机床电气线路故障维修实训考核综合系统的制作方法

本发明涉及教学设备领域，具体涉及机床电气线路故障维修实训考核综合系统。

背景技术：

国家职业资格证书分为五个等级，即分为初级、中级、高级、技师、高级技师共五个等级。对于初中高级技能鉴定，国家要求一般是能够熟练运用基本技能和专门技能完成较为常规工作，并且允许在校学生直接进行鉴定。但对于技师和高级技师的鉴定，则要求能够熟练运用基本技能和特殊技能在本职业的各个领域完成复杂的、非常规性的工作，并且要求申请鉴定时具有一定年限的工作经验。所以针对这类型鉴定者，如何在各项考核内容中评价出解决复杂问题能力的考核方式就是重中之重。

目前，我国维修电工技师和高级技师的职业技能鉴定考核中，对于机床线路考核部分主要是考核电气控制线路部分，就是把机床中电气控制线路部分单独提出来，通过多个故障点的人为设置，产生出电气控制线路的故障现象让被考核者在规定的时间内判断并一一排除，最后恢复电气部分线路正常运转。技师和高级技师专业技能要求不同，考核的难度也不相同，不同的机床电气控制线路部分复杂程度也不同。技师鉴定的难度应小于高级技师的难度。如果分别用两种装置来考核，不仅在成本和空间上造成极大的浪费，而且也给评委的工作带来困难。

而现在国内普遍使用的考核设备，存在着功能性单一，保护性不强，人为设定故障点过程麻烦并易于直观分辨，考核时间和错误操作需评委一对一观察，造成考核效率低下等问题。

在考核过程中因为故障现象的复杂，错误的排故可能导致故障现象的叠加和元器件的烧毁，拖延了鉴定时间，更加影响着鉴定规范和效率。

综上所述，现有的机床电气线路模拟设备无论是在培训鉴定环节，还是在效率、安全性和考生的真实能力判定上均存在着较大问题。维修电工技能技师和高级技师鉴定，迫切需要有一种能解决现有问题的新系统来改善困境。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种智能化控制、提高了鉴定的综合性、准确性、统一性和公平性、应用范围广、运行稳定、使用寿命长、安全性高、减轻鉴定人员压力、提高鉴定效率的机床电气线路故障维修实训考核综合系统，有效的解决了维修电工技能技师和高级技师鉴定时规范统一考核标准的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是：

机床电气线路故障维修实训考核综合系统，由机床电气线路故障维修实训考核综合装置及程序控制部分组成；

机床电气线路故障维修实训考核综合装置包括：电气控制系统、PLC-变频器控制系统、触摸屏和控制组件；

电气控制系统由电源开关组件、熔断器组件、热继电器保护组件、开关电源模块、交流接触器、变压器和电机组件组成；电源开关组件由总电源开关、主电路电源开关、控制电路电源开关组成；

PLC-变频器控制系统由可编程控制器和变频调速器组成；

控制组件由按钮开关、旋转开关、转换开关、电感传感器、照明灯、指示灯和蜂鸣器组成；

PLC-变频器控制系统分别与电气控制系统、触摸屏和控制组件连接；控制组件还与电气控制系统连接；

程序控制部分如下：

机床电气线路故障维修实训考核综合装置通电初始化，PLC-变频器控制系统通过可编程控制器编程控制电气控制系统和触摸屏的基本工作，触摸屏对故障设置、故障确认等工作状态进行监控及控制；在触摸屏上选择电气线路，本系统可模拟三种机床Z3040、X62W和M1432A的电气控制系统，根据考核内容和难度先选择其中一套系统；再选择模式，本系统共有两种模式，练习和考试；练习时考生首先根据电气原理图的控制原理，掌握设备的控制原理，然后根据设备使用说明书的操作步骤进行操作练习，熟悉设备正常工作现象，练习结束后，考生选择是否再进行练习；选择是返回选择电气线路，选择否结束运行退出机床电气线路故障维修实训考核综合系统；考试时评委输入登录系统的密码进入系统对设定故障和时间，点击故障按钮进行故障设置，设置好的故障按钮会显示绿色，再次点击故障则取消故障，故障按钮颜色恢复，触摸屏显示故障点总计，可一键清除所有故障，对考试时间可以任意设置，设置完题目后，断电时能保存断电前状态，直至考试结束，设置完以后点击故障确定按键，考生点击开始考试即可进行考试，进入考试后，考生通过操作要对设备设定的问题进行故障现象分析判断，然后按照逻辑分析法进行分析、检查确定故障点，再在触摸屏上进行故障点确认，判断或选择错误则作出提示并做记录，点击弹出的确定按键继续进行考试，考生提前交卷，点击交卷按钮即完成，考试时间自动停止，蜂鸣器鸣叫提示监考人员，未提前交卷，考试时间到则自动交卷，蜂鸣器也会鸣叫提示监考人员；评委根据系统记录评卷，评委点击故障统计按键则跳到统计界面，按下蜂鸣器停止按键，蜂鸣器则停止鸣叫，统计界面会分别显示考生在考试过程中答题正确和错误的题目及数量，并显示考试过程中记录下的误操作选项及次数，评委输入密码，并进行下一步的选项，选择是返回评委设定故障和时间，选择否结束运行退出机床电气线路故障维修实训考核综合系统。

所述触摸屏和PLC-变频器控制系统使用485通信线。

所述可编程控制器型号选择三菱PLCFX3U-48MR。

本发明的有益效果：

1、本发明触摸屏和PLC-变频器控制系统使用485通信线双向通信，触摸屏控制信号传入PLC-变频器控制系统中，PLC-变频器控制系统控制结果反馈到触摸屏上。

2、本发明通过可编程控制器、变频调速器、电感传感器等电气控制元件将传统的电气线路硬元件控制改造为软元件程序控制，实现了控制的智能化和鉴定考核的统一性和公平性。3、本发明主要功能由双向通信的触摸屏组态软件和可编程控制器程序实现。

4、本发明通过可编程控制器程序和和变频调速器参数设置实现了一套电气控制系统的三种选择，分别是机床Z3040 、X62W和M1432A的电气控制系统。三种机床涉及到电机的转速变化由变频调速器控制。

5、本发明通过可编程控制器、变频调速器、电感传感器和触摸屏实现了对设备的智能化控制，提高了鉴定的综合性、准确性和统一性。

6、本发明的优点在于可编程控制器、变频调速器、电感传感器相比市面上机床电气控制线路模拟电路，本装置控制系统核心采用三菱PLCFX3U-48MR控制应用范围广，运行稳定，延长设备的使用寿命。

7、本发明通过PLC-变频器控制系统配合电气控制线路，变化为三种机床电气控制系统，根据鉴定对象不同，可以直接设置鉴定难度。所有故障点的通断全部通过触摸屏设定和PLC控制，评委和鉴定考生不必在反复拆装电气控制部分和保护部件，增加了设备的安全性和使用寿命。

8、本发明触摸屏组态软件会记录触摸点排除情况，误操作次数，并限定时间和报警提示等。减轻鉴定人员压力，提高鉴定效率。

9、本发明电感传感器取代以往的行程开关，减小设备体积，方便操作，使用寿命长，增加检测准确性。

附图说明

图1：是本发明的结构示意图。

图2：是本发明的触摸屏操作界面截图1。

图3：是本发明的触摸屏操作界面截图2。

图4：是本发明的工作流程图。

具体实施例

实施例1

如图1至图4所示，机床电气线路故障维修实训考核综合系统，由机床电气线路故障维修实训考核综合装置及程序控制部分组成；

机床电气线路故障维修实训考核综合装置包括：电气控制系统、PLC-变频器控制系统、触摸屏和控制组件；

电气控制系统由电源开关组件、熔断器组件、热继电器保护组件、开关电源模块、交流接触器、变压器和电机组件组成；电源开关组件由总电源开关、主电路电源开关、控制电路电源开关组成；

PLC-变频器控制系统由可编程控制器和变频调速器组成；

控制组件由按钮开关、旋转开关、转换开关、电感传感器、照明灯、指示灯和蜂鸣器组成；

PLC-变频器控制系统分别与电气控制系统、触摸屏和控制组件连接；控制组件还与电气控制系统连接；

程序控制部分如下：

机床电气线路故障维修实训考核综合装置通电初始化，PLC-变频器控制系统通过可编程控制器编程控制电气控制系统和触摸屏的基本工作，触摸屏对故障设置、故障确认等工作状态进行监控及控制；在触摸屏上选择电气线路，本系统可模拟三种机床Z3040、X62W和M1432A的电气控制系统，根据考核内容和难度先选择机床Z3040；再选择模式，本系统共有两种模式，练习和考试；练习时考生首先根据电气原理图的控制原理，掌握设备的控制原理，然后根据设备使用说明书的操作步骤进行操作练习，熟悉设备正常工作现象，练习结束后，考生选择是否再进行练习；选择是返回选择电气线路，选择否结束运行退出机床电气线路故障维修实训考核综合系统；考试时评委输入登录系统的密码进入系统对设定故障和时间，点击故障按钮进行故障设置，设置好的故障按钮会显示绿色，再次点击故障则取消故障，故障按钮颜色恢复，触摸屏显示故障点总计，可一键清除所有故障，对考试时间可以任意设置，设置完题目后，断电时能保存断电前状态，直至考试结束，设置完以后点击故障确定按键，考生点击开始考试即可进行考试，进入考试后，考生通过操作要对设备设定的问题进行故障现象分析判断，然后按照逻辑分析法进行分析、检查确定故障点，再在触摸屏上进行故障点确认，判断或选择错误则做出提示并做记录，点击弹出的确定按键继续进行考试，考生提前交卷，点击交卷按钮即完成，考试时间自动停止，蜂鸣器鸣叫提示监考人员，未提前交卷，考试时间到则自动交卷，蜂鸣器也会鸣叫提示监考人员；评委根据系统记录评卷，评委点击故障统计按键则跳到统计界面，按下蜂鸣器停止按键，蜂鸣器则停止鸣叫，统计界面会分别显示考生在考试过程中答题正确和错误的题目及数量，并显示考试过程中记录下的误操作选项及次数，评委输入密码，并进行下一步的选项，选择是返回评委设定故障和时间，选择否结束运行退出机床电气线路故障维修实训考核综合系统。

所述触摸屏和PLC-变频器控制系统使用485通信线。

所述可编程控制器型号选择三菱PLCFX3U-48MR。

实施例2

机床电气线路故障维修实训考核综合系统，其实施方式如实施例1，不同在于选择机床X62W。

实施例3

机床电气线路故障维修实训考核综合系统，其实施方式如实施例1，不同在于选择机床M1432A。