CN113359659A - 一种工程机械电器检测实训系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械电器检测实训系统及其控制方法，所述系统包括实训装置、远程故障设置装置；所述实训装置包括实训桌和若干个实训模块，所述实训模块设置在所述实训桌上；所述远程故障设置装置包括上位机、控制模块和通信模块，所述控制模块包控故障输入端、故障输出端、控控制器和若干个开关模块。本发明通过将实训模块与远程故障设置装置的故障输入端与故障输出端连接，利用上位机、通信模块和控制器控制来控制继电器的导通与断开，从而控制实训模块的线路的故障状况，实现远程设置故障的目的，能够显著缩短设置故障的时间，具有快速便捷的特点。本发明可以广泛应用于教学教具技术领域。

Description

一种工程机械电器检测实训系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及教学教具技术领域，特别是涉及一种工程机械电器检测实训系统及其控制方法。

背景技术

目前工程机械领域生产厂和高等职业院校的工程机械运用技术专业通常在工程机械整机上进行教学和培训，在现场教学演示及后期测试的过程中，需要设置各种维修故障，从而使得学员深刻学习工程机械电器控制系统的逻辑原理，深入了解工程机械电器系统的运行状态，熟练掌握工程机械电器系统的检测方法、故障诊断、故障排除方面的技能。

但是现有技术中，设置故障通常都是手动去设置某些线路，从而达到制造故障的目的，由于线路频繁地被接上、断开，使得整机受损严重，而且人工手动设置障碍需要较长的时间，效率低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种工程机械电器检测实训系统及其控制方法。

本发明所采取的第一种技术方案是：

一种工程机械电器检测实训系统，包括实训装置、远程故障设置装置；

所述实训装置包括实训桌和若干个实训模块，所述实训模块设置在所述实训桌上；

所述远程故障设置装置包括上位机、控制模块和通信模块，所述控制模块包控故障输入端、故障输出端、控控制器和若干个开关模块；

所述上位机通过所述通信模块与所述控制器通信连接，所述控制器连接所述开关模块，所述开关模块连接所述故障输入端和所述故障输出端，所述故障输入端连接所述实训模块的一端，所述故障输出端连接所述实训模块的另一端。

进一步，所述开关模块为继电器，所述继电器包括线圈和开关，所述开关包括第一端和第二端，所述第一端与所述故障输入端连接，所述第二端与所述故障输出端连接，所述控制器通过三极管与所述线圈连接。

进一步，所述工程机械电器检测实训系统还包括故障诊断装置，所述故障诊断装置包括香蕉线模组，所述香蕉线模组包括若干条香蕉线，所述香蕉线上设置有检测口；

所述实训模块包括控制端和设备端，所述香蕉线的一端连接所述控制端，所述香蕉线的另一端连接所述设备端。

进一步，所述实训桌上设置有凹槽。

进一步，所述实训模块还设置有测量端子。

进一步，所述上位机为计算机、智能手机和平板中的一种。

进一步，所述实训装置和所述远程故障设置装置通过航空线连接。

本发明所采取的第二种技术方案是：

一种控制方法，应用于上述的一种工程机械电器检测实训系统，包括以下步骤：

所述上位机产生随机故障设置信号；

所述控制器根据所述随机故障设置信号控制继电器动作。

进一步，所述控制方法还包括以下步骤：

所述上位机显示所述随机故障设置信号所对应的故障标签。

本发明的有益效果是：通过将实训模块与远程故障设置装置的故障输入端与故障输出端连接，利用上位机、通信模块和控制器控制来控制继电器的导通与断开，从而控制实训模块的线路的故障状况，实现远程设置故障的目的，能够显著缩短设置故障的时间，具有快速便捷的特点。

附图说明

图1为本发明的实训装置的结构示意图；

图2为本发明的远程故障设置装置的结构示意图；

图3为本发明的开关模块的电路原理图；

图4为本发明的香蕉线模组的结构示意图；

图5为本发明的一种控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。

为至少部分地解决上述问题之一，本发明提出了一种工程机械电器检测实训系统，参照图1和图2，该工程机械电器检测实训系统包括实训装置、远程故障设置装置；

该实训装置包括实训桌和若干个实训模块，实训模块设置在实训桌上，相较于现有技术中的工程机械整机电器线路布局凌乱、隐秘，无法直观展示电器、电控系统的结构原理和线路连接关系，本申请将实训模块的所有电器元件平铺在桌面上，具有可视化程度高的特点。

实训模块主要是指发动机控制系统、整机信息监控系统、液压控制系统、灯光控制系统、雨刮系统、喇叭、空调系统、收音机系统等，其中，发动机控制系统主要由CAN通讯仪表19、电子燃油泵11、熄火电磁阀10、进气加热器9以及油门旋钮20等组成。发动机控制系统通过CAN通讯仪表19监测着发动机的自动怠速状态、冷却液温度、进气温度、机油压力、发动机转速、冷却液液位、燃油液位、机油液位等发动机运行重要参数。在工程机械电器检测实训系统中，钥匙开关打开时，电子燃油泵11工作，持续为高压燃油泵输送燃油，钥匙开关关闭的时候，熄火电磁阀10的阀芯处于伸出状态，伸出的阀芯把进油油路截止，从而使发动机停止运行；进气加热器9可以控制进气的温度，当环境温度低于系统设定温度时，进气加热器9自动工作，从而提高进气温度，使发动机在低温情况下也可以良好启动；油门旋钮 20控制着发动机转速，在工程机械电器检测实训系统中模拟发动机调速，通过旋转油门旋钮 20控制油门伺服电机工作，从而精准控制发动机的转速。

整机信息监控系统主要由仪表19、GPS监测系统18等部件组成，整机的CAN通讯仪表 19可以记录整机在某种模式下的工作小时数，然后GPS监测系统18实时把数据传输回主机厂。

液压控制系统主要由先导安全手柄8、行走高低速电磁阀26、左回转限位电磁阀27、右回转限位电磁阀28等液压控制元件组成；在仪表19中可以检测到行走速度状态、先导安全开关激活状态、左回转限位开关激活状态以及右回转开关激活状态等状态，并且可以在仪表 19中或操作面板23中控制。

灯光控制系统主要由工作灯1和2、室内顶灯11、组合开关24以及保险继电器控制盒 31等元件组成。在工程机械灯光系统中，灯光的作用主要用于工作时照明，所以其亮度以及照射距离是有一点要求的。在工程机械电器检测实训系统中，灯光的布局与原车安装位置基本相似，可以使得学员在训练之后可以在工作岗位上快速上手。

雨刮系统主要由雨刮器13、洗涤器14、操作面板23以及保险继电器控制盒31等元件组成，在工程机械电器检测实训系统中，雨刮系统分为三个档位，第一个档为慢速档，第二档为快速档，第三档为洗涤档。当慢速档开启，雨刮电机会慢速旋转；当快速档开启，雨刮电机会快速旋转；旋转带动有色带的转盘，学员就可以清晰地对比两个档位的快慢区别。当操作洗涤器工作，喷水壶中的水可以模拟整机上喷枪喷水的情景，使学员可以更快速高效地学习。

喇叭系统主要由喇叭5、喇叭开关7以及保险继电器控制盒31等元件组成。

空调系统主要由压缩机15、空调控制器16、空调总成17、控制面板22、操作面板23以及以及保险继电器控制盒31等元件组成。在工程机械电器检测实训系统中，空调控制系统可以模拟空调工作。打开空调制冷功能，压缩机离合器吸合，在控制面板22上可以调节空调制冷的温度以及空调总成中鼓风机风速的大小。

收音机系统主要由扬声器3和4、控制面板22、收音机30、以及保险继电器控制盒31等元件组成。该工程机械电器检测实训系统的收音机具备四大板块的功能，分别为收音机功能、蓝牙功能、音频功能以及外置USB功能等，学员可以在仪表19中选择收音机中的功能进行演示，或者在仪表19输出端的线路中设置收音机的故障，然后进行故障排除，由此来提高自身的故障检测以及故障排查能力。

实训装置和远程故障设置装置通过航空线连接，远程故障设置装置包括上位机、控制模块和通信模块，控制模块包控故障输入端、故障输出端、控制器和若干个继电器；

上位机通过通信模块与控制器通信连接，控制器连接继电器，继电器连接故障输入端和故障输出端，故障输入端连接实训模块的一端，故障输出端连接实训模块的另一端。

具体地，通过将实训模块与远程故障设置装置的故障输入端与故障输出端连接，而继电器又设置在故障输入端和故障输出端之间，利用上位机、通信模块和控制器控制来控制继电器的导通与断开，从而控制实训模块的线路的故障状况，实现远程设置故障的目的，相较于手动设置故障，能够显著缩短设置故障的时间，具有快速便捷的特点。其中，上位机可以使用手机、平板、计算机等，控制器可采用现有技术中的单片机、微控制器等，通信模块可采用现有技术中的WiFi模块。

可以在该工程机械电器检测实训系统上设置多种故障类型，如：信号短路、对高短路、对地短路、信号反接、接触不良、偶发故障等，例如，教师在上位机侧对应故障设置列表设置了故障一断路，对应的即是“K9喇叭继电器85号线路断路”，而该线路的断开导致的故障现象为“喇叭不响”。学员可通过相关检测设备对工程机械电器检测实训系统出现的故障现象进行诊断检测，从而达到实训和考核目的。相比传统的手动故障设置方法，可以大大缩短教师在教学中设置故障的时间，提高教学效率。

进一步作为可选的实施方式，开关模块为继电器，继电器包括线圈和开关，开关包括第一端和第二端，第一端与故障输入端连接，第二端与故障输出端连接，控制器通过三极管与线圈连接。

在一个具体的实施例中，由于继电器具有价格低廉、控制简单的特点，因此，本申请采用继电器作为开关模块的一个实现方式。当然，开关模块还可以采用电子开关管、电磁阀等，本申请不做严格地限制。

参照图3，继电器包括线圈和开关，开关包括第一端和第二端，第一端与故障输入端连接，第二端与故障输出端连接，控制器通过三极管与线圈连接，利用三极管Q1驱动继电器的线圈，从而控制继电器K1的断开与闭合。

进一步作为可选的实施方式，工程机械电器检测实训系统还包括故障诊断装置，故障诊断装置包括香蕉线模组，该香蕉线模组包括若干条香蕉线，香蕉线上设置有检测口；

实训模块包括控制端和设备端，香蕉线的一端连接控制端，香蕉线的另一端连接设备端。

具体地，实训模块可根据实际的电路连接状况划分为控制端和设备端，控制端用于控制设备端的工作状态，以实训模块为空调模块为例，参照图4，空调控制器(控制端)至空调 (设备端)之间的每一条线路都经过香蕉线模组，每一条香蕉线上都有检测口。利用无线故障设置装置设置故障后，工程机械电器检测实训系统上即出现相应的故障，在传统的工程机械电器检测实训系统中，线路的故障检测点少，部分线路的检测还需要剥线才能进行检测，极其不方便，检测效率低。在该工程机械电器检测实训系统中，因为每个电器元件的线路都经过香蕉模组，所以每一根线都可以很方便就可以检测出来。

进一步作为可选的方式，实训桌上设置有凹槽。

具体地，实训桌上设置多条纵横交错的凹槽，各个实训模块的线束均固定在凹槽内，避免线束凌乱，使得整个工程机械电器检测实训系统具有美观整洁大方的特点。

进一步作为可选的方式，实训模块还设置有测量端子。

具体地，在故障诊断系统中，除了可以通过实训台主体上的香蕉线的检测口检测设置故障后的状态，还可以通过远程故障设置装置上的测量端子检测设置故障后的状态。

此外，参照图5，本申请还提供了一种应用于上述工程机械电器检测实训系统的故障设置方法，包括以下步骤：

S101、上位机产生随机故障设置信号；

S102、控制器根据随机故障设置信号控制继电器动作。

其中，上位机可利用现有技术中的随机算法来产生随机故障设置信号，每一个随机信号对应一种故障。该随机故障设置信号经过通信模块传输至控制器，控制器获取到随机故障设置信号后，控制对应的继电器断开，从而达到随机地、快速地设置故障的目的，由于随机产生的故障具有不可预测性，降低了人工设置故障的主观性。

进一步作为可选的实施方式，还包括以下步骤：

S103、上位机显示随机故障设置信号所对应的故障标签。

具体地，每一个随机故障设置信号均对应一种实际的故障，因此，当产生随机故障设置信号后，还会显示对应的具体故障标签(名称)，方便教师在上位机查设置的具体的故障名称。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，包括实训装置、远程故障设置装置；

所述实训装置包括实训桌和若干个实训模块，所述实训模块设置在所述实训桌上；

所述远程故障设置装置包括上位机、控制模块和通信模块，所述控制模块包控故障输入端、故障输出端、控控制器和若干个开关模块；

所述上位机通过所述通信模块与所述控制器通信连接，所述控制器连接所述开关模块，所述开关模块连接所述故障输入端和所述故障输出端，所述故障输入端连接所述实训模块的一端，所述故障输出端连接所述实训模块的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述开关模块为继电器，所述继电器包括线圈和开关，所述开关包括第一端和第二端，所述第一端与所述故障输入端连接，所述第二端与所述故障输出端连接，所述控制器通过三极管与所述线圈连接。

3.根据权利要求1所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述工程机械电器检测实训系统还包括故障诊断装置，所述故障诊断装置包括香蕉线模组，所述香蕉线模组包括若干条香蕉线，所述香蕉线上设置有检测口；

所述实训模块包括控制端和设备端，所述香蕉线的一端连接所述控制端，所述香蕉线的另一端连接所述设备端。

4.根据权利要求1所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述实训桌上设置有凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述实训模块还设置有测量端子。

6.根据权利要求1所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述上位机为计算机、智能手机和平板中的一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种工程机械电器检测实训系统，其特征在于，所述实训装置和所述远程故障设置装置通过航空线连接。

8.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的一种工程机械电器检测实训系统，包括以下步骤：

所述上位机产生随机故障设置信号；

所述控制器根据所述随机故障设置信号控制所述继电器动作。

9.根据权利要求8所述的一种控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述上位机显示所述随机故障设置信号所对应的故障标签。

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