一种模拟智能制造中电气控制系统的实操平台*

段宏伟,景海平,张武奎,关锐钟

(山西职业技术学院,山西 太原 030006)

0 引言

1 设计思路

平台在研制过程中，关键点在于如何实现电气控制课程中的教学内容与企业实际生产现有技术标准的有效衔接。即所用到的设备、元件既要与课程中的内容保持一致，又要与企业技术标准高度契合。根据智能制造企业实际生产中的控制需求、控制工艺、控制流程等特点，平台各个模块的功能和组合结构都要高度模拟智能控制中电气系统的实际运行过程，高度复现智能电气控制系统的相关国家标准、行业标准、技术规范等。

平台设计具体包含以下内容：①模块衔接性能分析及测试；②模块分组及常用控制系统的模块化搭建；③模块内部软件连接及接口设计；④模块外形尺寸规格化设计；⑤模块接口设计及不同模块间接口连接；⑥易于拆装，充分考虑线路安全；⑦实现硬件分体设计，软件模块化编程。

2 平台组成

平台所采用的模块或元器件包括电源模块、开关模块、继电器模块、中央控制器模块(PLC)、接线端子、中继模块、步进电机模块、气缸模块、驱动模块、直流电机、触摸屏、滑轨模块和电气连接线路等。模拟智能制造中电气控制系统的实操平台整体效果如图1所示。

图1 模拟智能制造中电气控制系统的实操平台

3 基础功能

4 在线功能

在基础功能实现的情况下，增加了智能网联模块和工控上位机等硬件，并使用专用软件编写了底层执行程序，如此便可实现平台的线上远程控制功能。学生(用户)在远程端编写好程序以访问网络的形式将程序发送，教师(本地端)在学校的实训室里通过远程通讯模块联网后，接收学生(用户)发送的程序并校验或指导，至此完成了一次线上实操的流程。模拟智能制造中电气控制系统的在线功能原理图如图2所示，在线功能实操如图3所示。

图2 电气控制实操平台的在线功能原理图

图3 在线功能实操图

5 整体实训室解决方案

本平台结合翻转课堂教学形式可形成整体实训室解决方案，教学效果较之以前大大提高。整体实训室效果如图4所示。

图4 整体实训室效果

6 结语

平台经过2个学期4个班级143名学生的使用，体现出优异的实用性能。学生的学习主动性和积极性很高，学习兴趣浓厚。该平台硬件性能先进，价格低廉，使用寿命长，可以充分满足电气类课程教学需求。除此之外，该平台对于职业院校智能制造专业群建设、“三教改革”及教学质量内涵提升均具有一定的借鉴价值及长远意义。