段宏偉,景海平,張武奎,關(guān)銳鐘

(山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030006)

0 引言

1 設(shè)計(jì)思路

平臺(tái)在研制過(guò)程中，關(guān)鍵點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)電氣控制課程中的教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有效銜接。即所用到的設(shè)備、元件既要與課程中的內(nèi)容保持一致，又要與企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高度契合。根據(jù)智能制造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的控制需求、控制工藝、控制流程等特點(diǎn)，平臺(tái)各個(gè)模塊的功能和組合結(jié)構(gòu)都要高度模擬智能控制中電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程，高度復(fù)現(xiàn)智能電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等。

平臺(tái)設(shè)計(jì)具體包含以下內(nèi)容：①模塊銜接性能分析及測(cè)試；②模塊分組及常用控制系統(tǒng)的模塊化搭建；③模塊內(nèi)部軟件連接及接口設(shè)計(jì)；④模塊外形尺寸規(guī)格化設(shè)計(jì)；⑤模塊接口設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)硬件分體設(shè)計(jì)，軟件模塊化編程。

2 平臺(tái)組成

平臺(tái)所采用的模塊或元器件包括電源模塊、開關(guān)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(jìn)電機(jī)模塊、氣缸模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、直流電機(jī)、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(tǒng)的實(shí)操平臺(tái)整體效果如圖1所示。

圖1 模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的實(shí)操平臺(tái)

3 基礎(chǔ)功能

4 在線功能

在基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)的情況下，增加了智能網(wǎng)聯(lián)模塊和工控上位機(jī)等硬件，并使用專用軟件編寫了底層執(zhí)行程序，如此便可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的線上遠(yuǎn)程控制功能。學(xué)生(用戶)在遠(yuǎn)程端編寫好程序以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的形式將程序發(fā)送，教師(本地端)在學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室里通過(guò)遠(yuǎn)程通訊模塊聯(lián)網(wǎng)后，接收學(xué)生(用戶)發(fā)送的程序并校驗(yàn)或指導(dǎo)，至此完成了一次線上實(shí)操的流程。模擬智能制造中電氣控制系統(tǒng)的在線功能原理圖如圖2所示，在線功能實(shí)操如圖3所示。

圖2 電氣控制實(shí)操平臺(tái)的在線功能原理圖

圖3 在線功能實(shí)操圖

5 整體實(shí)訓(xùn)室解決方案

本平臺(tái)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)形式可形成整體實(shí)訓(xùn)室解決方案，教學(xué)效果較之以前大大提高。整體實(shí)訓(xùn)室效果如圖4所示。

圖4 整體實(shí)訓(xùn)室效果

6 結(jié)語(yǔ)

平臺(tái)經(jīng)過(guò)2個(gè)學(xué)期4個(gè)班級(jí)143名學(xué)生的使用，體現(xiàn)出優(yōu)異的實(shí)用性能。學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性很高，學(xué)習(xí)興趣濃厚。該平臺(tái)硬件性能先進(jìn)，價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)，可以充分滿足電氣類課程教學(xué)需求。除此之外，該平臺(tái)對(duì)于職業(yè)院校智能制造專業(yè)群建設(shè)、“三教改革”及教學(xué)質(zhì)量?jī)?nèi)涵提升均具有一定的借鑒價(jià)值及長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。