摘要：為了滿足高職院校實驗教學需求，對基于實驗教學的新型自動化控制柜開發(fā)與應(yīng)用展開研究。設(shè)計新型自動化控制柜結(jié)構(gòu)，將一體機設(shè)備與計算機進行對接，連接所有元器件與外接引線子端，實現(xiàn)對控制柜元器件與線路的拼接。對端進行百葉窗防塵與防水性能的設(shè)計，對控制柜運行進行集中調(diào)試，實現(xiàn)對自動化控制柜的開發(fā)。通過實例應(yīng)用的方式證明，設(shè)計的控制柜體積在任何狀態(tài)下均小于相對應(yīng)的基于有線通信反向傳輸?shù)目刂乒耋w積，在實際應(yīng)用中能夠在保證功能正常實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，節(jié)省更多的實驗室教學空間，以此有效解決了以往電氣自動化教學實驗室實訓空間不足和設(shè)備占用空間大的問題。

關(guān)鍵詞：實驗教學;新型;自動化;控制柜;開發(fā);應(yīng)用;

引言

隨著教育產(chǎn)業(yè)的持續(xù)改革，有關(guān)單位對高校電氣專業(yè)的教學工作提出了全新的要求，需引進現(xiàn)代化教學模式，提升高職院校的實驗教學綜合質(zhì)量[1]。但大部分高職院校在開展此項工作時，缺少可行性較高的實驗教學設(shè)備，無法提高學生的實踐操作能力，導(dǎo)致高職院校的實驗教學工作一直無法達到既定的效果[2]。

因此，本文結(jié)合高職院校實驗教學現(xiàn)狀，綜合學生與教師對教學實踐設(shè)備的需求，設(shè)計一種可用于實驗教學中的新型自動化控制柜，提升實驗教學的實踐性與可行性。

1基于實驗教學的新型自動化控制柜開發(fā)

1.1新型自動化控制柜結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了確保設(shè)計的新型自動化控制柜可滿足高職院校實驗教學需求，需要先進行新型自動化控制柜結(jié)構(gòu)的開發(fā)[3]。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1所示。

圖1中：1表示為設(shè)備與計算機對接的安裝端口;2表示為控制柜柜門;3表示為輸入鍵盤對接槽口;4表示為控制端鍵盤;5表示為轉(zhuǎn)動軸;6表示為控制柜變頻裝置;7表示為控制柜運行電機;8表示為控制柜運行電阻;9表示為控制柜交流接觸器;10表示為繼電管理器;11表示為控制柜運行指示燈;12表示為控制柜柜體結(jié)構(gòu);13表示為變壓設(shè)備;14表示為斷路設(shè)備;15表示為PLC;16表示為裝置進程開關(guān)。按照上述圖1所示的結(jié)構(gòu)，進行控制柜整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以此種方式，完成對新型自動化控制柜結(jié)構(gòu)的開發(fā)。

1.2控制柜元器件與線路拼接

在控制柜前端柜門上對接一個嵌入式一體機設(shè)備，將此設(shè)備與計算機進行對接，此計算機與一體機設(shè)備可以使用終端的鼠標與鍵盤進行操作[4]。將操作設(shè)備收納在前端的鍵盤槽位中，降低裝置在使用中外部設(shè)備的占用空間。

采用直接連線的方式進行控制柜元器件對接。將所有需要拆裝或拼接的元器件與外接引線子端進行連接，學生只需要操作拼接線便可以進行設(shè)備的調(diào)試。當設(shè)備在實驗教學中出現(xiàn)故障或異常時，可以直接通過對子排端口引線進行拆裝的方式進行控制柜故障處理。

1.3控制柜試運行調(diào)試

采用檢測的方式掌握控制柜在運行中存在的不足，對控制柜運行進行集中調(diào)試。將控制柜下方45°的百葉窗進行傾斜處理，檢測百葉窗是否具備防塵與防水性能。若控制柜百葉窗的間隙較小或測試后無塵土滲入時，可認為開發(fā)的新型自動化控制柜在實際應(yīng)用中具有較好的性能。若縫隙較大，則需要在控制柜的壁柜上以安裝鉸鏈的方式安裝集成防塵器，確保設(shè)計的控制柜能達到實驗教學的實際需求[5]，實現(xiàn)基于實驗教學的新型自動化控制柜的開發(fā)研究。

2新型自動化控制柜在實驗教學中的應(yīng)用

為了驗證上述開發(fā)思路的可行性，將設(shè)計的新型自動化控制柜與傳統(tǒng)基于有線通信反向傳輸?shù)目刂乒窆餐瑧?yīng)用到某高校電氣自動化教學活動當中，針對兩種控制柜的防塵防水情況進行測試。選擇在特定的電氣自動化實驗場地完成，并根據(jù)IEC的標準，對兩種控制柜的防塵防水性能進行評價，表1為IEC防塵防水評價等級標準對照表。

將表1作為依據(jù)，通過實際觀察和記錄得出，傳統(tǒng)基于有線通信反向傳輸?shù)目刂乒穹蹓m防水性能評價等級為IP43;而本文設(shè)計的基于實驗教學的控制柜防塵防水性能評價等級為IP55，能夠達到防塵，液體以強力噴射形式才能進入的效果，在一定程度上為電氣自動化教學提供安全保障。

為了進一步驗證本文設(shè)計的教學控制柜的性能，針對兩種控制柜在使用過程中的空間占用面積進行測量，在測量的規(guī)程中分別設(shè)置對控制柜柜門打開狀態(tài)、控制柜柜門關(guān)閉狀態(tài)、控制柜連接外接設(shè)備運行狀態(tài)，共三種情況下的空間體積，根據(jù)體積公式進行計算，體積公式為：控制柜本體長、寬、高乘積+控制柜柜門長、寬、高乘積+外設(shè)裝置連接后的長、寬、高乘積。根據(jù)上述公式，計算得出兩種控制柜的體積，并將記錄結(jié)果繪制成如表2所示。

從表2可以看出，在三種不同狀態(tài)下，兩種控制柜的體積相差較大，但本文提出的基于實驗教學的控制柜體積在任何狀態(tài)下均小于傳統(tǒng)的教學控制柜的體積，能夠?qū)⒖臻g占用量控制在2.00 m2～4.00 m2。因此能夠證明，本文設(shè)計的基于實驗教育的控制柜，在保證功能正常實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，可以節(jié)省更多的實驗室教學空間，具有較好的實際應(yīng)用效果。

3結(jié)束語

本文從新型自動化控制柜結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制柜元器件與線路拼接、控制柜試運行調(diào)試三個方面，對基于實驗教學的新型自動化控制柜開發(fā)與應(yīng)用展開研究。通過實驗證明，本文提出的基于實驗教學的控制柜體積在任何狀態(tài)下均小于傳統(tǒng)教學控制柜體積，并且防塵防水效果較好。說明本文提出的基于實驗教學的控制柜開發(fā)思路在實際應(yīng)用中能夠有效解決傳統(tǒng)電氣自動化實訓教學存在的問題，為教師和學生提供更加高性能的實訓設(shè)備?？稍诤罄m(xù)的教學改革中，嘗試將本文設(shè)計的裝置投入教學實踐使用，為高校電氣自動化專業(yè)的教學提供支撐。

參考文獻

[1]郭川. 電氣自動化控制設(shè)備故障預(yù)防與檢修技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 冶金管理，2021（15）：45-46.

[2]虞富榮，陳葉明. 規(guī)則引擎財務(wù)機器人技術(shù)驅(qū)動下的財務(wù)共享智能化升級運用研究——以差旅規(guī)則的自動化控制為例[J]. 商業(yè)會計，2021（19）：98-101.

[3]辛連寶. 電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)在電動汽車制造領(lǐng)域中的重要應(yīng)用[J]. 內(nèi)燃機與配件，2021（20）：209-210.

[4]李錦云. 基于以太網(wǎng)自動化控制的海上風電電網(wǎng)綜保系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2021，11（07）：75-76+79.

[5]車顏澤. 基于有線通信反向傳輸?shù)墓饫w信號系統(tǒng)復(fù)雜度自動化控制方法[J]. 制造業(yè)自動化，2021，43（08）：109-113.

作者簡介：閆海舟（1980.05.24），性別：男;籍貫：內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市，民族：漢;學歷：本科、碩士;職稱：講師;研究方向：機械化及其自動化

基金項目：2019年內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院院級科研項目;項目編號：HYZR1910D9B76FF5-0571-4A31-9E0E-632CDBB1CECC