一種模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的實操平臺*

段宏偉,景海平,張武奎,關(guān)銳鐘

(山西職業(yè)技術(shù)學院,山西 太原 030006)

0 引言

1 設(shè)計思路

平臺在研制過程中，關(guān)鍵點在于如何實現(xiàn)電氣控制課程中的教學內(nèi)容與企業(yè)實際生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)標準的有效銜接。即所用到的設(shè)備、元件既要與課程中的內(nèi)容保持一致，又要與企業(yè)技術(shù)標準高度契合。根據(jù)智能制造企業(yè)實際生產(chǎn)中的控制需求、控制工藝、控制流程等特點，平臺各個模塊的功能和組合結(jié)構(gòu)都要高度模擬智能控制中電氣系統(tǒng)的實際運行過程，高度復現(xiàn)智能電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)國家標準、行業(yè)標準、技術(shù)規(guī)范等。

平臺設(shè)計具體包含以下內(nèi)容：①模塊銜接性能分析及測試；②模塊分組及常用控制系統(tǒng)的模塊化搭建；③模塊內(nèi)部軟件連接及接口設(shè)計；④模塊外形尺寸規(guī)格化設(shè)計；⑤模塊接口設(shè)計及不同模塊間接口連接；⑥易于拆裝，充分考慮線路安全；⑦實現(xiàn)硬件分體設(shè)計，軟件模塊化編程。

2 平臺組成

平臺所采用的模塊或元器件包括電源模塊、開關(guān)模塊、繼電器模塊、中央控制器模塊(PLC)、接線端子、中繼模塊、步進電機模塊、氣缸模塊、驅(qū)動模塊、直流電機、觸摸屏、滑軌模塊和電氣連接線路等。模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的實操平臺整體效果如圖1所示。

圖1 模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的實操平臺

3 基礎(chǔ)功能

4 在線功能

在基礎(chǔ)功能實現(xiàn)的情況下，增加了智能網(wǎng)聯(lián)模塊和工控上位機等硬件，并使用專用軟件編寫了底層執(zhí)行程序，如此便可實現(xiàn)平臺的線上遠程控制功能。學生(用戶)在遠程端編寫好程序以訪問網(wǎng)絡(luò)的形式將程序發(fā)送，教師(本地端)在學校的實訓室里通過遠程通訊模塊聯(lián)網(wǎng)后，接收學生(用戶)發(fā)送的程序并校驗或指導，至此完成了一次線上實操的流程。模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的在線功能原理圖如圖2所示，在線功能實操如圖3所示。

圖2 電氣控制實操平臺的在線功能原理圖

圖3 在線功能實操圖

5 整體實訓室解決方案

本平臺結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學形式可形成整體實訓室解決方案，教學效果較之以前大大提高。整體實訓室效果如圖4所示。

圖4 整體實訓室效果

6 結(jié)語

平臺經(jīng)過2個學期4個班級143名學生的使用，體現(xiàn)出優(yōu)異的實用性能。學生的學習主動性和積極性很高，學習興趣濃厚。該平臺硬件性能先進，價格低廉，使用壽命長，可以充分滿足電氣類課程教學需求。除此之外，該平臺對于職業(yè)院校智能制造專業(yè)群建設(shè)、“三教改革”及教學質(zhì)量內(nèi)涵提升均具有一定的借鑒價值及長遠意義。