彭森第 林生佐 王振浩

摘要：針對高職院校中機電專業(yè)學生開展機床繼電器系統(tǒng)故障排除的實踐教學需求，改進設(shè)計了實訓裝置?，F(xiàn)重點介紹了該裝置故障設(shè)置系統(tǒng)的工作原理和操作部分設(shè)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(zhì)量具有重要意義。

關(guān)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(yè)學生的機床繼電器控制系統(tǒng)故障排除實踐教學需求，根據(jù)機床控制電路，改進設(shè)計了實訓裝置。該裝置的控制系統(tǒng)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(qū)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(zhì)量。

1 機床繼電器控制線路故障設(shè)置系統(tǒng)工作原理

本文介紹的機床繼電器控制線路故障設(shè)置系統(tǒng)，基于現(xiàn)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(qū)動模塊動作，從而將考核電路對應的斷路故障點斷開，或?qū)⒍搪饭收宵c短接，以模擬考核電路的某種故障狀態(tài)，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(shè)置系統(tǒng)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(yōu)點。本文主要介紹機床繼電器控制線路故障設(shè)置系統(tǒng)的操作部分。

2 系統(tǒng)操作說明

2.1? ? 歡迎頁面

系統(tǒng)開機初始化后進入歡迎界面，顯示屏顯示“Welcome”，進入待機狀態(tài)，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(tǒng)輸出對應的故障設(shè)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(tǒng)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(tǒng)提示輸入3位新密碼，確定后頁面提示修改成功，后續(xù)密碼驗證將使用新密碼。但本系統(tǒng)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(tǒng)將調(diào)用隨機函數(shù)，隨機生成3個編碼，并直接設(shè)置對應編碼的繼電器動作，完成故障設(shè)置。此時，考評人員和被考核人員均不知所設(shè)故障，需通過“查看設(shè)置”功能查看系統(tǒng)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(shè)置功能

操作人員設(shè)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(shè)故障。在二級菜單界面選擇“1.Check”，按“確定”鍵進入“查看設(shè)置”功能。為預防考生作弊，系統(tǒng)將提示輸入驗證密碼。驗證正確后，顯示屏將顯示當前所設(shè)置的故障編碼。查看故障流程圖如圖5所示。

2.6? ? 重設(shè)故障功能

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

3 結(jié)語

該系統(tǒng)利用單片機實現(xiàn)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(shè)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(tǒng)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(lián)網(wǎng)功能，無法在上位機上實現(xiàn)考題的統(tǒng)一發(fā)布、學生答卷的統(tǒng)一回收和評分，需要在考核階段對設(shè)備逐臺設(shè)置;同時，在故障設(shè)置過程中，其沒有開發(fā)對應的“一鍵隨機設(shè)故”功能，需要逐個設(shè)置故障點，不夠保密、高效。

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