CN110675681A - 一种实训考核系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种教学考核仪器技术领域，更具体地说，它涉及一种实训考核系统，其技术方案要点是：包括操作平台，所述操作平台由横板和立板组成，所述横板设置在立板底部，所述立板设置有可编程逻辑控制器以及和可编程逻辑控制器电连接的变频器、交换机、电源开关、触摸屏、变频器以及运料小车装置，所述电源开关用于接入直流电源，所述操作平台侧边放置有用于实训的配料搅拌装置，所述配料搅拌装置与可编程逻辑控制器电连接，通过运料小车装置以及配料搅拌装置的组装和电路接线，能够充分训练和考察操作者的各项能力。本发明具有教学功能丰富，集成度高以及考核效率高的优点。

Description

一种实训考核系统

技术领域

本发明涉及一种教学考核仪器技术领域，更具体地说，它涉及一种实训考核系统。

背景技术

随着工业控制技术的发展，工业控制行业中越来越需要掌握相关技术的高技能人才，传统地，众多学校和企业中往往都是以师傅带徒弟的模式培养技术人员，这样远远满足不了现阶段的发展需求。在这种情况下，高等职业院校以及企业对工业控制领域高技能型人才的培养至关重要，要想培养出优秀的高技能型人才，配套的实训设备必不可少。目前，与工业控制设备学习考核相关的实训设备较为单一，仅能够为学员提供单一的操作练习平台，实训效率低。因此，如何提供一种实训考核系统，其能够为相关专业学员提供实训与考核的平台，提高实训与技能考核的效率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

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实训考核系统，重点突出搅拌工艺过程控制中常用传感器的配线、采集、变送、信号转换、变频调速、以及PID策略控制为主要功能的实训装置。具有教学功能丰富，集成度高以及考核效率高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种实训考核系统，包括操作平台，所述操作平台由横板和立板组成，所述横板设置在立板底部，所述立板设置有可编程逻辑控制器，以及与所述可编程逻辑控制器电连接的变频器、交换机、电源开关、触摸屏、变频器、运料小车装置，所述电源开关用于接入直流电源，所述操作平台侧边放置有用于实训的配料搅拌装置，所述配料搅拌装置与可编程逻辑控制器电连接；

所述运料小车装置以及配料搅拌装置用于训练操作者的动手组装能力，通过所述可编程逻辑控制器控制运料小车装置、配料搅拌装置运行，用以训练操作者的电路接线以及编程能力。

通过采用上述技术方案，能够对可编程逻辑控制器组态技术、传动控制技术、传感器测控技术、电机控制技术、信号传送与采集技术、可编程逻辑控制器编程应用技术、触摸屏应用技术、变频器应用技术等进行实操训练和考核鉴定。该系统也支持再次改造开发，可将市面上大多数主流可编程逻辑控制器、触摸屏、变频器进行嵌入组态，从而亦达到硬件设计、组态训练的效果。

在其中一个实施例中：所述立板为网孔板。

通过采用上述技术方案，各组件能够轻松拆卸以及加装，便于维护以及二次开发。

在其中一个实施例中：所述运料小车装置包括底座，所述底座底面与立板连接，所述底座正面横向设有运行轨道，所述运行轨道横向开设有凹槽，所述凹槽里横向设有传动螺杆，所述传动螺杆上设有小车，所述小车与传动螺杆通过螺纹连接，所述运行轨道端部设有减速电机，所述减速电机与传动螺杆传动连接，所述底座顶部设有动作指示灯以及控制按钮，所述底座正面设有传感器并垂直指向小车运动方向，所述底座正面设有接线端子。

通过采用上述技术方案，实现了可编程逻辑控制器、触摸屏安装接线，传动系统装配，线缆接线，电机控制，电气电路检修、可编程逻辑控制器组态编程、触摸屏画面制作、系统运行调试等实训功能，是训练、考核一体化实训装置。

在其中一个实施例中：所述运行轨道上设置有四种状态工位，所述四种运行状态包括 “原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”。

通过采用上述技术方案，能够通过编程控制，显示运料小车的工作状态，从而直观的反映给操作用户。

在其中一个实施例中：所述传感器包括四个位置传感器，每个所述位置传感器分别设置在“原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”的下方。

通过采用上述技术方案，能够检测小车主体的对应位置，从而配合小车系统的编程控制。

在其中一个实施例中：所述运行轨道两端分别设有行程开关。

通过采用上述技术方案，对小车主体运行至左右两端的极限位置时进行限位保护控制，避免电机堵转的不良情况，进而保障系统的安全运行。

在其中一个实施例中：所述配料搅拌装置包括中空的方形机架、仪表测控系统以及执行器系统，所述机架分为上下两层，所述机架上层设置有反应釜，所述机架下层设有原料储罐，所述原料储罐分为两个独立区域，所述仪表测控系统包括旋转编码器、称重传感器以及液位开关，所述执行器系统包括电磁阀、原料供应泵以及搅拌电机，所述搅拌电机设置在反应釜上方，所述反应釜内部设有搅拌桨，所述搅拌桨与搅拌电机相连，所述旋转编码器设在搅拌电机上方，所述原料供应泵设在机架底部，所述电磁阀设置在机架上层，所述原料储罐、反应釜、电磁阀以及原料供应泵之间通过工艺管道相连，所述称重传感器设置在反应釜底部，所述液位开关设置在原料储罐内壁，所述机架顶部设有控制箱和控制面板，所述控制箱设有继电器,电源分线器以及接线端子二，所述控制面板设有按钮模块，所述按钮模块设有启动按钮、停止按钮、切换旋钮、调速电位器以及急停按钮。

通过采用上述技术方案，提供了在具备可编程逻辑控制器编程、线缆接线、可编程逻辑控制器硬件组态、电气调试、管路搭建、变频调速控制的同时，重点突出搅拌工艺过程控制中常用传感器的配线、采集、变送、信号转换、变频调速、以及PID策略控制为主要功能的实训装置。

在其中一个实施例中：所述仪表控制系统包括温度传感器，所述温度传感器设置在反应釜内部。

通过采用上述技术方案，用于检测反应过程中的温度。

在其中一个实施例中：所述执行器系统包括加热管，所述加热管设置在反应釜内部。

通过采用上述技术方案，能够调整反应物温度，从而调整反应条件及反应效果。

在其中一个实施例中：所述反应釜，原料储罐以及工艺管道采用透明亚克力制成。

通过采用上述技术方案，能够直观的观察到整个配料和搅拌反应过程。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过集成运料小车装置以及配料搅拌装置的组装以及电路接线，程序控制等，使本实训装置的教学功能丰富，集成度高，同时利用网孔板，使各部件之间拆装维护方便，具有二次开发的空间，在该实训装置上，能够同时对PLC组态技术、传动控制技术、传感器测控技术、电机控制技术、信号传送与采集技术、PLC编程应用技术、触摸屏应用技术、变频器应用技术等进行实操训练和考核鉴定，实训、考核的效率高。

附图说明

图1是本实施例的一种实训考核系统结构示意图；

图2是本实施例的一种实训考核系统结构示意图；

图3是本实施例中运料小车装置的结构示意图；

图4是本实施例中配料搅拌装置的结构示意图。

图中：1、横板；2、立板；3、可编程逻辑控制器；4、交换机；5、触摸屏；6、变频器；7、电源开关；8、底座；9、行程开关；10、动作指示灯；11、小车；12、运行轨道；13、传动螺杆；14、控制按钮；15、减速电机；16、接线端子；17、位置传感器；18、机架；19、原料储罐；20、反应釜；21、搅拌电机；22、旋转编码器；23、搅拌桨；24、电磁阀；25、加热管；26、工艺管道；27、液位开关；28、原料供应泵；29、称重传感器；30、温度传感器；31、按钮模块； 32、运料小车装置；33、配料搅拌装置；34、直流电源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

一种实训考核系统,如图1所示，包括操作平台，操作平台由横板1和立板2组成，横板1设置在立板2底部，立板2设置有可编程逻辑控制器3，以及和可编程逻辑控制器3电连接的变频器6、交换机4、电源开关7、触摸屏5、变频器6、运料小车装置32，电源开关7用于接入直流电源34，操作平台侧边放置有用于实训的配料搅拌装置33，配料搅拌装置33与可编程逻辑控制器3电连接；

运料小车装置32以及配料搅拌装置33用于训练操作者的动手组装能力，通过可编程逻辑控制器3控制运料小车装置32、配料搅拌装置33正常动作，用以训练操作者的电路接线以及编程能力。

通过采用上述技术方案，能够对可编程逻辑控制器3组态技术、传动控制技术、传感器测控技术、电机控制技术、信号传送与采集技术、可编程逻辑控制器3编程应用技术、触摸屏5应用技术、变频器6应用技术等进行实操训练和考核鉴定。该系统也支持再次改造开发，可将市面上大多数主流可编程逻辑控制器3、触摸屏5、变频器6进行嵌入组态，从而亦达到硬件设计、组态训练的效果。

如图2所示，立板2为网孔板。

通过采用上述技术方案，各组件能够轻松拆卸以及加装，便于维护以及二次开发。

如图3所示，运料小车装置32包括底座8，底座8底面与立板2连接，底座8正面横向设有运行轨道12，运行轨道12横向开设有凹槽，凹槽里横向设有传动螺杆13，传动螺杆13上设有小车11，小车11与传动螺杆13通过螺纹连接，运行轨道12端部设有减速电机15，减速电机15与传动螺杆13传动连接，底座8顶部设有动作指示灯10以及控制按钮14，底座8正面设有传感器并垂直指向小车11运动方向，底座8正面设有接线端子16。

通过采用上述技术方案，实现了可编程逻辑控制器3、触摸屏5安装接线，传动系统装配，线缆接线，电机控制，电气电路检修、可编程逻辑控制器3组态编程、触摸屏5画面制作、系统运行调试等实训功能，是训练、考核一体化实训装置。

运行轨道12上设置有四种状态工位，四种运行状态包括 “原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”。

通过采用上述技术方案，能够通过编程控制，显示运料小车11的工作状态，从而直观的反映给操作用户。

在其中一个实施例中：传感器包括四个位置传感器17，每个位置传感器17分别设置在“原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”的下方。

通过采用上述技术方案，能够检测小车11主体的对应位置，从而配合小车11系统的编程控制。

运行轨道12两端分别设有行程开关9。

通过采用上述技术方案，对小车11主体运行至左右两端的极限位置时进行限位保护控制，避免电机堵转的不良情况，进而保障系统的安全运行。

如图4所示，配料搅拌装置33包括中空的方形机架18、仪表测控系统以及执行器系统，机架18分为上下两层，机架18上层设置有反应釜20，机架18下层设有原料储罐19，原料储罐19分为两个独立区域，仪表测控系统包括旋转编码器22、称重传感器29以及液位开关27，执行器系统包括电磁阀24、原料供应泵28以及搅拌电机21，搅拌电机21设置在反应釜20上方，反应釜20内部设有搅拌桨23，搅拌桨23与搅拌电机21相连，旋转编码器22设在搅拌电机21上方，原料供应泵28设在机架18底部，电磁阀24设置在机架18上层，原料储罐19、反应釜20、电磁阀24以及原料供应泵28之间通过工艺管道26相连，称重传感器29设置在反应釜20底部，液位开关27设置在原料储罐19内壁，机架18顶部设有控制箱和控制面板，控制箱设有继电器,电源分线器以及接线端子，控制面板设有按钮模块31，按钮模块31设有启动按钮、停止按钮、切换旋钮、调速电位器以及急停按钮。

通过采用上述技术方案，提供了在具备PLC编程、线缆接线、PLC硬件组态、电气调试、管路搭建、变频调速控制的同时，重点突出搅拌工艺过程控制中常用传感器的配线、采集、变送、信号转换、变频调速、以及PID策略控制为主要功能的实训装置。

仪表控制系统包括温度传感器30，温度传感器30设置在反应釜20内部。

通过采用上述技术方案，用于检测反应过程中的温度。

执行器系统包括加热管25，加热管25设置在反应釜20内部。

通过采用上述技术方案，能够调整反应物温度，从而调整反应条件及反应效果。

反应釜20，原料储罐19以及工艺管道26采用透明亚克力制成。

通过采用上述技术方案，能够直观的观察到整个配料和搅拌反应过程。

本实施例的实施原理为：该实训考核系统以可编程逻辑控制器3为控制中心，利用网络连接，结合触摸屏5、变频器6、运料小车装置32、配料搅拌装置33以及电源模块进行设计制作。运料小车装置32、配料搅拌装置33都是根据实际生产过程移植到实训考核装置当中，真实反应了生产实际过程中的应用技术及技术要点、难点。对生产过程中的控制细节进行完整展示、呈现。该系统作为生产实践的模型，将工业生产的典型工作任务进行缩小，细化。通过配套的传感器将生产过程信号传输给可编程逻辑控制器3，可编程逻辑控制器3运算过后对变频器6、减速电机15、动作指示灯10、搅拌电机21、电磁阀24、原料供应泵28以及加热管25等进行命令控制。在实训或考核时，人员站在操作平台的横板1上，对触摸屏5进行操作，整个过程可通过触摸屏5进行全程监控、展示和控制，具有模拟生产现场的良好效果。

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 (10)

1.一种实训考核系统，其特征在于：包括操作平台，所述操作平台由横板和立板组成，所述横板设置在立板底部，所述立板设置有可编程逻辑控制器，以及与所述可编程逻辑控制器电连接的变频器、交换机、电源开关、触摸屏、变频器、运料小车装置，所述电源开关用于接入直流电源，所述操作平台侧边放置有用于实训的配料搅拌装置，所述配料搅拌装置与可编程逻辑控制器电连接；

所述运料小车装置以及配料搅拌装置用于训练操作者的动手组装能力，通过所述可编程逻辑控制器控制运料小车装置、配料搅拌装置运行，用以训练操作者的电路接线以及编程能力。

2.根据权利要求1所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述立板为网孔板。

3.根据权利要求1所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述运料小车装置包括底座，所述底座底面与立板连接，所述底座正面横向设有运行轨道，所述运行轨道横向开设有凹槽，所述凹槽里横向设有传动螺杆，所述传动螺杆上设有小车，所述小车与传动螺杆通过螺纹连接，所述运行轨道端部设有减速电机，所述减速电机与传动螺杆传动连接，所述底座顶部设有动作指示灯以及控制按钮，所述底座正面设有传感器并垂直指向小车运动方向，所述底座正面设有接线端子。

4.根据权利要求3所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述运行轨道上设置有四种状态工位，所述四种运行状态包括“原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”。

5.根据权利要求4所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述传感器包括四个位置传感器，每个所述位置传感器分别设置在“原位状态工位、卸料状态工位、料斗状态工位、清洗状态工位”的下方。

6.根据权利要求3所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述运行轨道两端分别设有行程开关。

7.根据权利要求1所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述配料搅拌装置包括中空的方形机架、仪表测控系统以及执行器系统，所述机架设置有用于发生反应的反应釜以及提供原料的原料储罐，所述执行器系统包括用于控制原料供给的电磁阀、提供动力的原料供应泵以及用于搅拌反应物的搅拌电机，所述仪表测控系统包括控制搅拌电机的旋转编码器、用于称量反应物的称重传感器以及检测反应物的液位开关，所述旋转编码器设在搅拌电机上方，所述原料供应泵设在机架底部，所述电磁阀设置在机架上层，所述原料储罐、反应釜、电磁阀以及原料供应泵之间通过工艺管道相连，所述称重传感器设置在反应釜底部，所述液位开关设置在原料储罐内壁。

8.根据权利要求7所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述仪表控制系统包括温度传感器，所述温度传感器设置在反应釜内部。

9.根据权利要求8所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述执行器系统包括加热管，所述加热管设置在反应釜内部。

10.根据权利要求7所述的一种实训考核系统，其特征在于：所述反应釜，原料储罐以及工艺管道采用透明亚克力制成。

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