CN108133649B - 一种智能配电教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能配电教学系统，包括管理层，控制层和设备层，设备层包括公共设备配电系统和终端智能配电系统，公共设备配电系统和终端智能配电系统还均耦接至控制层，以接收控制指令并执行配电动作，师生可以通过管理层来操作进行教学，这样可以便于师生进行实时的实践教学，相比文字教学方式，这种教学更加有效率，设置的公共设备配电系统可以提供智能化电源，终端智能配电系统可以进行智能化配电动作，同时设置了指导模块来指引学生规范操作，这样当有学生上课走神或者有不懂的疑点时，可以在实践教学中通过指导模块进行进一步的指导与讲解，同时可以警示学生的规范操作，增加安全性。
Description
技术领域
本发明涉及教学系统领域，更具体的说是涉及一种智能配电教学系统。
背景技术
要想在最短的时间内，以最快的速度实现低压电器智能化，人才是最大的难题。企业也想转型升级，更新提升产品的品质，自主研发具有核心竞争力的项目，但是因为人才的缺失，很难达到预期的目标及想法。这样就需要加速对人才的培养，为社会输送对应的人才，但是现有的配电教学模式还只是基于文字课堂，这样的教学方式效率低下，没有实际概念。因此需要一种可以用于实践教学的配电教学系统，来提高教学效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可以提高教学效率的智能配电教学系统来解决背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能配电教学系统，其特征在于，包括
管理层，供学生和教师来操作进行输出各种操作指令，并且具有指导学生进行学习的指导模块；
控制层，耦接于管理层，以接收操作指令后输出对应该操作指令的控制指令；设备层，耦接至控制层，以接收控制指令并执行配电动作；
所述设备层包括公共设备配电系统和终端智能配电系统，所述公共设备配电系统与终端智能配电系统耦接，以提供电源给终端智能配电系统；
所述公共设备配电系统和终端智能配电系统还均耦接至控制层，以接收控制指令后执行对应的配电动作。
所述管理层包括学生端、交换机和教师端，所述教师端与学生端均连接至交换机，所述交换机输出操作指令给控制层，所述教师端还连接有打印机，所述学生端具有显示器，所述指导模块集成在学生端中，并显示在显示器上，所述指导模块包括操作模块和重点解析模块，所述操作模块包括多个按钮，每个按钮上设置有对应的步骤信息，每个步骤信息相互连接构成步骤框图，所述重点解析模块包括对应每个步骤信息的重点讲解模块以及规范操作模块，每个所述按钮还和与该按钮上的步骤信息对应的重点讲解模块以及规范操作模块一一对应连接，当按下按钮时，对应步骤信息对应的重点讲解模块显示讲解信息在显示器上，并且对应步骤信息对应的规范操作模块显示规范操作信息在显示器上。
作为本发明的进一步改进，所述终端智能配电系统包括智能管理电源组和智能配电组，所述智能管理电源组与智能配电组耦接，所述智能管理电源组包括双电源自动式转换开关和智能电量仪表，所述智能电量仪表耦接于智能配电组，还耦接于双电源自动式转换开关，所述双电源自动式转换开关与公共设备配电系统耦接，还与智能配电组耦接，所述智能电量仪表内可设置电量阈值，当智能电量仪表累计的电量达到电量阈值时，发出阈值信号给双电源自动式转换开关，双电源自动式转换开关对智能配电组进行断电。
作为本发明的进一步改进，所述智能配电组包括塑壳断路器、高分断微型断路器、隔离开关熔断器组和多个接触器，多个接触器与外部用电器一一对应耦接，还均耦接至控制层，以接收控制指令进行通断状态切换，所述塑壳断路器、高分断微型断路器和隔离开关熔断器组分别与多个接触器一一对应耦接，还均耦接至双电源自动式转换开关和智能电量仪表。
作为本发明的进一步改进，其中，一个接触器耦接有热过载继电器，所述热过载继电器耦接至外部电机，
其中，一个接触器耦接有智能电机控制器，所述智能电机控制器耦接至外部电机，
其中，一个接触器耦接有耦接有软启动器，所述软启动器耦接至外部电机，
其中，一个接触器耦接有变频器，所述变频器耦接至外部电机。
作为本发明的进一步改进，所述公共设备配电系统包括浪涌保护电路、空气断路器和总路塑壳断路器，
所述浪涌保护电路包括一压敏电阻，所述压敏电阻连在外部电源的火线和零线之间；
所述空气断路器耦接至外部电源，还耦接至总路塑壳断路器，
所述总路塑壳断路器耦接至终端智能配电系统，以提供或关断电源。
作为本发明的进一步改进，所述控制层包括主控模块和直接控制模块，所述主控模块耦接至公共设备配电系统、终端智能配电系统和交换机，所述主控模块接收操作指令后发出控制指令，控制公共设备配电系统和终端智能配电系统进行配电动作，所述直接控制模块耦接至公共设备配电系统和终端智能配电系统，发出直接控制信号对公共设备配电系统和终端智能配电系统进行直接控制。
作为本发明的进一步改进，所述控制模块为AC500。
作为本发明的进一步改进，所述直接控制模块包括触摸屏，所述触摸屏公共设备配电系统和终端智能配电系统。
本发明的有益效果，师生可以通过管理层来操作进行教学，这样可以便于师生进行实时的实践教学，相比文字教学方式，这种教学更加有效率，可以直接进行动手操作智能化配电，控制层接收管理层的操作指令后输出控制指令给设备层，控制设备层执行配电动作，设置的公共设备配电系统可以提供智能化电源，终端智能配电系统可以进行智能化配电动作，同时设置了指导模块来指引学生规范操作，这样当有学生上课走神或者有不懂的疑点时，可以在实践教学中通过指导模块进行进一步的指导与讲解，同时可以警示学生的规范操作，增加安全性。
附图说明
图1为本发明电路总框图；
图2为本发明管理层电路框图；
图3为本发明控制层电路框图；
图4为本发明设备层电路框图；
图5为本发明指导模块示意图。
附图标注：1、管理层；2、控制层；3、设备层；11、学生端；12、交换机；13、教师端；14、打印机；21、直接控制模块；22、主控模块；211、触摸屏；221、AC500；31、公共设备配电系统；32、终端智能配电系统；33、智能配电组；34、智能管理电源组；311、空气断路器；312、过压保护电路；313、总路塑壳断路器；321、双电源自动式转换开关；322、智能电量仪表；323、塑壳断路器；324、高分断微型断路器；325、隔离开关熔断器组；327、接触器；328、热过载继电器；329、智能电机控制器；3201、软启动器；3202、变频器；M1、操作模块；M11、按钮；M2、重点解析模块；M21、重点讲解模块；M22、规范操作模块。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至图4所示，本实施例的一种智能配电教学系统，其特征在于，包括
管理层1，供学生和教师来操作进行输出各种操作指令，并且具有指导学生进行学习的指导模块；
控制层2，耦接于管理层1，以接收操作指令后输出对应该操作指令的控制指令；设备层3，耦接至控制层2，以接收控制指令并执行配电动作；
所述设备层3包括公共设备配电系统31和终端智能配电系统32，所述公共设备配电系统31与终端智能配电系统32耦接，以提供电源给终端智能配电系统32；所述公共设备配电系统31和终端智能配电系统32还均耦接至控制层2，以接收控制指令后执行对应的配电动作。
所述管理层1包括学生端11、交换机12和教师端13，所述教师端13与学生端11均连接至交换机12，所述交换机12输出操作指令给控制层2，所述教师端13还连接有打印机14，所述学生端11具有显示器，所述指导模块集成在学生端11中，并显示在显示器上，所述指导模块包括操作模块M1和重点解析模块M2，所述操作模块包括多个按钮M11，每个按钮M11上设置有对应的步骤信息，每个步骤信息相互连接构成步骤框图，所述重点解析模块M2包括对应每个步骤信息的重点讲解模块M21以及规范操作模块M22，每个所述按钮M11还和与该按钮M11上的步骤信息对应的重点讲解模块M21以及规范操作模块M22一一对应连接，当按下按钮M11时，对应步骤信息对应的重点讲解模块M21显示讲解信息在显示器上，并且对应步骤信息对应的规范操作模块M22显示规范操作信息在显示器上。
通过上述技术方案，在授课前可以先接将公共设备配电系统31与终端智能配电系统32接好，以给终端智能配电系统32提供工作电源，当教师需要进行授课时，可以与学生同时进行实际操作教学，教师做一个步骤，学生跟着做一个步骤，这样可以加深教学的印象，但是在上课经常会有学生有疑虑却没有提问也有学生走神错过重点知识，这样设置的指导模块就可以对学生进一步进行教学，可以根据每个按钮M11上设置的步骤信息进行操作流程的指导，可以使学生再次巩固操作步骤，重点讲解模块M21显示讲解信息可以重新巩固学生的知识点，规范操作模块M22显示规范操作信息可以指导学生规范操作，可以增加安全性，学生可以根据步骤信息来点击对应的按钮M11，这样就会在显示器上以批注式显示或者框图式显示出对应的讲解信息和规范操作信息进行自主的学习，这样就可以在听完教师讲课后自主进行学习巩固，并且可以直接发现实践中不懂的地方，直接进行难点解答，学生和教师分别在学生端11和教师端13进行操作输出操作指令给交换机12，通过交换机12将数据汇总后输出终端指令给控制层2，这样方便数据的统一，集中进行分配，设置的打印机14可以方便教师打印资料给学生，方便教学，可以将重点部分，或者比较难懂的操作过程以纸质资料的方式供学生研讨，而且进行实际的操作，这样相比传统的文字教学来的更有效率，教师和学生通过管理层1的操作可以输出各种操作指令给控制层2，通过控制层2对该操作指令进行识别，然后输出控制指令给设备层3，通过设备层3中的终端智能配电系统32来进行配电动作，进而进行智能化配电教学，这样相比传统的教学方式有着更高的效率，同时进行的实际操作可以让学生进一步熟悉操作，方便向社会输送可实际应用的人才。
作为改进的一种具体实施方式，所述终端智能配电系统32包括智能管理电源组34和智能配电组33，所述智能管理电源组34与智能配电组33耦接，所述智能管理电源组34包括双电源自动式转换开关321和智能电量仪表322，所述智能电量仪表322耦接于智能配电组33，还耦接于双电源自动式转换开关321，所述双电源自动式转换开关321与公共设备配电系统31耦接，还与智能配电组33耦接，所述智能电量仪表322内可设置电量阈值，当智能电量仪表322累计的电量达到电量阈值时，发出阈值信号给双电源自动式转换开关321，双电源自动式转换开关321对智能配电组33进行断电。
通过上述技术方案，在终端智能配电系统32获取电源时，双电源自动式转换开关321就会导通，这样智能电量仪表322就会进行测量累计，这样就可以实时监测电路的用电量信息，并且可以根据需求给智能电量仪表322输入电量阈值，这样当智能电量仪表322测量的用电量信息达到对应的电量阈值时就可以发出阈值信号给双电源自动式转换开关321，这样就可以进行智能断路，同时设置的双电源自动转换开关321可以用于主备电源切换，这样当主电源或者备电源的用电量达到用电阈值时就可以切换至另一个电源，这样可以有效的分配主备电源的电源利用，具体的可以采用ABB公司的双电源自动转换开关，这样就可以有效的智能化电源控制。
作为改进的一种具体实施方式，所述智能配电组33包括塑壳断路器323、高分断微型断路器324、隔离开关熔断器组325和多个接触器327，多个接触器327与外部用电器一一对应耦接，还均耦接至控制层2，以接收控制指令进行通断状态切换，所述塑壳断路器323、高分断微型断路器324和隔离开关熔断器组325分别与多个接触器327一一对应耦接，还均耦接至双电源自动式转换开关321和智能电量仪表322。
通过上述技术方案，用户可以先打开塑壳断路器323或高分断微型断路器324或隔离开关熔断器组325，使其进入导通状态，然后当控制层2发出控制指令给各个接触器327，控制其通断，就可以控制各个支路电的通断，这里设置了各种不同的开关元件，可以满足各个不同的电路需求的开关的耐压耐热开关速率等参数，同时可以通过控制层2的指令来实现各个开关元件的通断，实现智能配电，不需要人工手动进行开关，增加了安全性和准确性。
作为改进的一种具体实施方式，其中，一个接触器327耦接有热过载继电器328，所述热过载继电器328耦接至外部电机，
其中，一个接触器327耦接有智能电机控制器329，所述智能电机控制器329耦接至外部电机，
其中，一个接触器327耦接有耦接有软启动器3201，所述软启动器3201耦接至外部电机，
其中，一个接触器327耦接有变频器3202，所述变频器3202耦接至外部电机。
通过上述技术方案，各个接触器327分别耦接热过载继电器328、智能电机控制器329、电动机控制单元、软启动器3201和变频器3202后再分别与外部的电机进行连接，这样可以满足外部不同型号的电机所需的保护装置、启动装置和控制装置，热过载继电器328是基于双金属片受热弯曲的原理进行热过载保护，智能电机控制器329，可以用于控制外部的电机转动的速率，方向，角度等，设置的软启动器3201可以实现在整个启动过程中无冲击而平滑的启动电机，而且可根据连接的外部电机负载的特性来调节启动过程中的各种参数，如限流值、启动时间等，而设置的变频器3202可以通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，这样可以满足更多的情况下的实际操作，不同的种类的电机采用不用的保护方式或者控制方式，这样可以同时满足授课时对学生传授更多的实际操作情况，同时也可以指示各种电机需要的保护装置或者启动装置或者控制装置。
作为改进的一种具体实施方式，所述公共设备配电系统31包括浪涌保护电路312、空气断路器311和总路塑壳断路器313，
所述浪涌保护电路312包括一压敏电阻，所述压敏电阻连在外部电源的火线和零线之间；
所述空气断路器311耦接至外部电源，还耦接至总路塑壳断路器313，
所述总路塑壳断路器313耦接至终端智能配电系统32，以提供或关断电源。
通过上述技术方案，雷击或者瞬间的高压可能导致普通断路器311无法及时断开电路，设置电涌保护器，防止雷击以及瞬间的高压导致电路元件击穿，设置了空气断路器311连接在总路塑壳断路器313和外部电源之间，空气断路器311可以作为外部电源供电时的第一道防线，后续的总路塑壳断路器313可以分别连接在不同的支路上，这样每一条支路都有独立的保护装置，同时设置的空气断路器311可以作为总闸保护装置，这样就可以对电源进行全面的保护，可以防止后续的终端智能配电系统32损坏。
作为改进的一种具体实施方式，所述控制层2包括主控模块22和直接控制模块21，所述主控模块22耦接至公共设备配电系统31、终端智能配电系统32和交换机12，所述主控模块22接收操作指令后发出控制指令，控制公共设备配电系统31和终端智能配电系统32进行配电动作，所述直接控制模块21耦接至公共设备配电系统31和终端智能配电系统32，发出直接控制信号对公共设备配电系统31和终端智能配电系统32进行直接控制。
通过上述技术方案，用户需要对公共设备配电系统31和终端智能配电系统32进行直接操作时，可以通过主控模块22接收从操作指令，然后发出控制指令给公共设备配电系统31和终端智能配电系统32，对公共设备配电系统31和终端智能配电系统32的进行控制，完成智能配电过程，也可以通过对直接控制模块21进行交互发送直接控制信号给公共设备配电系统31和终端智能配电系统32，进而对公共设备配电系统31与终端智能配电系统32进行控制，控制其工作状态，进而完成智能配电过程，设置了直接控制模块21就不需要一直操作学生端11或教师端13，有更直接的直接控制模块21对其进行控制。
作为改进的一种具体实施方式，所述控制模块22为AC500 221。
通过上述技术方案，AC500221是ABB公司提供的扩展升级产品，AC500221可按用户的需求在同一个控制系统中，并行的使用不同种类的总线系统。当用户需要升级他现有系统的CPU等级时，可在软件、通讯模块和I/O模块都不变的情况下通过只更换CPU模块来实现。AC500221的编程软件：AC500221Control Builder则为你提供符合EC61131-3标准的编程环境，支持这一标准下的所有编程语言，让用户更容易学习使用，其作为控制模块22有着很强的未来操作空间，不需更换整个设备或者更换大量的元件，只需要将需要升级的部件进行升级，这样就节省了大量的资金，也不需要重新对一个新的控制模块22进行适应，这样就方便了用户操作和适应。
作为改进的一种具体实施方式，所述直接控制模块21包括触摸屏211，所述触摸屏211公共设备配电系统31和终端智能配电系统32。
通过上述技术方案，通过设置的触摸屏211，用户可以更加直观方便的进行交互，提供用户更好的体验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能配电教学系统，其特征在于，包括
管理层(1)，供学生和教师来操作进行输出各种操作指令，并且具有指导学生进行学习的指导模块；
控制层(2)，耦接于管理层(1)，以接收操作指令后输出对应该操作指令的控制指令；
设备层(3)，耦接至控制层(2)，以接收控制指令并执行配电动作；
所述设备层(3)包括公共设备配电系统(31)和终端智能配电系统(32)，所述公共设备配电系统(31)与终端智能配电系统(32)耦接，以提供电源给终端智能配电系统(32)；
所述公共设备配电系统(31)和终端智能配电系统(32)还均耦接至控制层(2)，以接收控制指令后执行对应的配电动作；
所述管理层(1)包括学生端(11)、交换机(12)和教师端(13)，所述教师端(13)与学生端(11)均连接至交换机(12)，所述交换机(12)输出操作指令给控制层(2)，所述教师端(13)还连接有打印机(14)，所述学生端(11)具有显示器，所述指导模块集成在学生端(11)中，并显示在显示器上，所述指导模块包括操作模块(M1)和重点解析模块(M2)，所述操作模块包括多个按钮(M11)，每个按钮(M11)上设置有对应的步骤信息，每个步骤信息相互连接构成步骤框图，所述重点解析模块(M2)包括对应每个步骤信息的重点讲解模块(M21)以及规范操作模块(M22)，每个所述按钮(M11)还和与该按钮(M11)上的步骤信息对应的重点讲解模块(M21)以及规范操作模块(M22)一一对应连接，当按下按钮(M11)时，对应步骤信息对应的重点讲解模块(M21)显示讲解信息在显示器上，并且对应步骤信息对应的规范操作模块(M22)显示规范操作信息在显示器上。
2.根据权利要求1所述的智能配电教学系统，其特征在于，所述终端智能配电系统(32)包括智能管理电源组(34)和智能配电组(33)，所述智能管理电源组(34)与智能配电组(33)耦接，所述智能管理电源组(34)包括双电源自动式转换开关(321)和智能电量仪表(322)，所述智能电量仪表(322)耦接于智能配电组(33)，还耦接于双电源自动式转换开关(321)，所述双电源自动式转换开关(321)与公共设备配电系统(31)耦接，还与智能配电组(33)耦接，所述智能电量仪表(322)内可设置电量阈值，当智能电量仪表(322)累计的电量达到电量阈值时，发出阈值信号给双电源自动式转换开关(321)，双电源自动式转换开关(321)对智能配电组(33)进行断电。
3.根据权利要求2所述的智能配电教学系统，其特征在于，所述智能配电组(33)包括塑壳断路器(323)、高分断微型断路器(324)、隔离开关熔断器组(325)和多个接触器(327)，多个接触器(327)与外部用电器一一对应耦接，还均耦接至控制层(2)，以接收控制指令进行通断状态切换，所述塑壳断路器(323)、高分断微型断路器(324)和隔离开关熔断器组(325)分别与多个接触器(327)一一对应耦接，还均耦接至双电源自动式转换开关(321)和智能电量仪表(322)。
4.根据权利要求3所述的智能配电教学系统，其特征在于，
其中，一个接触器(327)耦接有热过载继电器(328)，所述热过载继电器(328)耦接至外部电机，
其中，一个接触器(327)耦接有智能电机控制器(329)，所述智能电机控制器(329)耦接至外部电机，
其中，一个接触器(327)耦接有耦接有软启动器(3201)，所述软启动器(3201)耦接至外部电机，
其中，一个接触器(327)耦接有变频器(3202)，所述变频器(3202)耦接至外部电机。
5.根据权利要求1所述的智能配电教学系统，其特征在于，所述公共设备配电系统(31)包括浪涌保护电路(312)、空气断路器(311)和总路塑壳断路器(313)，
所述浪涌保护电路(312)包括一压敏电阻，所述压敏电阻连在外部电源的火线和零线之间；
所述空气断路器(311)耦接至外部电源，还耦接至总路塑壳断路器(313)，
所述总路塑壳断路器(313)耦接至终端智能配电系统(32)，以提供或关断电源。
6.根据权利要求1所述的智能配电教学系统，其特征在于，所述控制层(2)包括主控模块(22)和直接控制模块(21)，所述主控模块(22)耦接至公共设备配电系统(31)、终端智能配电系统(32)和交换机(12)，所述主控模块(22)接收操作指令后发出控制指令，控制公共设备配电系统(31)和终端智能配电系统(32)进行配电动作，所述直接控制模块(21)耦接至公共设备配电系统(31)和终端智能配电系统(32)，发出直接控制信号对公共设备配电系统(31)和终端智能配电系统(32)进行直接控制。
7.根据权利要求6所述的智能配电教学系统，其特征在于，所述控制模块(22)为AC500(221)。
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