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摘要：为有效提高职业院校学生的动手操作能力以及电气设备控制实践能力，鉴于此设计并研发了一款针对于电气控制方面的智能化实训系统。该装置整体分为四个部分：PLC控制部分、屏幕显示部分、电源部分和电平转换部分。使用者在学习PLC控制器的时候可以通过屏幕显示部分观察被控对象的工作状态，使用屏幕显示的方式代替了实际被控对象电路板。减少了对于实际被控对象电路板的维护与检修。此系统不仅可以作为实训教学装置使用，还可以作为实训技能考核使用。结果表明： 其性能稳定，指导教师工作强度减轻，学生训练效果得到较大提高。
关键词：电气控制；实训系统；屏幕
1 引言
高等职业院校要办出特色，校内的实训基地和实训设备是必不可少的。社会经济的飞速发展，校内实训设备的更新换代无法跟上时代的步伐，因此高等职业院校对于技术型人才培养方式方法相比于实际生产中存在一些差异，导致院校培养出来的技术型人才无法满足企业的需要。此外，电气控制设备的实训是我国维修电工职业鉴定中的一项传统、重要的考核项目，是维修电工工种的一种基本技能，在针对该项目进行培训时，一般传统的方法是指导教师在实训室进行操作演示，由学员跟着指导教师的方式方法进行学习。学员在这种学习模式下很可能因为枯燥就对此失去了兴趣。指导教师教学也变得比较繁重。
为了使指导老师从繁重的体力劳动中解脱出来，同时提高学员的学习兴趣，提高电气设备控制项目的训练效率和效果，设计了一种电气控制设备智能化实训及考核装置。学员可以通过控制单元对显示屏所显示的被控对象进行实时监测。激发学员对电气设备控制实训课程的学习兴趣。同时与当前实际社会生产相结合的方式进行实训教学，最大程度的满足用人单位对于岗位人才的需求。
2 系统设计
根据多数院校电气设备线路设计及调试课程没有控制对象或者控制對象就针对单个电机的现象设计了一套智能化机床电气实训装置。在物理结构上，设计了机床线路操作实训平台，可供多种机床线路配线使用，并设计了完全电气隔离的I/O端口，在智能屏上实现了新颖的工业控制对象，并且通过控制触摸屏可以观察工艺过程，让学者在学习前也可以了解机床电气工艺，以便更好的完成机床电路设计项目。设备集传统机床电气实训和三维动感画面模型于一体的现代化装置，可以通过画面切换选择控制对象。在满足传统电气实训的基础上，增加了动感多功能可视化的三维立体控制对象和智能考核系统平台，结合APP教学资源平台，体现了人性化和个性化的特色，实训设备的创意性和实用性体现了一流的实训水平。系统总体示意图如图1所示。
3 系统总体示意图
此装置现代化电气实训装置可作为电气类职业技能训练的教学设备，适用于相关职业技能实训、社会培训及国家职业资格鉴定等方面。教学中可以根据不同等级的学员自由选择教学案例，在人机界面查阅教学任务和资料，根据动感控制对象进行实际配线，完成电气安装与调试。三维控制对象和电气线路进行完全电气隔离，保证电气安全，实现很好的教学效果，体现了职业教育的技能性、知识性、职业性、完整性特点。本项目融入了现代化教学手段进行设计开发，具有极强的应用和推广价值。
4. 实训装置关键技术
该装置本身控制单元与显示单元（被控对象）之间通过电平转换部分实现相互的电平转，可以模拟实际线路连接进行相应的控制操作。实训中控制单元可以采用多种型号PLC进行替换使用，方便不同种类实训课程的需要。显示部分由软件设计实现人机交互功能。该设计的实训箱整体利用模块化思维，主要部件采用模块化形式方便调试以及后续的维护工作，其主要包括电源部分、PLC控制器部分、屏幕显示部分以及电平转换部分这四大部分。总体框图如图2所示。
（1）单片机部分：是该系统的控制核心。负责整个装置系统的控制、信息的传输数据的处理以及检测按键系统，同时还要控制显示屏的显示，作为主控芯片，芯片的选择是十分重要的，经对比发现选用STM32F103单片机能夠满足本系统的功能要求。
（2）电源部分：该部分为整个系统提供电能，是整个系统装置的能量储存区，为整个系统装置提供一个稳定的电源，工作电源采用～220V、～380V及+24V。
（3）电平转换单元：利用光耦以及一些外围器件组成电平转换单元。
（4）显示部分：根据设计要求，显示部分的作用是能够让学生直观的观察被控对象同时还可以与单片机部分进行通讯，因此采用工业串口屏作为此装置的显示部分。
（5）通讯部分：采用串口通讯与以太网通讯双重通讯协议，满足大部分通讯需求。
参考文献：
[1] 郝飞 ，马前帅等. 基于WIFI网络的电子电路故障检修实训装置的设计[J].《电子技术与软件工程》 ， 2015 （15） ：108-109
[2] 曹达仲，侯春萍.移动通信原理、系统及技术[M].北京：清华大学出版社，2004
基金项目：天津市大学生创新训练计划项目《电气控制设备智能化实训系统的研究与开发》，项目号：201610066106
关键词：电气控制；实训系统；屏幕
1 引言
高等职业院校要办出特色，校内的实训基地和实训设备是必不可少的。社会经济的飞速发展，校内实训设备的更新换代无法跟上时代的步伐，因此高等职业院校对于技术型人才培养方式方法相比于实际生产中存在一些差异，导致院校培养出来的技术型人才无法满足企业的需要。此外，电气控制设备的实训是我国维修电工职业鉴定中的一项传统、重要的考核项目，是维修电工工种的一种基本技能，在针对该项目进行培训时，一般传统的方法是指导教师在实训室进行操作演示，由学员跟着指导教师的方式方法进行学习。学员在这种学习模式下很可能因为枯燥就对此失去了兴趣。指导教师教学也变得比较繁重。
为了使指导老师从繁重的体力劳动中解脱出来，同时提高学员的学习兴趣，提高电气设备控制项目的训练效率和效果，设计了一种电气控制设备智能化实训及考核装置。学员可以通过控制单元对显示屏所显示的被控对象进行实时监测。激发学员对电气设备控制实训课程的学习兴趣。同时与当前实际社会生产相结合的方式进行实训教学，最大程度的满足用人单位对于岗位人才的需求。
2 系统设计
根据多数院校电气设备线路设计及调试课程没有控制对象或者控制對象就针对单个电机的现象设计了一套智能化机床电气实训装置。在物理结构上，设计了机床线路操作实训平台，可供多种机床线路配线使用，并设计了完全电气隔离的I/O端口，在智能屏上实现了新颖的工业控制对象，并且通过控制触摸屏可以观察工艺过程，让学者在学习前也可以了解机床电气工艺，以便更好的完成机床电路设计项目。设备集传统机床电气实训和三维动感画面模型于一体的现代化装置，可以通过画面切换选择控制对象。在满足传统电气实训的基础上，增加了动感多功能可视化的三维立体控制对象和智能考核系统平台，结合APP教学资源平台，体现了人性化和个性化的特色，实训设备的创意性和实用性体现了一流的实训水平。系统总体示意图如图1所示。
3 系统总体示意图
此装置现代化电气实训装置可作为电气类职业技能训练的教学设备，适用于相关职业技能实训、社会培训及国家职业资格鉴定等方面。教学中可以根据不同等级的学员自由选择教学案例，在人机界面查阅教学任务和资料，根据动感控制对象进行实际配线，完成电气安装与调试。三维控制对象和电气线路进行完全电气隔离，保证电气安全，实现很好的教学效果，体现了职业教育的技能性、知识性、职业性、完整性特点。本项目融入了现代化教学手段进行设计开发，具有极强的应用和推广价值。
4. 实训装置关键技术
该装置本身控制单元与显示单元（被控对象）之间通过电平转换部分实现相互的电平转，可以模拟实际线路连接进行相应的控制操作。实训中控制单元可以采用多种型号PLC进行替换使用，方便不同种类实训课程的需要。显示部分由软件设计实现人机交互功能。该设计的实训箱整体利用模块化思维，主要部件采用模块化形式方便调试以及后续的维护工作，其主要包括电源部分、PLC控制器部分、屏幕显示部分以及电平转换部分这四大部分。总体框图如图2所示。
（1）单片机部分：是该系统的控制核心。负责整个装置系统的控制、信息的传输数据的处理以及检测按键系统，同时还要控制显示屏的显示，作为主控芯片，芯片的选择是十分重要的，经对比发现选用STM32F103单片机能夠满足本系统的功能要求。
（2）电源部分：该部分为整个系统提供电能，是整个系统装置的能量储存区，为整个系统装置提供一个稳定的电源，工作电源采用～220V、～380V及+24V。
（3）电平转换单元：利用光耦以及一些外围器件组成电平转换单元。
（4）显示部分：根据设计要求，显示部分的作用是能够让学生直观的观察被控对象同时还可以与单片机部分进行通讯，因此采用工业串口屏作为此装置的显示部分。
（5）通讯部分：采用串口通讯与以太网通讯双重通讯协议，满足大部分通讯需求。
参考文献：
[1] 郝飞 ，马前帅等. 基于WIFI网络的电子电路故障检修实训装置的设计[J].《电子技术与软件工程》 ， 2015 （15） ：108-109
[2] 曹达仲，侯春萍.移动通信原理、系统及技术[M].北京：清华大学出版社，2004
基金项目：天津市大学生创新训练计划项目《电气控制设备智能化实训系统的研究与开发》，项目号：201610066106