現代化電路故障檢修實訓裝置的設計與應用

郝飛++王權++王樹亮

摘 要

設計了一種現代化電路故障檢修的實訓裝置，相比傳統的實訓裝置，本裝置友好的界面可以本地在線查看電路原理圖，查閱相應電路的電子資料，由難而已設置故障，并且集成相應的儀表可以檢測電路的參數和波形，在實際應用中得以驗證。

【關鍵詞】現代化 電路故障 檢修裝置

隨著當前社會的科技水平的發展，設備的自動化程度，規模在逐漸提高。越來越多的自動化設備正朝著規模化、復雜性化、集成化、專業化等方向發展。傳統的故障檢測訓練設備大都停留在元器件級的檢修，大多使用分立元器件搭建的電路實驗板。這些實驗設備多采用PCB電路板制成，設置故障需要破壞相應的電路板或者元器件，極易造成設備損壞，同時也造成元件浪費，使用周期短，而且排除的速度慢，修復時間長，效率比較低，比較枯燥，學生學習的難度較大，造成同學的學習積極性不高，對電子線路檢修學習產生畏難情緒。本裝置通過友好的學習界面對應原理設置故障，查閱資料，觀察波形及參數等，是一體化的學習設備，這種學習環境不僅激發學生的興趣，而且提高學習效率，符合現代化教學理念，適應創新時代。綜合以上設計具體的方案實現了設備的開發和驗證。

1 系統結構設計

電路故障檢修實訓裝置由人機界面、控制器和訓練電路組成，如圖1所示。

2 系統硬件設計

設計的主要硬件電路為控制器與訓練單元電路的關聯電路如圖2所示，即繼電器擴展電路和訓練學習電路（例舉）。其他電路不再祥述。

2.1 繼電器I/O擴展電路

由于單片機輸入輸出接口的數量有限，為了達到對40個故障點的設置，必須對單片機的輸入輸出接口數量進行擴展。擴展電路采用具有串入并出功能的芯片74LS595 實現， 5片74LS595級聯，只要占用單片機3個I /O 口，即可完成對40路輸出的獨立控制，圖中的595_1， 595_2， 5595_3， 595_4， 595_5均表示連接到對應的繼電器。

2.2 訓練電路

簡易模擬信號發生器：信號發生器是指產生所需參數的電測試信號的儀器，電路形式可以采用由運放及分離元件構成，也可以采用單片集成函數發生器。這里采用帶有差動輸入的四運算放大器LM324為核心器件，通過RC橋式振蕩電路產生正弦波，然后經過積分電路產生三角波，電路圖如圖2所示。

3 軟件設計

程序編寫采用的是模塊編程的思路，包括主程序、系統參數設定子程序、模塊初始化子程序、通信子程序、I/O拓展子程序等模塊，其中主程序架構如下：

void main（void）

{clr_display（）； //初始化繼電器

usart0_init（）； //串口0初始化

Usart1_init（）； //串口1初始化

timer2_init（）； //定時器初始化，用于無線串口接收

while（1）

{ set_point（1，1）；

/set_point（1，2）；

}}

4 檢測結果

電路線路故障檢修實訓裝置在實驗室研制開發并組裝完成，經過調試，達到了預期的功能。檢測結果如表1所示。

5 結束語

本文提出并設計了電路故障檢修實訓裝置設計，一方面可以讓老師解脫課時多、壓力大的困境，同時老師也可以負責多位同學的電子電路知識學習。這樣一來，教師可通過無線網絡對訓練裝置中單元電路進行故障設置，而學生無法直觀觀察，只能借助儀器進行測試和判斷有效提高工作效率和學習效率。

參考文獻

[1]郝飛，馬前帥.基于WIFI網絡的電子電路故障檢修實訓裝置的設計[J].電子技術與軟件工程，2015（08）.

[2]郝立果，閆虎民等.基于無線網絡的機床電氣故障檢修訓練與考核裝置設計[J].機床與液壓，2011（11）.

[3]蘇佳文，蔡少權.一種典型的機床電路檢修實訓裝置[J].中國校外教育，2009（07）.

作者簡介

郝飛（1987-），男，內蒙古烏蘭察布市人。現為天津職業技術師范大學工程實訓中心維修電工技師。研究方向為電氣自動化及可編程序控制技術，電工電子電路裝調與維修。

作者單位

天津職業技術師范大學工程實訓中心 天津市 300222