一種模擬智能制造中電氣控制系統的實操平臺*

段宏偉,景海平,張武奎,關銳鐘

(山西職業技術學院,山西 太原 030006)

0 引言

1 設計思路

平臺在研制過程中，關鍵點在于如何實現電氣控制課程中的教學內容與企業實際生產現有技術標準的有效銜接。即所用到的設備、元件既要與課程中的內容保持一致，又要與企業技術標準高度契合。根據智能制造企業實際生產中的控制需求、控制工藝、控制流程等特點，平臺各個模塊的功能和組合結構都要高度模擬智能控制中電氣系統的實際運行過程，高度復現智能電氣控制系統的相關國家標準、行業標準、技術規范等。

平臺設計具體包含以下內容：①模塊銜接性能分析及測試；②模塊分組及常用控制系統的模塊化搭建；③模塊內部軟件連接及接口設計；④模塊外形尺寸規格化設計；⑤模塊接口設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實現硬件分體設計，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的實操平臺

3 基礎功能

4 在線功能

在基礎功能實現的情況下，增加了智能網聯模塊和工控上位機等硬件，并使用專用軟件編寫了底層執行程序，如此便可實現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絡的形式將程序發送，教師(本地端)在學校的實訓室里通過遠程通訊模塊聯網后，接收學生(用戶)發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

本平臺結合翻轉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 結語

平臺經過2個學期4個班級143名學生的使用，體現出優異的實用性能。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，該平臺對于職業院校智能制造專業群建設、“三教改革”及教學質量內涵提升均具有一定的借鑒價值及長遠意義。