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單片機技術(shù)實驗裝置,電力系統(tǒng)自動化實訓(xùn)設(shè)備

一、設(shè)計理念
1、 入門容易，簡潔而不簡單 為了使入門容易，我們采用簡單易懂的版面設(shè)計，從最基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學(xué)。別看實驗臺體積巨大，每個模塊都如此輕巧，當(dāng)你在教學(xué)時可以把任何一個模塊帶入課堂，并且大部分的模塊在保證安全的前提下反面是鏤空的。這使得您可以讓學(xué)生一目了然看到，并可以觸摸到，這點很重要。因為我們深知，感性認識的重要性。當(dāng)然你可以放心安全問題，我們對可能產(chǎn)生安全隱患的部分都做了防護。

2、 人體工學(xué)，美觀而舒適 傳統(tǒng)的立式實驗桌，多采用立式屏結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得學(xué)生操作大部分實驗時需要站立，易于疲勞，視角向前不利于思考。同時由于立屏的高度較高，學(xué)生上實驗課時視線受遮擋，不便于老師講解。采用模塊平放結(jié)構(gòu)，使得視線趨于自然向下，如同平時讀書寫字?？拷脩魝?cè)又略帶傾斜，使得操作時更加方便。同時抬頭時視線使得毫無遮擋。可以方便地聽講，老師亦可觀察實驗情況。
3、 注重細節(jié)，一見傾心的質(zhì)感 嚴格采用光潔度，厚度都符合高品質(zhì)要求的鋁材。每塊木板都真材實料，厚度都到達8mm或以上，并進行了定制家具級的封邊工藝。黑色的木紋與銀色的經(jīng)典組合，讓您一見傾心，永恒經(jīng)典。從桌子的高度，到每個模塊背后的處理，甚至各個孔的位置，都進行了精心的考慮。一切細致考慮只為了能使更加美觀，方便，耐用。
4、 高度開放，激發(fā)創(chuàng)新采用模塊化設(shè)計，我們并不簡單的，單獨設(shè)計模塊，而是將模塊間聯(lián)系，可能性，功能性做了綜合考慮，加上十多年的研發(fā)經(jīng)驗，使得模塊日趨經(jīng)典與開放。提供經(jīng)典實驗項目，我們建議用戶利用高度開放性的模塊，設(shè)計出自己的實驗項目。
5、 貼近實際，易于拓展 通過十幾年與用戶市場溝通，獲得了寶貴的實際經(jīng)驗。我們深知教學(xué)與實際生產(chǎn)結(jié)合的重要性。所以不管是從實驗項目的設(shè)計，還是特別設(shè)計了多達幾十種的實訓(xùn)包。
6、 易于管理，維護方便 設(shè)計了不同以往的漂亮柜子，如同您家里的家具般讓人舒適，上乘的腳輪易于移動與固定。同時可選配儀器放置隔板，資料放置隔板等貼心設(shè)計，讓您輕松，漂亮地放置常用儀器與實驗時需要查詢的資料。同時采用精致的小模塊設(shè)計，單獨故障不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的破壞。如有損壞，僅需替換相應(yīng)小模塊即可，方便又省心。
二、功能特點
1、總體結(jié)構(gòu)
    本設(shè)備采用實訓(xùn)桌加實訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，互換性強；按輸入，輸出，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。
    本設(shè)備的每個模塊都具有兩種接線方式，一種為電子連線接法，8位數(shù)據(jù)總線時還可以用杜邦線排線連接。整個連接過程方便快捷。對于具有干擾性質(zhì)的元件，全部采用光電隔離裝置隔離，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
2、各個功能模塊功能特點
（1）主機模塊
     單片機采用AT89S52。該單片機內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器，兩個數(shù)據(jù)指針，片內(nèi)集成了一個看門狗電路。64KRAM擴展空間、64KROM擴展空間；32個IO口，6個向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級程序加密功能；工作電壓4.0V~5.5V。使用DIP40封裝便于更換芯片及仿真。并設(shè)計有在系統(tǒng)下載設(shè)計接口，通過USB下載器可以方便地進行編程，無需把單片機從電路上取下。
    該模塊上還放有串行通信接口，該接口已經(jīng)加入升壓電路，可以直接與計算機通信，單片機和單片機也可以通過此口進行程序下載。復(fù)位電路上加有手動復(fù)位按扭，可以直接復(fù)位操作。模塊上還設(shè)有有源蜂鳴器驅(qū)動電路，直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。
（2）電源模塊
電源模塊采用線性電源和開關(guān)電源兩種電源。單片機等芯片采用線性電源供電，可以有效減少因電源干擾引的程序跑飛。電機等大功率器件采用開關(guān)電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開關(guān)單獨控制低壓電，市電與低壓電分開控制。該模塊共有三組相互獨立的低壓電源，其中有兩組是正負雙電源輸出。面板上放置了一個AC220輸出插板，可以同時掛接三個儀器儀表。其中每組電源都有保險絲作過載保護。
（3）仿真器模塊
配備有高性能單片機仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機，也可以軟件仿真；軟件為中國自主研發(fā)，可以很好的支持中文，支持關(guān)鍵字提示，自動完成符號配對等功能。支持64K程序地址斷點、64K源程序有效行斷點和64K臨時斷點，單片機內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機與計算機采用流行的USB接口。
（4）顯示模塊
    該模塊無論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到最高級的LCD顯示屏都包含在內(nèi)。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數(shù)碼管動態(tài)顯示、16×32點陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機常用的顯示器件全部包含在內(nèi)，使學(xué)習(xí)者可以接觸所有的顯示方案，設(shè)計人機界面時可以得心應(yīng)手。
（5）繼電器模塊
    繼電器是常用的執(zhí)行元件，也是常用的隔離元件，它能用低壓控制高壓電路，遠程切換強電電路狀態(tài)優(yōu)點，同時它的執(zhí)行元件又是一個線圈，在通電及斷電時會產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器，每個繼電器的開關(guān)觸點全部引出，并明確標(biāo)示；每個繼電器還設(shè)有工作指示燈，那一路繼電器在通電工作使人一目了然。六組繼電器中有兩組為AC220控制的繼電器，可以控制交流電機的正反轉(zhuǎn)及停止，通過轉(zhuǎn)換頭可以連接電子連線。另外四組為電子連線座輸出。繼電器觸點容量250V/6A、DC28V/12A
（6）指令模塊
   指令模塊上放置了單片機常用的輸入元件，其中有8個獨立鍵盤接口，8路8位開關(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤接口，可以滿足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級，從簡單到復(fù)雜的實訓(xùn)要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復(fù)雜的設(shè)計，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標(biāo)接口進行擴展。
（7）ADC/DAC模塊
ADC/DAC模塊上設(shè)計了兩種轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調(diào)試程序和硬件，板載了三個功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示器和有源時鐘發(fā)生器。ADC0809實驗時可以用有源時鐘發(fā)生器作為芯片的時鐘，可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量，用8等級LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實驗時，可以將芯片的輸出接在8等級LED電平指示器上，轉(zhuǎn)換結(jié)果是否正常一目了然。
（8）交直流電機控制模塊
    該模塊可以完成兩種電機的控制實驗，分別是24V直流減速電機和220V交流減速電機。每種電機的轉(zhuǎn)盤下面放有光電開關(guān)計數(shù)器，可以用單片機感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機控制線路中設(shè)有超程保護輸入端口，在與水平移動裝置組合實驗時可以有效保護電機和機構(gòu)的安全。
（9）步進電機控制模塊
    該模塊設(shè)有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅(qū)動器。模塊改變了電機的軸轉(zhuǎn)式運行方式，采用了一個水平移動機構(gòu)，該機構(gòu)可以把電機的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實驗項目，因為在運動機構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計了一個超程保護電路，當(dāng)機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關(guān)閉電機電源，避免機構(gòu)超程損壞。直線運動機構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態(tài)。
（10）傳感器配接模塊(4路傳感器接口)
    傳感器配接模塊是專為傳感器的配接和電氣隔離而設(shè)計的一塊電路單元，該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個光電隔離IO口均可仿PLC與24V電源供電的傳感器連接。并配有四路傳感器轉(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。
（11）擴展模塊
    因為82C55的控制方式仍有學(xué)習(xí)價值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴展模塊能滿足實驗的需求；82C55的三個端口全部引出，可以用電子連線連接，也可以用排線連接?？刂贫伺c數(shù)據(jù)通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設(shè)有一片74LS245芯片，可以用來與82C55組合起來完成不同的實驗功能。
（12）溫度傳感器模塊
    該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數(shù)字量溫度傳感器18B20和模擬量溫度傳感器LM35。LM35器件還加有運算放大器，放大的模擬量可以提高測量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護，內(nèi)有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚?？梢杂脕碜龊銣乜刂?，溫控器等實驗。
（13）智能物料搬運裝置
配置雙軸機器人作為裝配的執(zhí)行機構(gòu)，具有X軸、Y軸兩個方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位；超出最大行程時，具有硬件自動保護功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開放，可以能過不同的接線來完成各種不同的功能，為學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計提供了廣闊的發(fā)揮空間。    

電力系統(tǒng)自動化實訓(xùn)平臺”是根據(jù)《電力系統(tǒng)自動化裝置原理》、《電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動化》、《電力系統(tǒng)自動化》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電力系統(tǒng)分析》、《電氣設(shè)備》等課程實訓(xùn)教學(xué)要求結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計的綜合型實訓(xùn)平臺。裝置采用控制柜加實訓(xùn)臺的結(jié)構(gòu)，將控制與輸電線路分開，對發(fā)電廠中常用的自動化裝置、發(fā)電廠監(jiān)控、電力系統(tǒng)運行、繼電保護等教學(xué)內(nèi)容進行操作實訓(xùn)。本實訓(xùn)平臺適用于電力、電氣、自動化類各專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)實訓(xùn)，也可作為學(xué)生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、工程訓(xùn)練和教師科研項目的硬件開發(fā)平臺，還可作為電力系統(tǒng)技術(shù)人員及職教的培訓(xùn)裝置。

l 技術(shù)指標(biāo)

   1、輸入電壓：三相五線 380V±5%  50Hz

   2、工作環(huán)境：溫度：-10~+40℃    相對濕度＜85%

   3、裝置容量：<15KVA