CN107331236A - 一种多功能电气自动化实训平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能电气自动化实训平台，包括安装有用于实训的电气元件的箱体以及设置在箱体上的操作台板，所述电气元件的端子分别通过导线连接有便于接线的接线端，所述接线端设置在所述操作台板上；还包括多个设置在所述操作台板上的指示灯，每个所述接线端所在位置处均对应设置有所述指示灯；所述接线核对系统还包括用于驱动所述指示灯工作的驱动模块以及用于向所述驱动模块下发驱动指令的处理器模块，使所述驱动模块能够根据不同的实训教学内容驱动需要接线的接线端所对应的指示灯。本发明具有便于操作使用，能够方便快速地检查核对实训的接线，降低老师的工作量，有利于提高工作效率，提高试验的安全性等优点。

Description

一种多功能电气自动化实训平台
技术领域
本发明涉及教学培训装置领域，特别的涉及一种多功能电气自动化实训平台。
背景技术
随着计算机的发展，自动控制技术也得到了突飞猛进的发展，PLC控制技术、人机界面技术、触摸屏技术、控制网络技术与计算机监控技术等在各行业的自动化工程中得到了广泛的应用。这些技术在普通大学、高职高专、培训机构等的自动化类相关专业的教学中都需要设置不同程度的试验或训练的实践教学环节进行学习和掌握，都需要相应的实验与训练装置实现相关的教学任务。
目前，针对PLC系统的实训教学通常采用封装有低压电器、PLC等各类电气元件的操作台，并在试验台上布置用于接线的接线端。教学时，通常要求学生自己动手，根据实训教学内容完成相关的电气元件的连线，然后由指导老师对连线进行检查，确认无误后，再进行后续实训操作。
而在教学中，往往会涉及到电机单向运行、正反转运行、星-三角启动、PLC编程控制、变频控制、步进电机控制、组态控制等各种不同的实训教学内容，在不同的实训教学内容中，所选用的电气元件以及各电气元件之间的连线均不相同，老师需要对每根接线进行检查，工作量较大。而且，在实际操作中，为保证每个学生都能实际操作，通常会安排多个试验台同时进行教学，从而会进一步加大老师的工作量，难免会出现部分接线错误未被及时发现，从而造成电气元件的烧坏或损毁，甚至造成更大的危险。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种便于操作使用，能够方便快速地检查核对实训的接线，降低老师的工作量，有利于提高工作效率，提高试验的安全性的多功能电气自动化实训平台。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种多功能电气自动化实训平台，包括用于PLC实训教学的PLC实训系统，所述PLC实训系统包括安装有用于实训的电气元件的箱体以及设置在箱体上的操作台板，所述电气元件的端子分别通过导线连接有便于接线的接线端，所述接线端设置在所述操作台板上；其特征在于，还包括能够用于对所述PLC实训系统的接线进行核对的接线核对系统；所述接线核对系统包括多个设置在所述操作台板上的指示灯，每个所述接线端所在位置处均对应设置有所述指示灯；所述接线核对系统还包括用于驱动所述指示灯工作的驱动模块以及用于向所述驱动模块下发驱动指令的处理器模块，使所述驱动模块能够根据不同的实训教学内容驱动需要接线的接线端所对应的指示灯。
采用上述结构，在每个接线端所在位置处设置对应的指示灯，然后通过处理器模块发送控制指令到驱动模块控制指示灯工作。这样，当学生完成实训教学内容的接线后，老师可以通过处理器模块发送控制指令，由驱动模块将该实训教学内容中应该接线的接线端所对应的指示灯点亮，老师通过该指示灯与接线端上的连线情况进行对照，一旦存在指示灯亮，而对应的接线端没有连线或者指示灯不亮，而对应的接线端存在连线，就可以直接判断出该组学生的连线错误，需要重新调整。这样，就可以降低老师的工作强度，提高教学的效率，也有利于提高后续实验的安全性。
进一步的，所述处理器模块上还连接设置有用于存储驱动指令的存储模块。
采用上述结构，通过设置存储模块，可以根据不同的实训教学内容将其所对应的电气元件选取，以及各电气元件对应的接线端连线情况设置不同的驱动指令，储存在存储模块中，便于老师直接进行调用，进一步提高效率。
进一步的，所述指示灯为三基色LED灯。
由于三基色LED灯可以在处理器模块和驱动模块的驱动作用下发出不同颜色的光。这样，可以在使用时，将需要连线的两个端子所对应的指示灯设置成相同的颜色，在学生完成接线后，开启接线核对系统，一旦两个发出同一种颜色的指示灯所对应的接线端没有连接在同一根导线上，就说明该接线错误，能够进一步提高检测的准确性。
进一步的，所述接线端上设置有用于接线的插孔；还包括能够两端均能够插接在所述插孔内的连接线；所述指示灯设置在对应的所述插孔内，并能够从插孔外观察到所述指示灯发出的光。
采用上述结构，将指示灯设置在对应的插孔内，一旦将连接线插接在插孔内时，将会对指示灯进行遮挡，这样，一旦接线错误，没有正确接线的插孔将不被遮挡，便于老师更加直观地观测到插孔内的指示灯灯光，从而可以快速地判断接线是否正确，有利于提高工作效率，降低劳动强度。
进一步的，所述连接线的外皮采用透明塑料制成，且所述连接线的接头上具有透光孔，所述透光孔的一端连接至所述连接线的外皮，另一端朝向所述指示灯。
这样，可以使指示灯发出的光通过透光孔到达连接线的外皮，由于连接线的外皮采用透明塑料制成，从而可以观察到指示灯的工作情况。特别是采用三基色LED灯时，可以更加方便地观察同一根连接线两端的指示灯颜色是否一致。
进一步的，所述接线核对系统还包括单片机，所述处理器模块和存储模块均集成设置在所述单片机上。
这样，还可以利用接线核对系统的单片机和指示灯完成单片机控制系统的实训教学，使实训者掌握单片机的使用和编程控制。
进一步的，所述电气元件包括设置在箱体内的PLC控制器、空气开关、异步电机、多个按钮开关以及至少三个接触器；所述箱体内设置有隔板，将所述箱体的内腔分隔为强电区和弱电区；所述空气开关、异步电机以及接触器均安装在所述强电区，所述PLC控制器和按钮开关安装在所述弱电区。
这样，将箱体分隔成强电区和弱电区，并将不同电压等级的电气元件分别设置在强电区和弱电区，可以避免强电区的电气元件工作时对弱电区的电气元件产生干扰，有利于提高系统的稳定性。另外，不同电压等级的电气元件工作时的电流大小不一致，需要采用不同直径的线材进行连接。将不同电压等级的电气元件分开设置，实训时，不同直径的线材通常采用不同的颜色标识，这样，可以方便老师能够及时检查处实训者线材使用的错误。同时，利用上述电气元件，可以实现对异步电机的不同控制，比如启动控制、正反转控制等。
进一步的，所述电气元件还包括设置在弱电区的步进电机、步进电机控制器以及步进电机驱动器。
这样，将上述电气元件与PLC控制器相配合，可以实现对步进电机进行多种驱动控制，便于实训者快速了解和熟悉步进电机的控制方式，以及相关电气元件的使用和控制方法。
进一步的，所述电气元件还包括设置在弱电区的变频器。
进一步的，所述电气元件还包括设置在弱电区的触摸屏，所述触摸屏与所述PLC控制器相连接。
综上所述，本发明具有便于操作使用，能够方便快速地检查核对实训的接线，降低老师的工作量，有利于提高工作效率，提高试验的安全性等优点。
附图说明
图1为PLC实训系统的结构示意图。
图2为图1中箱体的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1～图2所示，一种多功能电气自动化实训平台，包括用于PLC实训教学的PLC实训系统1，所述PLC实训系统1包括安装有用于实训的电气元件的箱体11以及设置在箱体11上的操作台板12，所述电气元件的端子分别通过导线连接有便于接线的接线端13，所述接线端13设置在所述操作台板12上；还包括能够用于对所述PLC实训系统1的接线进行核对的接线核对系统2；所述接线核对系统2包括多个设置在所述操作台板12上的指示灯21，每个所述接线端13所在位置处均对应设置有所述指示灯21；所述接线核对系统2还包括用于驱动所述指示灯21工作的驱动模块22以及用于向所述驱动模块22下发驱动指令的处理器模块23，使所述驱动模块22能够根据不同的实训教学内容驱动需要接线的接线端所对应的指示灯21。
采用上述结构，在每个接线端所在位置处设置对应的指示灯，然后通过处理器模块发送控制指令到驱动模块控制指示灯工作。这样，当学生完成实训教学内容的接线后，老师可以通过处理器模块发送控制指令，由驱动模块将该实训教学内容中应该接线的接线端所对应的指示灯点亮，老师通过该指示灯与接线端上的连线情况进行对照，一旦存在指示灯亮，而对应的接线端没有连线或者指示灯不亮，而对应的接线端存在连线，就可以直接判断出该组学生的连线错误，需要重新调整。这样，就可以降低老师的工作强度，提高教学的效率，也有利于提高后续实验的安全性。
实施时，所述处理器模块23上还连接设置有用于存储驱动指令的存储模块24。
采用上述结构，通过设置存储模块，可以根据不同的实训教学内容将其所对应的电气元件选取，以及各电气元件对应的接线端连线情况设置不同的驱动指令，储存在存储模块中，便于老师直接进行调用，进一步提高效率。
实施时，所述指示灯21为三基色LED灯。
由于三基色LED灯可以在处理器模块和驱动模块的驱动作用下发出不同颜色的光。这样，可以在使用时，将需要连线的两个端子所对应的指示灯设置成相同的颜色，在学生完成接线后，开启接线核对系统，一旦两个发出同一种颜色的指示灯所对应的接线端没有连接在同一根导线上，就说明该接线错误，能够进一步提高检测的准确性。
实施时，所述接线端13上设置有用于接线的插孔；还包括能够两端均能够插接在所述插孔内的连接线；所述指示灯21设置在对应的所述插孔内，并能够从插孔外观察到所述指示灯21发出的光。
采用上述结构，将指示灯设置在对应的插孔内，一旦将连接线插接在插孔内时，将会对指示灯进行遮挡，这样，一旦接线错误，没有正确接线的插孔将不被遮挡，便于老师更加直观地观测到插孔内的指示灯灯光，从而可以快速地判断接线是否正确，有利于提高工作效率，降低劳动强度。
实施时，所述连接线的外皮采用透明塑料制成，且所述连接线的接头上具有透光孔，所述透光孔的一端连接至所述连接线的外皮，另一端朝向所述指示灯21。
这样，可以使指示灯发出的光通过透光孔到达连接线的外皮，由于连接线的外皮采用透明塑料制成，从而可以观察到指示灯的工作情况。特别是采用三基色LED灯时，可以更加方便地观察同一根连接线两端的指示灯颜色是否一致。
实施时，所述接线核对系统2还包括单片机，所述处理器模块23和存储模块24均集成设置在所述单片机上。
这样，还可以利用接线核对系统的单片机和指示灯完成单片机控制系统的实训教学，使实训者掌握单片机的使用和编程控制。
上述处理器模块、驱动模块、存储模块、单片机、三基色LED灯等各部分构件自身均为成熟的现有产品，而且通过编程设计，使得处理器模块能够向驱动模块下发不同的指示灯驱动点亮状态指令是本领域技术人员公知的成熟技术，比如街边广告牌上滚动的字体就是通过控制部分LED等点亮形成，而彩色的广告牌则采用三基色LED灯，通过在处理器模块中的程序下发不同的驱动指令，使驱动模块根据指令改变指定的三基色LED的颜色。
具体实施时，每个接线端处均设置有两个指示灯，这样，可以避免其中一个指示灯损坏而造成误判断。
实施时，所述电气元件包括设置在箱体11内的PLC控制器141、空气开关151、异步电机152、多个按钮开关142以及至少三个接触器153；所述箱体11内设置有隔板，将所述箱体11的内腔分隔为强电区和弱电区；所述空气开关151、异步电机152以及接触器153均安装在所述强电区，所述PLC控制器141和按钮开关142安装在所述弱电区。
这样，将箱体分隔成强电区和弱电区，并将不同电压等级的电气元件分别设置在强电区和弱电区，可以避免强电区的电气元件工作时对弱电区的电气元件产生干扰，有利于提高系统的稳定性。另外，不同电压等级的电气元件工作时的电流大小不一致，需要采用不同直径的线材进行连接。将不同电压等级的电气元件分开设置，实训时，不同直径的线材通常采用不同的颜色标识，这样，可以方便老师能够及时检查处实训者线材使用的错误。同时，利用上述电气元件，可以实现对异步电机的不同控制，比如启动控制、正反转控制等。
实施时，所述电气元件还包括设置在弱电区的步进电机143、步进电机控制器144以及步进电机驱动器145。
这样，将上述电气元件与PLC控制器相配合，可以实现对步进电机进行多种驱动控制，便于实训者快速了解和熟悉步进电机的控制方式，以及相关电气元件的使用和控制方法。
实施时，所述电气元件还包括设置在弱电区的变频器146。这样，可以使学生更加了解变频器的使用。
实施时，所述PLC控制器141上具有晶体管输出端。
实施时，所述电气元件还包括设置在弱电区的触摸屏147，所述触摸屏147与所述PLC控制器141相连接。
这样，可以让实训者熟悉触摸屏编程等实训内容。
实施时，所述箱体11为顶部敞口的矩形结构，所述操作台板12水平设置在所述箱体11内；且与所述箱体11的底部间隔形成可供电气元件安装的空腔；所述电气元件固定安装在所述箱体11的底部；所述操作台板12上开设有与所述电气元件相对应设置的开口，使所述电气元件的上端能够伸出所述操作台板12，所述操作台板12采用透明材料制作而成。
这样，可以通过透明的操作台板观察到箱体内电气元件的接线情况，便于实训者能够更加直观的认识各电气元件，有利于实训者技能的提高。另外，将电气元件封装在操作台板与箱体底部之间的空腔内，可以避免实训过程中不必要的操作，有利于提高电气元件的使用安全性和使用寿命。
实施时，所述操作台板12采用亚克力板制作而成。
亚克力板具有重量较轻，韧性好等优点，可以降低整个实训平台的重量，而且开孔方便。
实施时，所述箱体11上还设置有可开启的盖板16，所述盖板16与所述弱电区的大小相一致，且盖合在所述弱电区。这样，通过盖板将弱电区盖合，可以防尘，对箱体内部的电气元件形成保护，提高电气元件的使用寿命。
实施时，所述箱体11的底部四角处各设置有一个支腿，所述支腿的高度大于所述盖板16的最大厚度。
由于盖板与弱电区的大小一致，使得盖板的宽度必定小于底部支腿的间距，而支腿的高度大于盖板的厚度，这样，在箱体的底部可以形成一个空腔，便于在教学过程中放置盖板，便于盖板的收纳。
实施时，所述盖板16上设置有把手。这样，可以方便将盖板从箱体上取下。
实施时，所述盖板16包括采用钢板制作而成的边框以及设置在边框上的亚克力板。通过钢板制作的边框，可以提高盖板的强度，而在边框上设置亚克力板，可以减轻盖板的重量，而且可以在新生认知教学时，无需打开盖板即可进行。
具体实施时，所述接线核对系统设置在箱体内的弱电区。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能电气自动化实训平台，包括用于PLC实训教学的PLC实训系统(1)，所述PLC实训系统(1)包括安装有用于实训的电气元件的箱体(11)以及设置在箱体(11)上的操作台板(12)，所述电气元件的端子分别通过导线连接有便于接线的接线端(13)，所述接线端(13)设置在所述操作台板(12)上；其特征在于，还包括能够用于对所述PLC实训系统(1)的接线进行核对的接线核对系统(2)；所述接线核对系统(2)包括多个设置在所述操作台板(12)上的指示灯(21)，每个所述接线端(13)所在位置处均对应设置有所述指示灯(21)；所述接线核对系统(2)还包括用于驱动所述指示灯(21)工作的驱动模块(22)以及用于向所述驱动模块(22)下发驱动指令的处理器模块(23)，使所述驱动模块(22)能够根据不同的实训教学内容驱动需要接线的接线端所对应的指示灯(21)。
2.如权利要求1所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述处理器模块(23)上还连接设置有用于存储驱动指令的存储模块(24)。
3.如权利要求1所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述指示灯(21)为三基色LED灯。
4.如权利要求1所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述接线端(13)上设置有用于接线的插孔；还包括能够两端均能够插接在所述插孔内的连接线；所述指示灯(21)设置在对应的所述插孔内，并能够从插孔外观察到所述指示灯(21)发出的光。
5.如权利要求4所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述连接线的外皮采用透明塑料制成，且所述连接线的接头上具有透光孔，所述透光孔的一端连接至所述连接线的外皮，另一端朝向所述指示灯(21)。
6.如权利要求2所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述接线核对系统(2)还包括单片机，所述处理器模块(23)和存储模块(24)均集成设置在所述单片机上。
7.如权利要求1所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述电气元件包括设置在箱体(11)内的PLC控制器(141)、空气开关(151)、异步电机(152)、多个按钮开关(142)以及至少三个接触器(153)；所述箱体(11)内设置有隔板，将所述箱体(11)的内腔分隔为强电区和弱电区；所述空气开关(151)、异步电机(152)以及接触器(153)均安装在所述强电区，所述PLC控制器(141)和按钮开关(142)安装在所述弱电区。
8.如权利要求7所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述电气元件还包括设置在弱电区的步进电机(143)、步进电机控制器(144)以及步进电机驱动器(145)。
9.如权利要求8所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述电气元件还包括设置在弱电区的变频器(146)。
10.如权利要求8所述的多功能电气自动化实训平台，其特征在于，所述电气元件还包括设置在弱电区的触摸屏(147)，所述触摸屏(147)与所述PLC控制器(141)相连接。
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