CN114115075A - 一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，属于实训设备制造领域，技术方案包括操作台和控制台，所述操作台包括底座、底板、电机、装置框体、前网孔板、后网孔板、行线槽，所述控制台包括输出控制模块、输入控制模块、双线检测端子、开关，控制台包括电脑主机、电脑键盘、报警灯、蜂鸣器、电脑显示屏，双线检测端子，当实训设备完成接线后可以启动接线状态检测系统，能够完成电气设备接线状态的采集，从而完成实训设备所有接线状态的检验，若存在接线错误，系统将启动报警功能，提示操作者，以防在错误接线情况下电气设备上电造成电气设备损坏及人员安全，减小了经济损失和社会影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，属于实训设备制造领域。
背景技术
在我国高等职业教育方面，为了让学生更全面的了解掌握PLC、变频器、电机等等各电器部件的功能及接线原理，各高校为在校生提供了大量的实训设备，以供学生练习接线、控制、调试练习，授权公告号为：CN209859348U的专利公开了“一种电气控制实训装置”，能够完成常用经典电路的接线、编程、上电调试等实训练习。
但是在实训课程上课期间，因班级容量较大，一般都是由教师提供学习任务的接线图及任务要求，而后学生自行接线，老师不可能随时都能照看到每个学生和每台设备，一但学生接线时出错，上电后轻则烧毁限流元器件，重则导致如PLC、变频器等核心贵重器件烧毁，乃至出现人身安全，我国高等职业教育方面每年因维修设备需要一笔不菲的资金。且维修需要时间，设备一旦故障，直接导致设备使用率下降，学生练习不充分等情况。
以上情况不仅仅造成设备损坏、经济损失，更危机操作人员安全，造成不良社会影响，影响生产、实训效率。
针对以上问题，在对目前常规电气控制系统及校内常用实训设备进行研究后，提出了一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置。
发明内容
本发明提供了一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，通过对现有设备的分析及研究，设计了一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，当实训设备完成接线后可以启动接线状态检测系统，完成实训设备所有接线状态的检验，并与录入的正确接线状态进行比对，若存在接线错误，系统将启动报警功能，提示操作者，以防在错误接线情况下实训设备上电造成电气设备损坏及人员安全，避免了潜在安全隐患，提高了实训设备寿命和使用率，解决了背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，包括操作台和控制台，操作台包括底座、底板、电机、装置框体、前网孔板、后网孔板、行线槽，控制台包括输出控制模块、输入控制模块、双线检测端子、开关、电脑主机、电脑键盘、报警灯、蜂鸣器、电脑显示屏，双线检测端子包括冷压端子、输入信号线和输出信号线，输入信号线、输出信号线与冷压端子固连且导通。
所述底座底部设置有底板，所述底板顶端面设置有电机，所述底座顶部设置有装置框体，所述装置框体前侧面设置有前网孔板，所述装置框体后侧面设置有后网孔板，所述前网孔板和后网孔板表面均设置有行线槽。
所述前网孔板表面设置有空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯，所述后网孔板表面设置有三位转换开关，所述空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯和三位转换开关均由行线槽进行分类隔离。
使装置表面电子元件布局跟实际工程中的元器件布局基本一致，学生可以根据分类快速的实际接线，使得装置的整体结构美观大方，并能通过电机的运动情况观看自己接线电路正确与否及实验现象。
所述输出控制模块接收电脑主机指令并向电脑主机反馈操作信息，输出控制模块每一个输出端口均通过信号线及开关与双线检测端子的输入信号线相连，在电脑主机发出指令后输出控制模块开始工作。
所述输入控制模块接收电脑主机指令并向电脑主机反馈检测信息，输入控制模块每一个输入端口均通过信号线及开关与双线检测端子的输出信号线相连，在电脑主机发出指令后输入控制模块开始工作。
所述双线检测端子包括冷压端子、输入信号线和输出信号线，输入信号线、输出信号线与冷压端子固连且导通。
所述电脑主机控制输出控制模块、输入控制模块，并能够接收输出控制模块、输入控制模块上报的信息，电脑主机能够接收电脑键盘的输入信息，并将输出控制模块、输入控制模块上报的信息与电脑键盘的输入信息进行比对，完成接线状态的判断，并在接线有误的情况下控制报警灯、蜂鸣器发出声光报警信号。
所述电脑键盘完成信息的输入，使用人员将电气系统正确的接线表信息在电脑键盘完成输入，上报至电脑主机。
所述电脑显示屏接收电脑主机的信息，显示电脑主机发出的接线状态等信息。
开关串联于输出控制模块、输入控制模块与双线检测端子的输入信号线、输出信号线，在接线状态检测时，开关闭合，完成检测回路的联通，测试无误后断开，电气设备通电工作，因电气设备工作电压较大，开关断开后能有效隔离接线状态检测系统与电气设备，防止控制台设备因电压过高而损坏。
所述报警灯与电脑主机相连，在接线有误时闪烁，提醒设备安装调试人员，以免在接线有误的情况下为设备上电，为设备及工作人员带来安全隐患。
所述蜂鸣器与电脑主机相连，在接线有误时发出报警声音，提醒设备安装调试人员，以免在接线有误的情况下为设备上电，为设备及工作人员带来安全隐患。
实训设备出厂前，将所述前网孔板所有元器件及电机的所有接线端均固定连接一枚双线检测端子，并将所有接线端与所连接的双线检测端子统一编号，并以此编号标记该双线检测端子对应的输出控制模块的输出端口、输入控制模块的输入端口，将编号后的各双线检测端子的输出控制模块的输出端口、输入控制模块的输入端口及电气设备接线端子对应信息通过电脑键盘输入上传至电脑主机，输入过程中在电脑显示屏实时显示输入信息，以防信息有误。
使用实训装置时，教师将实验任务的正确接线关系以编号对应关系通过电脑键盘上传至电脑主机，学生按照实训任务接线图接线，待接线人员完成接线后，启动接线状态检测，首先开关闭合，输出控制模块接收电脑主机指令后输出控制模块编号1的输出端口输出高电平，其他输出端口输出低电平，输入控制模块检测除编号1的输入端口以外的所有输入端口，若其他输入端口存在高电平，则证明编号1的输出端口对应的电气设备接线端子与高电平输入端口编号对应的电气设备接线端子有导线连接，依次将输出控制模块及输入控制模块所有端口遍历以上过程，便可得到当前状态下真实的接线状态。电脑主机将真实接线关系与录入的正确接线关系进行对比，完成接线关系的判断，若接线正确，通过显示屏显示接线成功，开关断开，实训设备上电正常工作，观察实验现象，若接线有误，则驱动报警灯，蜂鸣器发出声光报警信号，并在显示屏显示错误接线的接线端子号码。
本实训设备能够完成实训设备接线状态的采集，并能够与预先输入系统的正确接线关系进行比对，从而完成电气设备所有接线状态的检验，若存在接线错误，系统将启动报警功能，提示操作者，以防在错误接线情况下电气设备上电造成设备损坏及人员安全，减小了经济损失和社会影响。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述装置框体焊接于底座之上。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述前网孔板和后网孔板均由铝型材制成，所述前网孔板和后网孔板表面均设置有散热孔，设于装置框体前后。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述装置还包含端子排，所述端子排安装于装置框体顶部，框体内安装的所有元器件的接线端均通过导线经由实训台后侧走线，接入端子排下侧端子，端子排上侧端子连接有双线检测端子的冷压端子，将检测接线状态的导线与实训过程的接线练习的导线分离，以免实训结束后学生拆线时将实训设备检测接线状态的导线误拆除。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述开关为继电器，更易实现线路开合的自动化控制。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述继电器为欧姆龙G5V-1-24V继电器。
本发明的有益效果是：通过设计一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，当实训设备完成接线后可以启动接线状态检测系统，能够完成电气设备接线状态的采集，并能够与预先输入系统的正确接线关系进行比对，从而完成实训设备所有接线状态的检验，若存在接线错误，系统将启动报警功能，提示操作者，以防在错误接线情况下电气设备上电造成电气设备损坏及人员安全，减小了经济损失和社会影响。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的实训装置的主视图示意图；
图2是本发明的实训装置的后视图示意图；
图3是本发明的实训装置的接线检测系统框图；
图4是本发明的实训装置的双线检测端子；
图中1-底座、2-底板、3-电机、4-装置框体、5-前网孔板、6-后网孔板、7-行线槽、8-输出控制模块、9-输入控制模块、10-双线检测端子、11-开关，12-电脑主机、13-电脑键盘、14-报警灯、15-蜂鸣器、16冷压端子、17-输入信号线、18-输出信号线、19-电脑显示屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，请参阅图1-4，一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，包括操作台和控制台，操作台包括底座1、底板2、电机3、装置框体4、前网孔板5、后网孔板6、行线槽7，控制台包括输出控制模块8、输入控制模块9、双线检测端子10、开关11，控制台包括电脑主机12、电脑键盘13、报警灯14、蜂鸣器15、电脑显示屏19，双线检测端子10包括冷压端子16、输入信号线17和输出信号线18，输入信号线17、输出信号线18与冷压端子16固连且导通。
所述底座1底部设置有底板2，所述底板2顶端面设置有电机3，所述底座1顶部设置有装置框体4，所述装置框体4前侧面设置有前网孔板5，所述装置框体4后侧面设置有后网孔板6，所述前网孔板5和后网孔板6表面均设置有行线槽7。
所述前网孔板5表面设置有空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯，所述后网孔板6表面设置有三位转换开关，所述空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯和三位转换开关均由行线槽7进行分类隔离。使装置表面电子元件布局跟实际工程中的元器件布局基本一致，学生可以根据分类快速的实际接线，使得装置的整体结构美观大方，并能通过电机3的运动情况观看自己接线电路正确与否及实验现象。
所述输出控制模块8接收电脑主机12指令并向电脑主机12反馈操作信息，输出控制模块8每一个输出端口均通过信号线及开关11与双线检测端子10的输入信号线17相连，在电脑主机12发出指令后输出控制模块8开始工作。
所述输入控制模块9接收电脑主机12指令并向电脑主机12反馈检测信息，输入控制模块9每一个输入端口均通过信号线及开关11与双线检测端子10的输出信号线18相连，在电脑主机12发出指令后输入控制模块9开始工作。
所述双线检测端子10包括冷压端子16、输入信号线17和输出信号线18，输入信号线17、输出信号线18与冷压端子16固连且导通。
所述电脑主机12控制输出控制模块8、输入控制模块9，并能够接收输出控制模块8、输入控制模块9上报的信息，电脑主机12能够接收电脑键盘13的输入信息，并将输出控制模块8、输入控制模块9上报的信息与电脑键盘13的输入信息进行比对，完成接线状态的判断，并在接线有误的情况下控制报警灯14、蜂鸣器15发出声光报警信号。
所述电脑键盘13完成信息的输入，使用人员将电气系统正确的的接线表信息在电脑键盘13完成输入，上报至电脑主机12。
所述电脑显示屏19接收电脑主机12的信息，显示电脑主机12发出的接线状态等信息。
开关11串联于输出控制模块8、输入控制模块9与双线检测端子10的输入信号线17、输出信号线18，在接线状态检测时，开关11闭合，完成检测回路的联通，测试无误后断开，电气设备通电工作，因电气设备工作电压较大，开关11断开后能有效隔离接线状态检测系统与电气设备，防止控制台设备因电压过高而损坏。
所述报警灯14与电脑主机12相连，在接线有误时闪烁，提醒设备安装调试人员，以免在接线有误的情况下为设备上电，为设备及工作人员带来安全隐患。
所述蜂鸣器15与电脑主机12相连，在接线有误时发出报警声音，提醒设备安装调试人员，以免在接线有误的情况下为设备上电，为设备及工作人员带来安全隐患。
实训设备出厂前，将所述前网孔板5所有元器件及电机3的所有接线端均固定连接一枚双线检测端子10，并将所有接线端与所连接的双线检测端子10统一编号，并以此编号标记该双线检测端子10对应的输出控制模块8的输出端口、输入控制模块9的输入端口，将编号后的各双线检测端子10的输出控制模块8的输出端口、输入控制模块9的输入端口及电气设备接线端子对应信息通过电脑键盘13输入上传至电脑主机12，输入过程中在电脑显示屏19实时显示输入信息，以防信息有误。
使用实训装置时，教师将实验任务的正确接线关系以编号对应关系通过电脑键盘13上传至电脑主机12，学生按照实训任务接线图接线，待接线人员完成接线后，启动接线状态检测，首先开关11闭合，输出控制模块8接收电脑主机12指令后输出控制模块8编号1的输出端口输出高电平，其他输出端口输出低电平，输入控制模块9检测除编号1的输入端口以外的所有输入端口，若其他输入端口存在高电平，则证明编号1的输出端口对应的电气设备接线端子与高电平输入端口编号对应的电气设备接线端子有导线连接，依次将输出控制模块8及输入控制模块9所有端口遍历以上过程，便可得到当前状态下真实的接线状态。电脑主机12将真实接线关系与录入的正确接线关系进行对比，完成接线关系的判断，若接线正确，通过电脑显示屏19显示接线成功，开关11断开，实训设备上电正常工作，观察实验现象，若接线有误，则驱动报警灯14，蜂鸣器15发出声光报警信号，并在电脑显示屏19显示错误接线的接线端子号码。
本实训设备能够完成实训设备接线状态的采集，并能够与预先输入系统的正确接线关系进行比对，从而完成电气设备所有接线状态的检验，若存在接线错误，系统将启动报警功能，提示操作者，以防在错误接线情况下电气设备上电造成设备损坏及人员安全，减小了经济损失和社会影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种具备防止接线错误功能的电气控制实训装置，包括操作台和控制台，所述操作台包括底座（1）、底板（2）、电机（3）、装置框体（4）、前网孔板（5）、后网孔板（6）、行线槽（7），所述底座（1）底部设置有底板（2），所述底板（2）顶端面设置有电机（3），所述底座（1）顶部设置有装置框体（4），所述装置框体（4）前侧面设置有前网孔板（5），所述装置框体（4）后侧面设置有后网孔板（6），所述前网孔板（5）和后网孔板（6）表面均设置有行线槽（7），所述前网孔板（5）表面设置有空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯，所述后网孔板表面设置有三位转换开关，所述空气开关、熔断器、交流接触器、热继电器、行程开关、时间继电器、按钮、指示灯和三位转换开关均由行线槽（7）进行分类隔离，其特征在于：所述控制台包括输出控制模块（8）、输入控制模块（9）、双线检测端子（10）、开关（11）、电脑主机（12）、电脑键盘（13）、报警灯（14）、蜂鸣器（15）、电脑显示屏（19），双线检测端子（10）包括冷压端子（16）、输入信号线（17）和输出信号线（18），输入信号线（17）、输出信号线（18）与冷压端子（16）固连且导通，所述前网孔板（5）安装的各元器件接线端均通过双线检测端子（10）与输入控制模块（9）、输出控制模块（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种实训装置，其特征在于：所述装置框体（4）焊接于底座（1）之上。
3.根据权利要求2所述的一种实训装置，其特征在于：所述前网孔板（5）和后网孔板（6）均由铝型材制成，所述前网孔板（5）和后网孔板（6）表面均设置有散热孔，设于装置框体（4）前后。
4.根据权利要求3所述的一种实训装置，其特征在于：所述装置还包含端子排，所述端子排安装于装置框体（4）顶部，框体内安装的所有元器件的接线端均通过导线经由实训装置后侧走线，接入端子排下侧端子，端子排上侧端子连接有双线检测端子（10）的冷压端子（16）。
5.根据权利要求4所述的一种实训装置，其特征在于：所述开关（11）为继电器。
6.根据权利要求5所述的一种实训装置，其特征在于：所述继电器为欧姆龙G5V-1-24V继电器。
7.根据权利要求6所述的一种实训装置，其特征在于：所述输入信号线（17）、输出信号线（18）与冷压端子（16）固连的方式为烙铁钎焊。
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