CN202033913U

CN202033913U - 汽车故障智能设置与实训、考核系统

Info

Publication number: CN202033913U
Application number: CN2011200454576U
Authority: CN
Inventors: 蔡兴旺; 郭爱义; 夏长明; 吴奇
Original assignee: GUANGZHOU MINGZHU ELECTRONIC CONTROL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU MINGZHU ELECTRONIC CONTROL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-02-23

Abstract

本实用新型公开了一种汽车故障智能设置与实训、考核系统，该系统包括实验台架、继电器、PLC、触控屏，实验台架通过继电器与PLC相连接，根据系统是否连入网络，分为单机版和网络版两种方式，在单机版中所述PLC仅直接与触控屏相连接，在网络版中系统还包括一个计算机，该计算机分别与触控屏和PLC相连接，PLC和触控屏相连接。本实用新型可进行智能故障设置、技术资料存储、试卷编辑和自动评分统计，大大提高了实训、考核的质量和效率。

Description

汽车故障智能设置与实训、考核系统

技术领域

本实用新型涉及汽车检测与维修专业实训教学与考核设备设计领域，特别涉及一种汽车故障智能设置与实训、考核系统。

背景技术

传统的汽车故障设置与实训、考核，是靠人工设置故障，学生排除故障，老师检查学生考核结果，然后评定考核成绩。这种汽车故障设置与实训、考核方法具有以下的缺点：一是耗费大量出题时间，上百个学生，每人1套故障试卷，工作量极大；二是出题难度高，没有丰富的实践经验，很难出好题，尤其是年轻老师；三是出题主观性强，完全靠老师出题；四是汽车故障设置费工、费时、耗材料，需要有经验的老师或工人手工拆装汽车某些零部件设置故障，面对大量汽车，故障设置工作量巨大；五是有些汽车故障很难设置，如电路元件的接触不良、传感器性能变化、发动机负荷变化等；六是考核成绩手工统计，费时，还会出现差错。

中国专利申请201010191389.4公开了一种网络智能化实训考核系统，减轻了许多故障设置工作量，但故障设置只是停留在电路断路、短路和接触不良方面，不能设置汽车零部件(如汽车大量传感器、执行器等)性能变化及失效时汽车出现的故障，也不能设置汽车工况变化(如负荷、转速变化)时故障表现特征。所采用的故障设置装置MCU不如工业控制机PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)工作可靠和稳定，扩展功能也不如PLC，如PLC和触控屏组合可以集成试题编辑、技术资料存储、故障设置、解码、学生答题、自动评分等功能，无须增加专门的中央控制电脑。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种汽车故障智能设置与实训、考核系统，该系统不仅可以智能设置汽车电路的断路、短路和接触不良等电路方面的故障，还可以设置汽车传感器、执行器等大量零部件性能变化及失效时汽车出现的故障，可以设置汽车负荷、转速等工况变化时故障表现特征。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：汽车故障智能设置与实训、考核系统，包括实验台架，所述实验台架通过继电器与PLC相连接，根据系统是否连入网络，分为单机版和网络版两种方式，在单机版中所述PLC仅直接与触控屏相连接，在网络版中系统还包括一个计算机，该计算机分别与触控屏和PLC相连接，PLC和触控屏相连接。

对于PLC仅直接与触控屏相连接的单机版系统，所述PLC内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接；所述存储单元内含有评分单元，用于对学生答题结果进行评分、统计。

对于网络版系统，为了实现网络功能，所述PLC和触控屏有多台，每一台PLC对应与一台触控屏相连接，且分别通过继电器与相应的一台实验台架相连接；所有PLC与同一台带有试题库和资料库的计算机相连接，该计算机通过网络与所述所有触控屏相连接。

所述计算机和触控屏之间可以通过局域网有线连接，也可以通过蓝牙无线连接。

所述任一PLC还通过解码器诊断线与相应的实验台架相连接，以使检测故障时不需要另配价格昂贵的汽车解码器。

具体地，所述计算机内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接，所述存储单元内含有评分单元，用于对学生答题结果进行评分、统计。

所述计算机与任一PLC之间通过I/O接口交换数据。

本实用新型基于上述汽车故障智能设置与实训、考核系统的实现方法是：教师通过触控屏或计算机智能调取试题库中的试题，并通过PLC和继电器对实验台架上的汽车进行故障设置；学生通过触控屏，读取资料库中的技术资料，进行故障诊断，然后把结果上报至PLC或计算机，PLC或计算机内的评分单元自动判别评分和进行统计。

对于单机版的汽车故障智能设置与实训、考核系统，具体实现方法步骤如下：

(1-1)教师根据学生考试等级要求，通过触控屏控制系统从试题库调取考试题；

(1-2)教师按照考试要求，通过所述包括触控屏、PLC和继电器的系统的控制，设置实验台架故障；

(1-3)学生通过触控屏读取技术资料，学习分析，通过必要的检测手段，判断故障；

(1-4)学生将答题结果通过触控屏上报至PLC；PLC中的评分单元对学生答题结果进行评分、统计，然后通过PLC中的输出单元将结果输出。

对于网络版的汽车故障智能设置与实训、考核系统，具体实现方法步骤如下：

(2-1)教师根据学生考试等级要求，利用计算机控制系统从试题库调取考试题；

(2-2)教师按照考试要求，通过所述包括计算机、PLC和继电器的系统的控制，设置试验台架故障；

(2-3)学生通过触控屏读取技术资料，学习分析，通过必要的检测手段，判断故障；

(2-4)学生将答题结果通过触控屏上报至计算机；计算机中的评分单元对学生答题结果进行评分、统计，然后通过计算机中的输出单元将结果输出。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型的汽车故障智能设置与实训、考核系统，不仅可以采用触控屏和PLC组合，也可以采用计算机和PLC组合，进行智能故障设置、技术资料存储、试卷编辑和自动评分统计，大大提高了实训、考核的质量和效率。

2、本实用新型中包括大容量的汽车故障数据库，内含汽车发动机、底盘、车身和电气系统常见故障上万题，数据库集中了大量汽车维修专家、工程技术人员和工人的实践经验，覆盖面广，题目难度可分高、中、初3级。

3、本实用新型在出题时可实现计算机智能出题，教师可以根据不同学生的考核要求，由计算机随机从试题库选题，智能组合出卷，无须老师耗费大量时间，且科学合理，客观公正。

4、本实用新型通过采用PLC以及集成大容量的汽车故障数据库，使得故障覆盖面大，省工省时，工作效率高，节约材料。计算机智能设置故障，通过PLC、继电器等与汽车教学实验台架连接，可以智能设置汽车电路的断路、短路和接触不良等故障，也可以设置汽车传感器、执行器等大量零部件性能变化及失效时汽车出现的故障，还可以设置汽车负荷、转速等工况变化时故障表现特征。

5、本实用新型装置既可制作成单机版，也可以制作成网络版。对于单机版系统，触控屏与PLC组合，无需计算机，直接安装于试验台架上，老师直接在触控屏上智能设置故障，编辑试卷，学生直接在触控屏上读取技术资料，回答问题，直接进行考核评分统计。对于网络版，1台智能网络考核系统，可以控制1-80个台架的故障设置，可以同时向80个学生终端机发布试题和接收答题结果；可以局域网有线连接，也可以无线蓝牙连接，具有远程操作控制设备功能，方便教师操作，节省考核时间。

6、本实用新型装置中设置有评分单元，可以根据学生答题的数量、准确性和答题时间等自动评分、统计，并将成绩报送教师。

7、本实用新型中设置了资料库，因为学生考试也是一个学习过程，尤其是汽车故障排除，牵涉到大量知识，如汽车构造、工作原理、维修电路图等，学生可以通过触控屏检索相关的技术资料，以利于利用这些知识判断和排除故障，强化系统的学习功能。

8、本实用新型中通过在实验台架和PLC之间连接解码器诊断线，可以在检测故障时无需另配价格昂贵的汽车解码器。

9、本实用新型系统具有较好的扩展性，例如可以扩展到其他机电设备的故障设置与实训、考核系统。

附图说明

图1是本实用新型网络版的汽车故障智能设置与实训、考核系统的结构框图。

图2是本实用新型网络版的汽车故障智能设置与实训、考核系统中，计算机和PLC的功能模块连接结构示意图。

图3是本实用新型汽车故障智能设置与实训、考核系统的线路连接图。

图4是本实用新型网络版的汽车故障智能设置与实训、考核系统的实现方法的流程框图；

图5是本实用新型单机版的汽车故障智能设置与实训、考核系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，网络版的汽车故障智能设置与实训、考核系统，包括实验台架、继电器、PLC、触控屏，所述实验台架通过继电器与PLC相连接，所述PLC通过计算机与对应触控屏相连接。其中，计算机指教师操作的教师机，触控屏是指学生操作的触控屏式计算机。

为了实现网络功能，所述PLC有多台，每一台PLC对应与一台触控屏相连接，且分别通过继电器与相应的一台实验台架相连接；所有PLC与同一台带有试题库和资料库的计算机相连接，该计算机通过网络与所述多台触控屏相连接。

所述计算机内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接，所述存储单元内含有评分单元，用于对学生答题结果进行评分、统计。

所述计算机与任一PLC之间通过I/O接口交换数据。

本实施例中所述计算机和多台触控屏之间通过局域网有线连接，当然也可以通过蓝牙无线连接。

所述试题库中内含汽车发动机、底盘、车身和电气系统常见故障上万题，数据库集中了大量汽车维修专家、工程技术人员和工人的实践经验，覆盖面广，题目难度分高、中、初3级。如汽车发动机试题库，它由发动机点火系统故障、发动机燃料供给系统以及压缩系统、润滑系统、冷却系统等故障组成，每一个系统又有大量具体故障，如发动机点火系统可以有火花塞高压总线或分线断路、短路和接触不良等故障，根据故障判断的难易，每一个故障分别定义为A(高级)、B(中级)或C(初级)。教师根据考核要求，向计算机输入考题类别、数量等，由计算机在试题库随机抽取题目组成试卷。

所述资料库中内含国内外上万种汽车发动机技术参数、电路图和维修数据，可供学生诊断排除故障时查阅参考。

下面以图3喷油器电路断路、短路和接触不良(虚接)为例，说明故障智能设置与排除原理。

(1)喷油器电路断路故障设置与排除

当教师通过计算机设置断路故障后，教师机指令PLC的Y01与X01接通，电流通过继电器2的线圈到PLC的Y01到X01到负极，继电器2的线圈产生磁场，继电器2的常闭触电断开，切断ECU控制喷油嘴的线路，使之喷油嘴不能正常工作，从而产生故障。然后学生通过实训设备的检测功能(面板端子的电压检测、波形检测、解码器检测等)检测到该实训设备的喷油嘴不能正常工作后，学生通过触控屏指令PLC的Y01与X01断开，继电器恢复正常，继电器2的常闭触点接通喷油器的控制线路，实训设备故障排除。

(2)喷油器电路短路故障设置与排除

教师通过计算机设置短路故障后，教师机指令PLC的Y02与X02接通，继电器3线圈的电流通过PLC的Y02到X02到负极回路，使继电器3的常开触点闭合，继电器3的触点接通喷油器控制线到负极，使之喷油器的控制线与负极相连，从而构成短路，使喷油嘴不能正常工作。然后学生通过实训设备的检测功能(面板端子的电压检测、波形检测、解码器检测等)检测到该实训设备的喷油嘴不能正常工作后，学生通过触控屏指令PLC的Y02与X02断开，继电器恢复正常，继电器3的常开触点断开喷油器的控制线与负极构成的短路，恢复正常工作。

(3)喷油器电路接触不良(虚接)故障设置与排除

教师通过计算机设置接触不良故障后，教师机指令PLC的Y01与X01接通，电流通过继电器2的线圈到PLC的Y01到X01到负极，继电器2的线圈产生磁场，继电器2的常闭触电断开，切断ECU控制喷油嘴的线路；在继电器2切断喷油器线路的同时，PLC的Y03与X03也接通，继电器1的线圈电流通过PLC的Y03到X03到负极构成回路，将继电器1常开触点闭合，继电器1的两个触点跟继电器2一样，串联在喷油器的控制电路上，但与继电器2的2个触点并联，而在继电器1的触点上还串联一个虚接模拟电阻，此时，使喷油器的控制线路串联的继电器1的触点，又串联一个虚接电阻，使喷油器的控制线路通过了一个虚接电阻到ECU，从而构成虚接故障使喷油嘴不能正常工作。然后学生通过实训设备的检测功能(面板端子的电压检测、波形检测、解码器检测等)检测到该实训设备的喷油嘴不能正常工作后，学生通过触控屏排除故障后，触控屏指令PLC的Y01与X01断开，继电器2恢复正常，继电器2的常闭触点闭合喷油器的控制线更换到继电器2的常闭触点上工作，虚接现象恢复，此时继电器1的常闭触点也断开。

本实用新型基于上述汽车故障智能设置与实训、考核系统的实现方法是：教师通过计算机智能调取试题库中的试题，并通过PLC和继电器对实验台架上的汽车进行故障设置；学生通过触控屏，读取资料库中的技术资料，进行故障诊断，然后把结果上报至计算机，计算机内的评分单元自动判别评分和进行统计。下面以《汽车发动机故障诊断与排除》课程的喷油器电路故障为例，介绍汽车故障智能设置与实训、考核系统在网络版系统中的使用方法。流程图见图4。

1、教师抽取试卷

教师启动计算机，输入用户名和密码，进入试题库→输入课程名称“《汽车发动机故障诊断与排除》”→输入试题难度级别“中级”→输入试题个数，如“3”题，→计算机自动生成试卷。

2、教师智能设置故障

以喷油器电路断路故障设置为例，教师通过计算机同时对多台实训设备设置断路故障后，教师机指令PLC的Y01与X01接通，电流通过继电器2的线圈到PLC的Y01到X01到负极，继电器2的线圈产生磁场，继电器2的常闭触电断开，切断ECU控制喷油嘴的线路，使之喷油嘴不能正常工作，从而产生故障。也可以对不同实训设备设置不同故障，设置原理类似。

3、学生判断故障

学生从触控屏读取相关技术资料，学习分析，通过电脑检测仪和汽车万用表等必要的检测手段，检查判断故障，通过触控屏指令PLC的Y01与X01断开，继电器恢复正常，继电器2的常闭触点接通喷油器的控制线路，实训设备故障排除。

4、计算机评分

学生将答题结果上报计算机。计算机根据学生答题的数量、准确性和答题时间等自动评分、统计，学生也可以进行成绩查询。

5、结束考试

考试结束，按退出键关闭系统。

实施例2

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：如图5所示，单机版的汽车故障智能设置与实训、考核系统，包括实验台架、继电器、PLC、触控屏，所述实验台架通过继电器与PLC相连接，所述PLC直接与触控屏相连接。其中触控屏既是教师机也是学生机，触控屏也可用计算机替代。

所述PLC内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接；所述存储单元内含有评分单元，用于对学生答题结果进行评分、统计。

下面同样以《汽车发动机故障诊断与排除》课程的喷油器电路故障为例，介绍汽车故障智能设置与实训、考核系统在单机版系统中的使用方法。

1、教师抽取试卷

教师启动触控屏，出现系统开机界面。输入用户名和密码，进入试题库→输入课程名称“《汽车发动机故障诊断与排除》”→输入试题难度级别“中级”→输入试题个数，如“3”题，→计算机自动生成试卷。

2、教师智能设置故障

以喷油器电路断路故障设置为例，教师通过触控屏设置断路故障后，教师机指令PLC的Y01与X01接通，电流通过继电器2的线圈到PLC的Y01到X01到负极，继电器2的线圈产生磁场，继电器2的常闭触电断开，切断ECU控制喷油嘴的线路，使之喷油嘴不能正常工作，从而产生故障。

3、学生判断故障

4、计算机评分

学生将答题结果上报PLC。PLC中的评分单元根据学生答题的数量、准确性和答题时间等自动评分、统计，学生也可以进行成绩查询。

5、结束考试

考试结束，按退出键关闭系统。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.汽车故障智能设置与实训、考核系统，包括实验台架，其特征在于，所述实验台架通过继电器与PLC相连接，根据系统是否连入网络，分为单机版和网络版两种方式，在单机版中所述PLC仅直接与触控屏相连接，在网络版中系统还包括一个计算机，该计算机分别与触控屏和PLC相连接，PLC和触控屏相连接。

2.根据权利要求1所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，对于PLC仅直接与触控屏相连接的单机版系统，所述PLC内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接。

3.根据权利要求1所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，对于网络版系统，所述PLC和触控屏有多台，每一台PLC对应与一台触控屏相连接，且分别通过继电器与相应的一台实验台架相连接。

4.根据权利要求3所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，所有PLC与同一台带有试题库和资料库的计算机相连接，该计算机通过网络与所述所有触控屏相连接。

5.根据权利要求4所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，所述计算机和触控屏之间通过局域网有线连接，或通过蓝牙无线连接。

6.根据权利要求4所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，所述计算机内设有中央处理单元、试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元，该中央处理单元分别与试题库、资料库、存储单元、输入单元和输出单元相连接。

7.根据权利要求4所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，所述计算机与任一PLC之间通过I/O接口交换数据。

8.根据权利要求1所述的汽车故障智能设置与实训、考核系统，其特征在于，所述任一PLC还通过解码器诊断线与相应的实验台架相连。