電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特指一種電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前來(lái)說(shuō)，電氣控制技術(shù)在各類(lèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。在廣大大專院校和各類(lèi)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)中，電氣類(lèi)專業(yè)普遍開(kāi)設(shè)了電氣控制技術(shù)相關(guān)課程，其中典型電氣控制線路的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)則是電氣控制技術(shù)相關(guān)課程必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此，電氣控制技術(shù)相關(guān)課程的配套實(shí)驗(yàn)設(shè)備的研發(fā)顯得尤為重要。然而，目前國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室大多沿用了較為傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法，也就是實(shí)驗(yàn)教師給出電路圖，學(xué)生依據(jù)電路圖選擇所需的器件并使用導(dǎo)線將其連接起來(lái)，學(xué)生對(duì)所接線路自檢完成后經(jīng)老師許可后通電試車(chē)，顯然，這樣的流程存在著極大的安全隱患。因?yàn)閷?duì)于所接線路來(lái)說(shuō)，學(xué)生處于學(xué)習(xí)階段，對(duì)理論知識(shí)、線路結(jié)構(gòu)都不熟悉，所以在學(xué)生進(jìn)行自檢的時(shí)候很難查出問(wèn)題，而教師檢查的時(shí)候，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，大都只是檢查其線路是否存在短路，但是某些復(fù)雜的電路對(duì)是否短路則很難檢查出來(lái)，教師也只能憑借以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生所接線路的正誤進(jìn)行判斷，如若某些嚴(yán)重錯(cuò)誤沒(méi)有被檢查出來(lái)而進(jìn)行通電試車(chē)，其危險(xiǎn)性可想而知，輕則導(dǎo)致設(shè)備損毀，重則發(fā)生人身安全事故。如若實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)位的實(shí)驗(yàn)線路進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)于一些稍復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)線路來(lái)說(shuō)，無(wú)疑太浪費(fèi)時(shí)間，造成一些學(xué)生的實(shí)驗(yàn)線路得不到檢查、指導(dǎo)，教學(xué)效果欠佳。同時(shí)，由于學(xué)生都是初學(xué)者，接線工藝水平較低，當(dāng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師面對(duì)如蜘蛛網(wǎng)般的實(shí)驗(yàn)線路的時(shí)候，往往會(huì)感到束手無(wú)策，難以理清頭緒，教學(xué)效率不高。
[0003]綜上所述，目前電氣控制技術(shù)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)普遍存在著對(duì)實(shí)驗(yàn)線路的正誤檢查手段單一、人工檢查不可靠且效率偏低、實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)負(fù)擔(dān)較重且教學(xué)效果欠佳、缺乏多種對(duì)學(xué)生實(shí)踐效果考核手段等多方面問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、能夠提高教學(xué)效率并避免設(shè)備損壞的電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0006]一種電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)、控制單元和上位機(jī)，所述控制單元分別與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)和上位機(jī)相連，所述控制單元包括輸出顯示模塊，所述上位機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)，所述控制單元采集實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)的實(shí)際接線數(shù)據(jù)并與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并將對(duì)比結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行接線質(zhì)量考核，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果發(fā)送相應(yīng)的顯示信號(hào)至輸出顯示模塊進(jìn)行對(duì)比結(jié)果的顯示。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0008]所述上位機(jī)包括接線指導(dǎo)模塊，所述接線指導(dǎo)模塊發(fā)送指導(dǎo)顯示信號(hào)至輸出顯示模塊以逐步顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上電路的接線步驟。
[0009]所述上位機(jī)還包括接線正誤檢查模塊，所述接線正誤檢查模塊將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)際接線數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如兩者對(duì)比結(jié)果不相對(duì)應(yīng)，則發(fā)送相應(yīng)的顯示信號(hào)至輸出顯示模塊進(jìn)行錯(cuò)誤顯示。
[0010]所述上位機(jī)還包括接線排錯(cuò)模塊，所述接線排錯(cuò)模塊根據(jù)接線正誤檢查模塊的對(duì)比結(jié)果，依次發(fā)送相應(yīng)顯示信號(hào)至輸出顯示模塊將對(duì)比結(jié)果不一致的連接端子逐對(duì)進(jìn)行顯不O
[0011]所述上位機(jī)包括接線質(zhì)量考核模塊，所述接線質(zhì)量考核模塊將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上的實(shí)際接線數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告。
[0012]所述上位機(jī)包括標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄入模塊，用于將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)輸入至上位機(jī)并存儲(chǔ)。
[0013]所述實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中各電氣器件接線端子之間的連接關(guān)系。
[0014]所述輸出顯示模塊包括多個(gè)LED指示燈，所述LED指示燈與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上各個(gè)接線端對(duì)應(yīng)。
[0015]所述控制單元通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上各接線端之間的電阻值進(jìn)行測(cè)量。
[0016]所述控制單元通過(guò)雙向光電隔離模塊與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)相連。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018]本發(fā)明的電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)，由于采用全自動(dòng)化的指導(dǎo)，能夠極大的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，減輕老師的指導(dǎo)負(fù)擔(dān)，并且能夠避免因接錯(cuò)線而導(dǎo)致的設(shè)備損壞、保障了實(shí)驗(yàn)人員的安全。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明中實(shí)驗(yàn)桌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、接線排；2、指示燈；3、線槽；4、面板；電氣器件；6、窗孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0026]如圖1至圖5所示，本實(shí)施例的電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)、控制單元和上位機(jī)，其中上位機(jī)為教師計(jì)算機(jī)單元，控制單元分別與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)和教師計(jì)算機(jī)單元相連，控制單元包括輸出顯示模塊，其中上位機(jī)將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)輸送至控制單元內(nèi)，控制單元采集實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)際接線數(shù)據(jù)并與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)接線數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果發(fā)送相應(yīng)的顯示信號(hào)至輸出顯示模塊進(jìn)行對(duì)比結(jié)果的顯示。在本實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)際接線數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上各接線端子之間的連接關(guān)系，具體體現(xiàn)在各接線端子之間的電阻值。本發(fā)明的電氣控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)智能教學(xué)及考核系統(tǒng)，由于采用全自動(dòng)化的指導(dǎo)，能夠極大的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，減輕老師的指導(dǎo)負(fù)擔(dān)，并且能夠避免因接錯(cuò)線而導(dǎo)致的設(shè)備損壞、保障了實(shí)驗(yàn)人員的安全。
[0027]本實(shí)施例中，控制單元還包括PIC單片機(jī)、鍵盤(pán)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊和通訊模塊；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)由實(shí)驗(yàn)桌、以及包含各種電氣控制器件及線槽和接線端子的器件板等組成；其中教師計(jì)算機(jī)單元位于教師端，控制單元?jiǎng)t置于實(shí)驗(yàn)桌上，教師計(jì)算機(jī)單元通過(guò)總線或者網(wǎng)絡(luò)與控制單元相連，且教師計(jì)算機(jī)單元處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)、以便及時(shí)與控制單元建立通訊連接。
[0028]本實(shí)施例中，教師計(jì)算機(jī)單元包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄入模塊，用于將驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目的電氣器件各接線端子的正確連接關(guān)系數(shù)據(jù)輸入至教師計(jì)算機(jī)單元，系統(tǒng)根據(jù)所錄入的各接線端子的連接關(guān)系生成接線檢查方案，其中，把連接關(guān)系分為三種:直接連接、無(wú)連接和跨線圈連接三種，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄入模塊通過(guò)掃描方式逐個(gè)將所有接線端子與其他接線端子的連接關(guān)系記錄下來(lái)，從而形成接線檢查方案。
[0029]本實(shí)施例中，輸出顯示模塊包括多個(gè)LED指示燈，LED指示燈與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上電氣器件的各個(gè)接線端一一對(duì)應(yīng)。
[0030]本實(shí)施例中，教師計(jì)算機(jī)單元包括接線指導(dǎo)模塊，接線指導(dǎo)模塊發(fā)送指導(dǎo)顯示信號(hào)發(fā)送給輸出顯示模塊以逐步顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上電路的接線步驟；接線指導(dǎo)模塊讀取前述接線檢查方案并根據(jù)通用電氣接線規(guī)則對(duì)各接線端子的接線順序進(jìn)行排序，從而生成接線指導(dǎo)方案，為實(shí)驗(yàn)者提供接線步驟指示，控制單元根據(jù)該接線指導(dǎo)方案通過(guò)點(diǎn)亮下一步應(yīng)該連接的兩個(gè)電氣器件的接線端子所屬的指示燈來(lái)逐步指導(dǎo)操作者完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的連線。
[0031]本實(shí)施例中，教師計(jì)算機(jī)單元還包括接線正誤檢查模塊和接線質(zhì)量考核模塊，接線正誤檢查模塊首先通過(guò)控制單元讀取當(dāng)前實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上各電氣器件接線端子間的連接關(guān)系，然后與接線檢查方案提供的正確接線關(guān)系進(jìn)行對(duì)比，如兩者對(duì)比結(jié)果不相對(duì)應(yīng)，則發(fā)送相應(yīng)的顯示信號(hào)至輸出顯示模塊進(jìn)行錯(cuò)誤顯示；另外，接線正誤檢查模塊讀取前述接線檢查方案并根據(jù)通用電氣接線規(guī)則生成接線正誤檢查方案，供接線質(zhì)量考核模塊和控制單元調(diào)用。接線質(zhì)量考核模塊讀取當(dāng)前實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái)上各電氣器件接線端子間的連接關(guān)系并與接線檢查方案提供的正確接線關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析，得到質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告；具體為:依照接線正誤點(diǎn)的個(gè)數(shù)、接線所用時(shí)間及出錯(cuò)次數(shù)等技術(shù)指標(biāo)生成質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告。
[0032]本實(shí)施例中，教師計(jì)算機(jī)單元還包括接線排錯(cuò)模塊，接線排錯(cuò)模塊根據(jù)接線正誤檢查模塊的對(duì)比結(jié)果，通過(guò)控制單元點(diǎn)亮電氣器件接線端子所屬的指示燈，每次點(diǎn)亮一對(duì)錯(cuò)誤接線的端子指示燈，引導(dǎo)操作者依次完成電氣線路的接