專利名稱：一種電氣實訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種電氣實訓(xùn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種教學(xué)培訓(xùn)裝置，特別是高職高專院校機電一體化及電氣自動化專業(yè)學(xué)生電氣實訓(xùn)的裝置，屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]高職院校是以培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產(chǎn)、面向服務(wù)和管理第一線職業(yè)崗位的實用型、技術(shù)型和技能型專門人才為目的高等教育，為了培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才，就應(yīng)使學(xué)生具備必要的理論知識和科學(xué)文化基礎(chǔ)，熟練掌握主干技術(shù)，側(cè)重實際應(yīng)用，側(cè)重相關(guān)知識的綜合運用。為了培養(yǎng)高職高專院校學(xué)生的動手操作能力，結(jié)合所學(xué)的課程，學(xué)校需要對每個學(xué)生進(jìn)行職業(yè)技能上的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)及職業(yè)技能鑒定。 由于在學(xué)習(xí)過程中難以見到各種錯誤接線方式及產(chǎn)生的現(xiàn)象、后果，必須對學(xué)生進(jìn)行實際操作訓(xùn)練。在目前的培訓(xùn)學(xué)習(xí)中，如果學(xué)生只通過書本或老師的講解來學(xué)習(xí)，由于不直觀， 因而學(xué)生難理解和掌握。如何通過實訓(xùn)課程快速有效地讓學(xué)生掌握一些基本操作技能，是學(xué)校老師研究的任務(wù)之一。[0003]目前，也有一些用于電氣實訓(xùn)的裝置，如專利200920206551. 8，將電氣實訓(xùn)裝置做成一種帶桌板的組合式電氣實訓(xùn)柜，使用時可在柜體上部掛接窗口內(nèi)按實訓(xùn)內(nèi)容的需要更換并掛接實訓(xùn)電路掛板，其優(yōu)點是提高了工作和教學(xué)效率。但此種實訓(xùn)柜也存在以下不足[0004]I)不能設(shè)置故障及代碼，不便于學(xué)生分析和排查故障。[0005]2)在與實際一致的動手操作方面仍然存在較多的差別。[0006]3)不能對接線的正確性進(jìn)行快速的判斷。發(fā)明內(nèi)容[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種智能化的電氣實訓(xùn)控制裝置，能夠通過計算機根據(jù)不同的設(shè)計方案設(shè)置不同的故障部位并由控制器實施，便于學(xué)生分析和排查故障訓(xùn)練，并且可以作為技能鑒定考核裝置，同時還能夠通過計算機監(jiān)視電氣線路中有關(guān)的電壓電流值。[0008]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種電氣實訓(xùn)裝置，其特征在于，包括電源I、控制器2、采樣單元3、驅(qū)動單元4、三相交流輸入5、接觸器6、通斷控制單元7、實訓(xùn)部組件單元8、接線端子排9、實訓(xùn)電路連接線10、通信接口 11、計算機12、指示13。其中[0009]控制器2與電源I、接觸器6、采樣單元3、驅(qū)動單元4、通信接口 11、指示13相連；[0010]通斷控制單元7與實訓(xùn)部組件單元8、采樣單元3、驅(qū)動單元4、接線端子排9相連。[0011]所述的采樣單元3中有電壓互感器、電流互感器及相應(yīng)的隔離、信號調(diào)理電路。[0012]所述的通斷控制單元7由驅(qū)動單元4所控制的繼電器、接觸器及其電氣觸點組成， 電氣觸點與實訓(xùn)部組件單元8及接線端子排9相連。[0013]所述的實訓(xùn)部組件單元8中安裝有用于完成實訓(xùn)項目的部組件、元器件，其種類包括低壓斷路器、熔斷器、交流接觸器、繼電器、時間繼電器、速度繼電器、按鈕、熱過載繼電器、三相感應(yīng)電動機、三相雙速電動機、二極管、限流電阻、電壓表、電流表。本發(fā)明是按照上述構(gòu)思使用上述主要部件構(gòu)成的。其工作原理是電源I為控制器及相關(guān)電路提供直流電源，控制器2是實訓(xùn)裝置智能化控制的核心，主要器件是微控制器或PLC，在程序的控制下運行。給實訓(xùn)裝置提供電源的三相交流電輸入5通過接觸器6的觸點連接到接線端子排9的三相電源端子上，實訓(xùn)部組件單元8中的所有部組件、元器件的電氣端子均通過通斷控制單元7連接到接線端子排9上，在接線端子排9上的所有端子均有標(biāo)識，與實訓(xùn)用的電氣部組件、元器件的標(biāo)識相對應(yīng)，這樣，學(xué)生在實訓(xùn)時接線只需在接線端子排上找到相應(yīng)的端子用實訓(xùn)電路連線10完成接線即可，避免了實訓(xùn)時直接在電氣元件上頻繁拆裝，延長了實訓(xùn)裝置的壽命。通斷控制單元7由驅(qū)動單元4所控制的繼電器、接觸器及其電氣觸點組成，各觸點的開合狀態(tài)取決于所設(shè)置的故障部位代碼，是由控制器2輸出并經(jīng)驅(qū)動單元4實施的，僅在設(shè)置故障用于學(xué)生分析和排查故障訓(xùn)練或作為技能鑒定考核時使用，當(dāng)不需要人為設(shè)置故障時，串聯(lián)在實訓(xùn)部組件單元8與接線端子排9對應(yīng)線路間的各觸點均為閉合狀態(tài)。在計算機12中運行有與控制器2配套的監(jiān)控軟件，通過計算機監(jiān)控軟件可以方便地改變實訓(xùn)方案及設(shè)置故障部位及代碼，通過通信接口 11下載到控制器2中，由控制器2通過驅(qū)動單元4控制有關(guān)的繼電器或接觸器。將學(xué)生分析故障的部位與設(shè)置的故障部位及代碼對比，可確定學(xué)生在實訓(xùn)中分析判斷故障的正確性。采樣單元3中有電壓互感器、電流互感器及相應(yīng)的隔離、信號調(diào)理電路，作用有三點一是用于采樣通斷控制單元7中各觸點的狀態(tài)，便于與驅(qū)動單元4形成閉環(huán)控制，以便確定通斷控制單元7自身是否存在故障；二是通過電壓互感器、電流互感器采樣有關(guān)的電壓和電流，將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過通信接口 11發(fā)送給計算機12，以便在計算機上監(jiān)測相關(guān)的電壓電流數(shù)據(jù)；三是在學(xué)生按設(shè)定的實訓(xùn)方案接好線路后自動檢測接線的正確性，判斷接線正確后，才輸出信號允許接觸器6吸合，當(dāng)判斷接線有錯誤時給出指示13，并禁止接觸器6吸合，從而可避免一些嚴(yán)重的后果發(fā)生。本發(fā)明的優(yōu)點及效果(I)能夠通過計算機方便地設(shè)置故障及代碼，便于學(xué)生分析、排查故障。(2)作為電工電氣技能鑒定考核使用時，可提高效率和智能化程度。(3)能夠通過計算機監(jiān)視有關(guān)的電壓電流值。(4)實訓(xùn)時只需在接線端子排上完成接線即可，避免了直接在電氣元件上頻繁拆裝，延長了實訓(xùn)裝置的壽命。(5)能夠?qū)Σ煌瑢嵱?xùn)方案的接線進(jìn)行判斷，從而可避免一些嚴(yán)重的后果發(fā)生。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明的電路原理方框圖。
具體實施方式
參看


圖1，電源I將220V50HZ的市電轉(zhuǎn)換為12V、5V和3. 3V的直流電，為控制器及相關(guān)電路供電，控制器2由C8051F340單片機及其相關(guān)的電路構(gòu)成，在程序的控制下運行，是實訓(xùn)裝置智能化控制的核心。給實訓(xùn)裝置提供電源的三相交流電輸入5是三相四線制電源進(jìn)線，通過接觸器6的4組常開觸點連接到接線端子排9的I 4端子上。實訓(xùn)部組件單元8中安裝有用于完成實訓(xùn)項目的部組件、元器件，包括低壓斷路器I只，熔斷器2只，交流接觸器3只，繼電器I只，時間繼電器I只，速度繼電器I只，按鈕4只，熱過載繼電器2只，三相感應(yīng)電動機2臺，三相雙速電動機I臺，二極管I只，限流電阻4只，電壓表2只，電流表3只。其中除電壓表、電流表以外的所有部組件、元器件的電氣端子均通過通斷控制單元7連接到接線端子排9上，在接線端子排9上的所有端子均有標(biāo)識，與實訓(xùn)用的電氣部組件、元器件的標(biāo)識相對應(yīng)，這樣，學(xué)生在實訓(xùn)時接線只需在接線端子排上找到相應(yīng)的端子用實訓(xùn)電路連線10完成接線即可，避免了實訓(xùn)時在電氣元件上頻繁拆裝，延長了實訓(xùn)裝置的使用壽命。通斷控制單元7由驅(qū)動單元4所控制的繼電器、接觸器及其電氣觸點組成，各觸點的開合狀態(tài)取決于所設(shè)置的故障部位代碼，是由控制器2輸出并經(jīng)驅(qū)動單元4實施的，僅在設(shè)置故障用于學(xué)生分析和排查故障訓(xùn)練或作為技能鑒定考核時使用，當(dāng)不需要人為設(shè)置故障時，串聯(lián)在實訓(xùn)部組件單元8與接線端子排9對應(yīng)線路間的各觸點均為閉合狀態(tài)。在計算機12中運行有與控制器2配套的監(jiān)控軟件，通過計算機監(jiān)控軟件可以方便地改變實訓(xùn)方案及設(shè)置故障部位及代碼，通過通信接口 11下載到控制器2中，由控制器2通過驅(qū)動單元4控制有關(guān)的繼電器或接觸器。將學(xué)生分析故障的部位與設(shè)置的故障部位及代碼對比，可確定學(xué)生在實訓(xùn)中分析判斷故障的正確性。采樣單元3中裝有電壓互感器、電流互感器及相應(yīng)的隔離、信號調(diào)理電路，作用有三點一是用于采樣通斷控制單元中各觸點的狀態(tài)，便于與驅(qū)動單元4形成閉環(huán)控制，以便確定通斷控制單元7自身是否存在故障；二是通過電壓互感器、電流互感器采樣有關(guān)的電壓和電流，將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過通信接口 11發(fā)送給計算機12，以便在計算機上監(jiān)測相關(guān)的電壓電流數(shù)據(jù)；三是在學(xué)生按設(shè)定的實訓(xùn)方案接好線路后自動檢測接線的正確性，判斷接線正確后，才輸出信號允許接觸器6吸合，當(dāng)判斷接線有錯誤時給出指示13，并禁止接觸器6吸合，從而可避免一些嚴(yán)重的后果發(fā)生。該電氣實訓(xùn)裝置作為實訓(xùn)教學(xué)時，通過預(yù)設(shè)的不同的接線方案，能夠完成三相異步電動機的點動和自鎖控制、正反轉(zhuǎn)控制、2臺電機先啟后停的順序控制、變極調(diào)速控制、兩地控制、反接制動控制、能耗制動控制，給電氣實訓(xùn)教學(xué)帶來了方便，有利于學(xué)生提高動手操作能力。該電氣實訓(xùn)裝置作為技能鑒定考核裝置時，可以完成一些常用的電氣技能考核操作，老師可以根據(jù)考試題目臨時編制正確的接線代碼，從而可讓計算機自動判斷學(xué)生操作的正確性。
權(quán)利要求1.一種電氣實訓(xùn)裝置，其特征在于，包括電源(I)、控制器(2)、采樣單元(3)、驅(qū)動單元(4)、三相交流輸入(5)、接觸器(6)、通斷控制單元(7)、實訓(xùn)部組件單元(8)、接線端子排(9)、實訓(xùn)電路連接線(10)、通信接口(11)、計算機(12)、指示(13)，其中控制器⑵與電源(I)、接觸器￠)、采樣單元(3)、驅(qū)動單元(4)、通信接口(11)、指示(13)相連；通斷控制單元(7)與實訓(xùn)部組件單元(8)、采樣單元(3)、驅(qū)動單元(4)、接線端子排(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電氣實訓(xùn)裝置，其特征是所述的采樣單元(3)中有電壓互感器、電流互感器及相應(yīng)的隔離、信號調(diào)理電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電氣實訓(xùn)裝置，其特征是所述的通斷控制單元(7)由驅(qū)動單元(4)所控制的繼電器、接觸器及其電氣觸點組成，電氣觸點與實訓(xùn)部組件單元(8)及接線端子排(9)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電氣實訓(xùn)裝置，其特征是所述的實訓(xùn)部組件單元(8)中安裝有用于完成實訓(xùn)項目的部組件、元器件，其種類包括低壓斷路器、熔斷器、交流接觸器、繼電器、時間繼電器、速度繼電器、按鈕、熱過載繼電器、三相感應(yīng)電動機、三相雙速電動機、二極管、限流電阻、電壓表、電流表。
專利摘要一種電氣實訓(xùn)裝置，包括電源、控制器、采樣單元、驅(qū)動單元、三相交流輸入、接觸器、通斷控制單元、實訓(xùn)部組件單元、接線端子排、實訓(xùn)電路連接線、通信接口、計算機、指示元件。通過不同的接線方案，能夠完成三相異步電動機的點動和自鎖控制、正反轉(zhuǎn)控制、2臺電機先啟后停的順序控制、變極調(diào)速控制、兩地控制、反接制動控制、能耗制動控制，給電氣實訓(xùn)教學(xué)帶來了方便，有利于學(xué)生提高動手操作能力。
文檔編號G09B23/18GK202816239SQ20122047533
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者涂金龍, 胡凱, 唐明文 申請人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院