电工技术考证培训存在损耗大、安全性低、效率低等诸多问题,为此,研究仿真训练系统成为热点课题。国内李广明、杨雷设计的电工电子实验教学管理与考核系统,于文波设计的基于LabVIEW的电工实验辅助教学考试系统,他们主要利用单片机或计算机软件仿真实现,但这些系统主要从软件仿真以及考核管理的角度进行研究,在实操训练与排障考核方面仍不尽如人意。而用单片机设计的仿真教学仪器故障最多出现在输入/输出(I/O)接口当中,I/O接口板频繁的维修影响正常的使用。国外则采用国际先进的G-Magic可变形大型沉浸式虚拟仿真系统,搭配DVS3D虚拟现实协同设计工作平台,G-Motion光学位置追踪系统等虚拟现实产品,主要利用虚拟现实技术进行艺术工学领域的研究。这种方式不能取代实际操作的电工接线,学员更加习惯用实际器件操作,为此提出了一种便携式的仿真教学设备,基于人机工程学原理进行设计,集成了PLC 编程技术、触摸屏人机界面设计技术、接口技术以及信号采集与处理技术,实现了虚实结合的仿真训练,通过触摸屏实时跟踪显示接线状态,并对错误进行提示,设备包括电工考证模拟练习模块、仿真考试模块和故障装入排障模块。以循序渐进方式按触屏电路图接线逐步深入,从熟悉电工器件的文字符号开始到接线初学再到故障分析,最后通过排查经验进行特殊故障的要点训练,增强学员对电路的熟悉、工艺的规范,达到无师化教学。
1 系统设计
2 结构组成
3 结语
通过模拟接线可锻炼学生的良好接线习惯,由于程序规定好接线规范,使学员从用电安全和接线简捷的角度考虑问题,而计分系统及模拟通电实验功能,让学员循序渐进,通过理解加深记忆,达到最佳训练效果,使学员在较短的时间内迅速掌握控制电路接线的方法,在训练中的电工器件模拟连接可节省电线及减少损坏实验板电工器件等电工耗材,提高训练效率。由于加入隔离变压器及采用24V电源供电,使学员接线更安全,使用触摸屏进行主体界面控制,用菜单切换仿真系统的功能模块,实时监控、提示、计分,操作灵活简便。此项目与现有产品相比功能更强,集模拟练习、仿真考试与故障排查功能于一体,可靠性高,通用性好,节约环保,操作灵活方便。由于设备采用便携式箱体结构,特别适合深入到厂区、贫困山区、社区等不具备培训场所条件的环境中实现培训电工接线用途。
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