過(guò)plc對(duì)繼電器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

本發(fā)明的主要特點(diǎn)是：內(nèi)置多種電壓輸出，為外接設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源；自帶模擬負(fù)載，為實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行電氣控制實(shí)驗(yàn)提供了便利；兩種控制方式，涵蓋硬件控制和軟件控制，可以進(jìn)行多項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。