機床繼電器控制線路故障設置系統

彭森第 林生佐 王振浩

摘要：針對高職院校中機電專業學生開展機床繼電器系統故障排除的實踐教學需求，改進設計了實訓裝置。現重點介紹了該裝置故障設置系統的工作原理和操作部分設計要點，改進后的實訓裝置在平常的實訓過程中取得了良好的教學效果，對于提升實踐教學質量具有重要意義。

關鍵詞：單片機;機床控制電路;實訓裝置;實踐教學

0 引言

本文針對高職院校機電專業學生的機床繼電器控制系統故障排除實踐教學需求，根據機床控制電路，改進設計了實訓裝置。該裝置的控制系統采用單片機作為控制核心，主控模塊輸出控制位移緩存模塊和繼電器驅動模塊動作。該實訓裝置不僅能滿足日常的實踐教學需求，還能拓展學生的邏輯控制思維，讓學生更好地掌握電氣故障排除原理、電氣控制和維護技能，提高實踐教學質量。

1 機床繼電器控制線路故障設置系統工作原理

本文介紹的機床繼電器控制線路故障設置系統，基于現有維修電工的機床繼電器控制線路，通過用戶操作按鍵模塊輸入對應的考核電路的故障點編號，主控模塊輸出控制位移緩存模塊和繼電器驅動模塊動作，從而將考核電路對應的斷路故障點斷開，或將短路故障點短接，以模擬考核電路的某種故障狀態，由考生通過工具排查確認并排除故障，完成對考生實操能力的針對性考核。該故障設置系統還具備加密功能和隨機功能，具有改造成本低、簡單實用、易操作等優點。本文主要介紹機床繼電器控制線路故障設置系統的操作部分。

2 系統操作說明

2.1? ? 歡迎頁面

系統開機初始化后進入歡迎界面，顯示屏顯示“Welcome”，進入待機狀態，點擊“菜單”按鈕進入主菜單頁面，歡迎頁面流程圖如圖1所示。

2.2? ? 自定義故障功能

操作人員選擇“1.Set up”，按“確定”按鈕進入“自定義故障”功能，顯示屏首行顯示“Light”，第二行顯示用戶輸入的故障編碼，不同編號間采用“空格”鍵分隔。按“←”鍵回刪錯誤輸入，按“確定”提交輸入，系統輸出對應的故障設置，對應編號的繼電器動作。同時，顯示屏顯示二級菜單。自定義故障流程圖如圖2所示。

2.3? ? 修改密碼功能

操作人員選擇“2.Modify”，按“確定”按鈕進入“修改密碼”功能。系統將提示輸入原始密碼，通過鍵盤0～9輸入。若輸入密碼錯誤，將提示修改密碼失敗;若原密碼正確，系統提示輸入3位新密碼，確定后頁面提示修改成功，后續密碼驗證將使用新密碼。但本系統的密碼不支持掉電保持，斷電后將恢復初始密碼“205”。修改密碼流程圖如圖3所示。

2.4? ? 隨機故障功能

操作人員選擇“3.Random”，按“確定”按鈕進入“隨機故障”功能。系統將調用隨機函數，隨機生成3個編碼，并直接設置對應編碼的繼電器動作，完成故障設置。此時，考評人員和被考核人員均不知所設故障，需通過“查看設置”功能查看系統隨機生成的故障信息。隨機故障流程圖如圖4所示。

2.5? ? 查看設置功能

操作人員設置完故障，且學生完成故障排查并判斷得出故障編號后，考評人員可通過此功能查看當前所設故障。在二級菜單界面選擇“1.Check”，按“確定”鍵進入“查看設置”功能。為預防考生作弊，系統將提示輸入驗證密碼。驗證正確后，顯示屏將顯示當前所設置的故障編碼。查看故障流程圖如圖5所示。

2.6? ? 重設故障功能

考核完畢或設置錯誤，操作人員可進行故障重設。在二級菜單界面選擇“2.Restar”，按“確定”鍵進入“重設故障”功能。為預防考生作弊，系統將提示輸入驗證密碼。驗證正確后，系統將清除當前故障設置。重設故障流程圖如圖6所示。

3 結語

該系統利用單片機實現了機床故障排除實訓裝置的智能化改造，改造后的裝置大幅提升了維修電工故障排查考核實訓的智能化水平，使故障設置和故障排除過程的操作更加簡單、便捷。在實踐教學開展方面，該系統的應用不僅提高了教學效果，大大提升了技能鑒定的工作效率，還有利于教師更準確地評價學生的技能水平。

然而，在實際應用過程中，改造后的實訓裝置在人性化操作方面仍然有很大的提升空間，如其不具備物聯網功能，無法在上位機上實現考題的統一發布、學生答卷的統一回收和評分，需要在考核階段對設備逐臺設置;同時，在故障設置過程中，其沒有開發對應的“一鍵隨機設故”功能，需要逐個設置故障點，不夠保密、高效。

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