專利名稱：可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中的一種可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)程教育是一種通過廣播、電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或其他通訊方式進(jìn)行教學(xué)的教育方法。教學(xué)實(shí)踐少不了需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此如何進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)是有效開展遠(yuǎn)程教育的重要內(nèi)容之一。
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)今通過計(jì)算機(jī)仿真和多媒體技術(shù)構(gòu)成的各種虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程連接軟件，已經(jīng)可以開展許多類型的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。但是，現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還存在如下不足只能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)先設(shè)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生不能對遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照自己的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試、修改，即不能進(jìn)行滿足從“0”開始的自主遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只是讓學(xué)生在遠(yuǎn)程系統(tǒng)中演示了預(yù)先設(shè)定的實(shí)驗(yàn)程序、然后得到一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果而已，而沒有讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行實(shí)踐工作中應(yīng)該包含的設(shè)計(jì)、選定、調(diào)試和修改等內(nèi)容。因此，現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)尚不能完全符合開放性、廣泛性、自主性、實(shí)踐性的遠(yuǎn)程教育要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，為了提高遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的開放性、廣泛性、自主性和實(shí)踐性，提供一種可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，使學(xué)生可以在異地通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與學(xué)校實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接進(jìn)行多種自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試、修改、運(yùn)行、監(jiān)視和結(jié)果保存等遠(yuǎn)程操作。
本發(fā)明的技術(shù)方案是可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室的可編程控制器(PLC)；所述實(shí)驗(yàn)箱包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、直線運(yùn)動(dòng)部件以及與可編程控制器電連接的控制電路；所述實(shí)驗(yàn)箱按照可編程控制器(PLC)內(nèi)運(yùn)行的程序，執(zhí)行以旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的組合來模擬表達(dá)的多種機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程；所述可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接方法是學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器連接，可編程控制器(PLC)通訊端口與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器連接，實(shí)驗(yàn)箱與可編程控制器(PLC)連接。
上述可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中所述的可編程控制器(PLC)滿足遠(yuǎn)程遙控轉(zhuǎn)換編程、運(yùn)行工作狀態(tài)和起動(dòng)、停止操作的功能，可采用三菱FX系列、或歐姆龍CPM系列、或西門子S7-200系列、或松下FP0系列。
上述可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中所述實(shí)驗(yàn)箱包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部件、與可編程控制器電連接的控制電路，以及附件。
本發(fā)明采用了可編程控制器和計(jì)算機(jī)服務(wù)器兩級控制方式，使學(xué)生可以借助計(jì)算機(jī)的共享平臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)對可編程控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程編程和遙控運(yùn)行程序，在可編程控制器和實(shí)驗(yàn)箱電路的控制下，實(shí)驗(yàn)箱中的旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件可模擬多種機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程；由于實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行程序是可以在遠(yuǎn)程反復(fù)編制的，所以，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果可以對運(yùn)行程序進(jìn)行調(diào)試、修改等操作。本發(fā)明使遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)具有可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、編程、運(yùn)行、調(diào)試、修改的特點(diǎn)，進(jìn)一步接近了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的開放性、廣泛性、自主性和實(shí)踐性的要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1所示，可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)1、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2、實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器3、可編程控制器(PLC)4、實(shí)驗(yàn)箱5、攝像頭6。其中，實(shí)驗(yàn)箱5由一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部件、控制電路以及其它附件組成；攝像頭6用于觀察實(shí)驗(yàn)箱現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行實(shí)況；連接學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)1與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器3的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2，可以是局域網(wǎng)、因特網(wǎng)，為了保證實(shí)驗(yàn)過程和圖像的實(shí)時(shí)性，宜使用寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接；可編程控制器(PLC)4采用能滿足遠(yuǎn)程遙控轉(zhuǎn)換編程、運(yùn)行工作狀態(tài)和起動(dòng)、停止操作功能的三菱FX系列可編程控制器(PLC)。可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接方式是學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)1通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2連接到實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器3，服務(wù)器3的串形口(COM)連接可編程控制器(PLC)4，可編程控制器(PLC)4的輸入、輸出口連接實(shí)驗(yàn)箱5的電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和傳感器檢測裝置，服務(wù)器3的USB口連接攝像頭6。
上述實(shí)驗(yàn)箱5內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件可以代表多種機(jī)器或設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)部件，事先設(shè)定實(shí)驗(yàn)箱5內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件所代表的對象，可以模擬執(zhí)行多種機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程，例如電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、鉆床鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)與升降、車床主軸的旋轉(zhuǎn)和刀架的移動(dòng)、銑床銑刀的旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)的移動(dòng)或升降，其它類似可以模擬控制的機(jī)床設(shè)備還包括磨床、組合機(jī)床、機(jī)械手、道路紅綠燈、水塔、電梯等。
采用本發(fā)明進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，一般包括以下步驟實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、網(wǎng)絡(luò)連接、為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編程、程序調(diào)試、運(yùn)行程序并監(jiān)視程序運(yùn)行過程、分析判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果、完成實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果存盤。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可以看出，通過遠(yuǎn)程編程并遙控模擬機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程，學(xué)生實(shí)際上經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的確定、機(jī)器設(shè)備控制方法及運(yùn)行程序的設(shè)計(jì)，到運(yùn)行狀態(tài)調(diào)試、修改、獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果等全部實(shí)驗(yàn)過程。這種具有從“0”開始、可以自主設(shè)計(jì)和修改特點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步滿足了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的開放性、廣泛性、自主性和實(shí)踐性的要求。
權(quán)利要求
1.可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室的可編程控制器(PLC)；所述實(shí)驗(yàn)箱包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、直線運(yùn)動(dòng)部件以及與可編程控制器電連接的控制電路；所述實(shí)驗(yàn)箱按照可編程控制器(PLC)內(nèi)運(yùn)行的程序，執(zhí)行以旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的組合來模擬表達(dá)的多種機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程；所述可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接方法是學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器連接，可編程控制器(PLC)通訊端口與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器連接，實(shí)驗(yàn)箱與可編程控制器(PLC)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的可編程控制器(PLC)滿足遠(yuǎn)程遙控轉(zhuǎn)換編程、運(yùn)行工作狀態(tài)和起動(dòng)、停止操作的功能，采用三菱FX系列、或歐姆龍CPM系列、或西門子S7-200系列、或松下FPO系列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的實(shí)驗(yàn)箱包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部件、與可編程控制器(PLC)電連接的控制電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可編程遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)箱，其特點(diǎn)是所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室的可編程控制器(PLC)；所述實(shí)驗(yàn)箱包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件、直線運(yùn)動(dòng)部件以及與可編程控制器電連接的控制電路；所述實(shí)驗(yàn)箱按照可編程控制器設(shè)定的程序執(zhí)行由旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)部件組合模擬的多種機(jī)器或設(shè)備的工作狀態(tài)或過程。本發(fā)明使遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)具有可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、編程、運(yùn)行、調(diào)試、修改的特點(diǎn)，進(jìn)一步接近了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的開放性、廣泛性、自主性和實(shí)踐性的要求。
文檔編號G09B25/02GK1838197SQ200610024999
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者張仁杰 申請人:上海電視大學(xué)