一種基于mcgs界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實驗實訓(xùn)教學(xué)教具，特別是涉及一種適用于電氣自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)進(jìn)行維修電工技能綜合實訓(xùn)教學(xué)和職業(yè)資格技能鑒定的基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)床電氣故障的排除是維修電工技能訓(xùn)練、考核和鑒定的一個重要內(nèi)容，目前大多中、高職院校在維修電工技能訓(xùn)練、職業(yè)資格鑒定過程中采用人工設(shè)置故障、學(xué)生排故的方法進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué)和職業(yè)資格鑒定，即斷開工作電源，根據(jù)電氣原理圖斷開或短接預(yù)設(shè)的故障點，為了做到故障點設(shè)置的逼真程度，處于斷路的連接點通過壓膠方式連接，這樣表面上看是接通的，而實際上其電路是斷開的，這種方法在一定程度上可以訓(xùn)練學(xué)生的故障分析和故障排除能力，但是存在以下不足:
1.人工設(shè)置故障工作量大，每次設(shè)置故障均要將故障點用螺絲刀斷開，然后在接線點墊上絕緣膠再進(jìn)行安裝，如果按一個班30個工位來考慮設(shè)置故障，這個工作量是非常大的；
2.人工設(shè)置故障花費時間太多，學(xué)生訓(xùn)練的時間相對變少，所以訓(xùn)練效率低；
3.故障設(shè)置不夠靈活，自動化程度不高，訓(xùn)練耗材增加。
[0003]因此，如何在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)改造或增加部分裝置以解決上述存在的問題具有非常重要的現(xiàn)實意義。
[0004]申請公告號為CN1924955A公開的發(fā)明專利申請《網(wǎng)絡(luò)型電氣控制實訓(xùn)智能考核系統(tǒng)》采用一臺服務(wù)器連接液晶顯示屏、PVC輕觸鍵盤、C8051單片機(jī)、4OTB081存儲器、485和489通信模塊的組成來控制實驗桌及控制屏，從而達(dá)到通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)來設(shè)置故障、排除故障等，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備繁多、體積大的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，在各種常用的機(jī)床電氣控制柜上進(jìn)行二次開發(fā)，提供一種適用于電氣自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)進(jìn)行維修電工技能綜合實訓(xùn)教學(xué)和職業(yè)資格技能鑒定的基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，滿足鐵路院校實驗實訓(xùn)的教學(xué)需求。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)，包括智能訓(xùn)練考核裝置和基于MCGS的智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)人機(jī)組態(tài)界面，所述智能訓(xùn)練考核裝置包括可編程控制器PLC、觸摸屏和故障點控制及接口電路，所述觸摸屏通過RS - 485通信電纜與可編程控制器PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可編程控制器PLC的輸出端與故障點控制及接口電路的輸入端連接，故障點控制及接口電路的輸出端連接機(jī)床電路擬設(shè)定的故障點；
所述觸摸屏是人機(jī)交互的主要設(shè)備，用于完成所有的故障設(shè)置操作，包括訓(xùn)練模式和考核鑒定模式的故障設(shè)置、故障設(shè)置個數(shù)、故障排除時間，以及故障的檢驗、故障的查看、成績查詢，并將主令信號發(fā)送至可編程控制器；
所述可編程控制器PLC是系統(tǒng)的控制中心，用于對從觸摸屏接收到的各種主令信號進(jìn)行運算、處理，并根據(jù)運算和處理的結(jié)果向故障點控制及接口電路發(fā)出相應(yīng)的控制命令，以接通或斷開機(jī)床電路擬設(shè)定的故障點；
所述故障點控制及接口電路是智能訓(xùn)練考核裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接收來自可編程控制器PLC發(fā)出的控制命令和相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使該部分電路的對應(yīng)輸出接口點接通或斷開，以接通或斷開機(jī)床電路擬設(shè)定的故障點，從而實現(xiàn)故障的發(fā)生與否。
[0007]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述故障點控制及接口電路包括DB25通信輸入接口、DB25通信輸出接口 1、DB25通信輸出接口 2、16個中間繼電器以及與其對應(yīng)的16個續(xù)流二極管；
所述DB25通信輸入接口的I 一 16端子分別與PLC控制器的輸出端口 Q0.0 — Ql.7相連接，DB25通信輸入接口的17端子與PLC控制系統(tǒng)的OV參考點相連接；
所述DB25通信輸出接口 I的I 一 16端子依次與第I故障點至第8故障點中的1、2端子相連接，DB25通信輸出接口 2的I 一 16端子依次與第9故障點至第16故障點中的1、2端子相連接；
所述中間繼電器采用24V供電，其線圈的正極分別與DB25通信輸入接口的I 一 16端子相連接，線圈的負(fù)極均與DB25通信輸入接口的17端子相連接；
所述16個續(xù)流二極管反向與16個中間繼電器的線圈相跨接；
所述DB25通信輸入接口用于建立PLC控制器與中間繼電器電路之間的連接關(guān)系；DB25通信輸出接口 I和通信輸出接口 2用于建立中間斷電器常閉觸點與機(jī)床電氣控制線路故障點之間的連接關(guān)系；
所述中間繼電器用于:接受來自PLC的控制命令，決定線圈的通電與否，并利用自身的常閉觸點來實現(xiàn)對機(jī)床電氣控制線路的通、斷控制；
所述續(xù)流二極管用于防止中間繼電器線圈斷電瞬間其殘余電壓燒壞PLC的內(nèi)部觸點元件。
[0008]更進(jìn)一步:
所述基于MCGS的智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)人機(jī)組態(tài)界面包括歡迎界面、故障設(shè)置界面、故障排除界面、成績查詢界面和參數(shù)設(shè)置界面；
所述歡迎界面包括“故障設(shè)置”、“故障排除”、“成績查詢”和“參數(shù)設(shè)置”四個觸摸窗口 ；所述故障設(shè)置界面包括16個故障的設(shè)置和“確定”、“取消”、“故障查看”和“返回”觸摸窗口 ；
所述故障排除界面包括與16個故障相對應(yīng)的故障代碼觸摸窗口以及“確定”、“取消”、“故障查看”和“返回”觸摸窗口 ；
所述成績查詢界面包括排除故障統(tǒng)計、考核時間和考核成績查詢；
所述參數(shù)設(shè)置界面包括高、中、低三級故障“考核難度”設(shè)置觸摸窗口，O — 120分鐘“考核時間”設(shè)置觸摸窗口，每個故障輸入代碼的次數(shù)設(shè)置，以及“確定”、“取消”和“返回”觸摸窗P。
[0009]所述可編程控制器PLC采用西門子公司生產(chǎn)的S7 - 200 CPU226 PLC作為主控單元，所述觸摸屏采用昆侖通態(tài)公司開發(fā)TPC7062K ；
所述中間繼電器采用型號為t73的通靈小型電磁繼電器，其輸入額定電壓為DC24V，觸點切換電壓250VAC/30VDC，觸點負(fù)載10A，具有一組常開觸點和一組常閉觸點；
所述續(xù)流二極管采用1N5819肖特基二極管，其正向平均電流為1A，反向峰值電壓為
40V。
[0010]由于采取上述技術(shù)方案，本發(fā)明之一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)具有如下有益效果:
1.本發(fā)明之一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)可與常用的機(jī)床電氣控制柜兼容，即在不改變原機(jī)床電氣控制電路的工作原理和電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上與本裝置配合實現(xiàn)機(jī)床電路的智能訓(xùn)練及考核鑒定功能，系統(tǒng)安裝、調(diào)試方便，故障設(shè)置靈活、快捷，教師可以通過觸摸屏進(jìn)行無損故障設(shè)置，學(xué)生在充分掌握機(jī)床電氣控制線路工作原理的基礎(chǔ)上根據(jù)這些故障現(xiàn)象去分析、判斷、檢查、調(diào)試，最終找出故障點并將其排除，既讓學(xué)生在實踐中得到充分鍛煉，又在很大程度上減少了教師的工作量，實訓(xùn)教學(xué)的訓(xùn)練效果明顯改善；
2.本發(fā)明之一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)通過觸摸屏可以選擇訓(xùn)練模式和考核模式，訓(xùn)練模式無時間限制，考核模式有規(guī)定的時間限制，在考核模式下可以設(shè)置故障排除時間，兩種模式下均有故障設(shè)置和故障檢驗兩種功能，且單次可以設(shè)置I 一 5個故障，并具有故障排除是否正確等提示信息及自動考評功能，即在考核模式下，根據(jù)故障排除情況(故障排除個數(shù)和用時)給出合理的分?jǐn)?shù)，自動化程度較高，易于操作，不必頻繁拆裝電路故障點，相比之前通過人工斷開電路連接方式進(jìn)行故障設(shè)置，不僅大大提高了實訓(xùn)教學(xué)的訓(xùn)練效率，而且降低了設(shè)備的損壞率和設(shè)備的維護(hù)難度，減少維護(hù)成本；
3.本發(fā)明之一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)電路設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)和安裝，運行可靠、界面友好，可在很大程度上提高教學(xué)和學(xué)生實訓(xùn)的趣味性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，且二次開發(fā)的成本不高具有很好的實用價值和推廣價值。
【附圖說明】
[0011]圖1:本發(fā)明之一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖； 圖2?圖6:本發(fā)明之觸摸屏界面示意圖:
圖2為歡迎界面，圖3為故障設(shè)置界面，圖4為故障排除界面，圖5成績查詢界面，圖6參數(shù)設(shè)置界面；
圖7為本發(fā)明之故障點控制及接口電路的電路連接圖；
圖8為DB25通信輸出接口 I電路連接圖；
圖9為DB25通信輸出接口 2電路連接圖；
圖中:
101 一觸摸屏，102一可編程控制器，103一故障點控制及接口電路，104一機(jī)床電路，Dl?D16—續(xù)流二極管，KAl?KA16—中間繼電器，Kl?K16—中間繼電器觸點開關(guān)，J I?J16—故障點。
【具體實施方式】
[0012]一種基于MCGS界面的維修電工智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)，其特征在于:包括智能訓(xùn)練考核裝置和基于MCGS的智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)人機(jī)組態(tài)界面，所述智能訓(xùn)練考核裝置包括可編程控制器PLC102、觸摸屏101和故障點控制及接口電路103，所述觸摸屏通過RS — 485通信電纜與可編程控制器PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可編程控制器PLC的輸出端與故障點控制及接口電路的輸入端連接，故障點控制及接口電路的輸出端連接機(jī)床電路104擬設(shè)定的故障點；所述觸摸屏是人機(jī)交互的主要設(shè)備，用于完成所有的故障設(shè)置操作，包括訓(xùn)練模式和考核鑒定模式的故障設(shè)置、故障設(shè)置個數(shù)、故障排除時間，以及故障的檢驗、故障的查看、成績查詢，并將主令信號發(fā)送至可編程控制器；
所述可編程控制器PLC是系統(tǒng)的控制中心，用于對從觸摸屏接收到的各種主令信號進(jìn)行運算、處理，并根據(jù)運算和處理的結(jié)果向故障點控制及接口電路發(fā)出相應(yīng)的控制命令，以接通或斷開機(jī)床電路擬設(shè)定的故障點；
所述故障點控制及接口電路是智能訓(xùn)練考核裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接收