兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，包括设备主体、设置在电路板上且与设备主体电气连接的主控电路、与主控电路相连的外部控制系统、以及为主控电路和外部控制系统供电的电源所述外部控制系统包括：演示控制模块，用于控置设备主体的启动与关闭；实训控制模块，通过控制继电器使主控电路中连接着的各元件之间开路，以供学生去手动接线来设计电路；考核控制模块，用于故障设置和故障排除。本实用新型装置具有直观性强、经济性好的特点，将教学演示、考核装置、实训设备三大功能合为一体，不仅节省空间、设备可操作性强，还能真正起到提高学生的动手能力的作用，有利于提高学生的就业能力。
【专利说明】兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种教学仪器设备，尤其是兼具教学演示、实训与考核功能的三
口O
【背景技术】
[0002]社会需要更多的高技能型人才，但现在国内主要教学仪器生产厂家生产的产品一方面价格较贵，一般在几万甚至几十万不等，另一个重要方面设备实用性、可操作性不强，只能作为教学演示、故障排除用具，学生不能真正动手进行接线操作，特别是有些电气教学设备，甚至连电气元件都无法看到，这很不利于培养社会高技能型人才。可见，研制直观、经济、实用的教学用具和考核装置非常重要。
实用新型内容
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种兼具教学演示、实训与考核
功能的三合一装置。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，包括设备主体、设置在电路板上且与设备主体电气连接的主控电路、与主控电路相连的外部控制系统、以及为主控电路和外部控制系统供电的电源，所述外部控制系统包括:
[0005]演示控制模块，用于通过主控电路来控制设备主体的启动与关闭；
[0006]实训控制模块，用于控制在主控电路中连接着的各元件的断开与连接；
[0007]考核控制模块，用于故障设置和故障排除。
[0008]所述演示控制模块包括手动按钮装置、遥控装置和计算机控制装置。
[0009]所述手动按钮装置包括至少一组串联在主控电路中的启动按钮和停止按钮。
[0010]所述遥控装置包括遥控器和遥控接收器以及至少一组串联在主控电路中的常开触点和常闭触点，所述常开触点由一继电器控制，所述常闭触点由另一继电器控制，所述遥控接收器用于根据遥控器的信号来控制所述继电器。
[0011]所述计算机控制装置包括计算机、与计算机通信的PLC以及至少一组串联在主控电路中的常开触点和常闭触点，所述常开触点由一继电器控制，所述常闭触点由另一继电器控制，所述PLC用于控制所述继电器常开触点和继电器常闭触点的闭合与断开。
[0012]所述实训控制模块包括若干设置在主控电路中各元件之间继电器常开触点、用于控制所述继电器线圈接通与断开的选择开关、以及安装主控电路的电路板，所述电路板上对应主控电路中各元件的两端相应位置设有插线孔。
[0013]所述选择开关包括自动接线按钮和空挡按钮，所述自动接线按钮包括普通自动接线按钮和PLC自动接线按钮。
[0014]所述考核控制模块包括至少一个设置在主控电路中的继电器常闭触点、单片机故障控制板、操作面板，所述单片机故障控制板用于通过在操作面板输入所述继电器编号来控制其断开与闭合。[0015]所述考核控制模块还包括与所述继电器线圈并联的指示灯。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]1.本实用新型装置具有直观性强、经济性好的特点，将教学演示、考核装置、实训设备三大功能合为一体，不仅节省空间、设备可操作性强，还能真正起到提高学生的动手能力的作用，有利于提高学生的就业能力。
[0018]2.本实用新型三合一装置的演示控制模块包括手动按钮装置、遥控装置和计算机控制装置，多种控制开关机的方式不仅提高了稳定性(防止一种方式出现故障而影响装置的正常工作)，还丰富了演示方式的种类，更能启迪学生的的发散性思维；
[0019]3.本实用新型中演示控制用的计算机控制装置可创建设备主机的组态监控画面，并设计好相应参数，编写相应PLC程序及接线，将电脑与PLC通讯，并由PLC控制相应设备，从而达到监控、动画、实物相关联的生动演示效果；
[0020]4.本实用新型中实训控制模块具有自动断线设计，并在电路板的断线处相应位置设有插线孔，学生可根据原理图或独立设计接线方式来亲自动手接线，切实提高学生的动手操作能力。
[0021]5.本实用新型的考核控制模块用于老师通过单片机故障控制板控制主控电路中继电器常闭触点开路，从而让学生根据故障情况来判断故障发生处，并通过输入相应的故障代码来排除故障，来完成考试过程；
[0022]6.本实用新型的考核控制模块设有与继电器线圈并联的指示灯，方便老师可以确认故障确实已发生和统计故障数量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0024]图1是本实用新型的原理框图；
[0025]图2是外部控制系统的示意图；
[0026]图3是演示控制模块的示意图；
[0027]图4是手动按钮装置的电路原理图；
[0028]图5是遥控装置的结构框图；
[0029]图6是计算机控制装置的结构框图；
[0030]图7是实训控制模块的结构框图；
[0031]图8是考核控制模块的电路图；
[0032]图9是本实用新型的原理流程图；
[0033]图10是本实用新型实施例的部分自动接线电路图；
[0034]图11为本实用新型实施例的单片机故障控制原理图；
[0035]图12为电源及继电器线圈控制原理图；
[0036]图13为本实用新型实施例的开机演示流程图；
[0037]图14为本实用新型实施例的关机演示流程图。
【具体实施方式】
[0038]本实用新型装置主要是用于中央空调、维修电工、冷库等电气控制技能进行教学演示、考核与实训，将传统三种仪器设备整合在一起，既节省空间，又能通过简单的功能选 择，方便的实现教学演示、考核装置、实训设备的功能转换，并且教学演示可通过手动、摇 控、组态三种方式操作。[0039]参照图1，兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，包括设备主体1、设置在 电路板上且与设备主体I电气连接的主控电路2、与主控电路2相连的外部控制系统3、以 及为主控电路2和外部控制系统3供电的电源4，其中，外部控制系统3包括(如图2):[0040]演示控制模块31，用于通过主控电路2来控制设备主体I的启动与关闭；[0041]实训控制模块32，用于控制在主控电路2中连接着的各元件的断开与连接，以供 学生去手动接线来设计电路；[0042]考核控制模块33，用于故障设置和故障排除。[0043]如图3所示，本实用新型三合一装置的演示控制模块31包括手动按钮装置311、遥 控装置312和计算机控制装置313，多种控制开关机的方式不仅提高了稳定性(防止一种方 式出现故障而影响装置的正常工作)，还丰富了演示方式的种类，更能启迪学生的的发散性 思维。[0044]如图4所示，手动按钮装置311包括至少一组串联在主控电路2中的启动按钮和 停止按钮，启动按钮为常开按钮，停止按钮为常闭按钮。[0045]如图5所示，遥控装置312包括遥控器yl和遥控接收器y2以及至少一组串联在 主控电路2中的常开触点和常闭触点，常开触点由一继电器控制，常闭触点由另一继电器 控制，遥控接收器y2用于根据遥控器yl的信号来控制所述继电器，继电器常开触点闭合、 继电器的常闭触点断开即实现设备的启动与关闭。[0046]如图6所示，计算机控制装置313包括计算机、与计算机通信的PLC以及至少一组 串联在主控电路2中的常开触点和常闭触点，常开触点由一继电器控制，常闭触点由另一 继电器控制，PLC用于控制所述继电器常开触点和继电器常闭触点的闭合与断开，继电器常 开触点和继电器常闭触点的闭合与断开即实现设备的启动与关闭。此外，本实用新型中演 示控制用的计算机控制装置313可创建设备主机的组态监控画面，并设计好相应参数，编 写相应PLC程序及接线，将电脑与PLC通讯，并由PLC控制相应设备，从而达到监控、动画、 实物相关联的生动演示效果。[0047]如图7所示，实训控制模块32包括若干设置在主控电路2中各元件之间继电器常 开触点、用于控制所述继电器线圈接通与断开的选择开关、以及安装主控电路2的电路板， 所述选择开关包括自动接线按钮和空挡按钮，所述电路板上对应主控电路2中各元件的两 端相应位置设有插线孔。通过空挡按钮实施自动断线，学生可根据原理图或独立设计接线 方式，在电路板相应插线孔来亲自动手接线，切实提高学生的动手操作能力。[0048]如图8所示，考核控制模块33包括至少一个设置在主控电路2中继电器常闭触 点、与该继电器线圈并联的指示灯、单片机故障控制板、操作面板，单片机故障控制板用于 通过在操作面板输入所述继电器常闭触点编号来控制其断开与闭合。本实用新型的考核控 制模块33用于老师通过单片机故障控制板控制主控电路中继电器常闭触点开路，从而让 学生根据故障情况来判断故障发生处，并通过在单片机故障控制板输入相应的故障代码来 排除故障，来完成考试过程；指示灯了方便老师可以确认故障确实已发生和统计故障数量。[0049]综上所述，本实用新型的原理流程(见图9)为，接通电源4后，首先，在选择开关选择相应的档位(空挡按钮、普通自动接线按钮和PLC自动接线按钮)，若选择空挡按钮，则接线继电器全部断开，元件独立，学生便可在电路板上接线孔进行实训接线操作；若选择普通自动接线按钮，则接线继电器自动接线，老师可通过单片机故障控制板控制主控电路中继电器常闭触点开路，从而让学生根据故障情况来判断故障发生处，并通过输入相应的故障代码来排除故障，来完成考试过程；若选择PLC自动接线按钮，同样的，接线继电器自动接线，便可使用手动按钮装置311或遥控装置312或计算机控制装置313进行教学演示。
[0050]本实用新型以中央空调制冷系统作为实施例，中央空调制冷系统是由冷水机组及其附属设备冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵等组成。要使整个系统能稳定、安全地运行，除了各个设备的电动机需要有各自的控制电路外，还需要各个设备的开、停机顺序正确操作。
[0051]如图10为本实用新型实施例的部分自动接线电路图，在主控电路2中各元件之间设置继电器常开触点，通过普通自动接线按钮或PLC自动接线按钮实施自动接线，通过空挡按钮实施断线。
[0052]如图11所示，为本实用新型实施例的单片机故障控制原理图，对电路进行分析，将易出现的故障地方串联常闭触点，即对该点设置了开路故障，并且相应的故障指示灯亮，当该继电器通电时即断开该故障点，故障出现开路故障，本实施例中设有20个故障点。
[0053]如图12所示，为电源及继电器线圈控制原理图，本实施例中选择开关的电压接入为24V，单片机故障控制板的电压接入为5V开关电源，普通自动接线按钮控制的继电器有200-271个，PLC自动接线按钮控制的继电器有继电器1-110个。
[0054]如图13、图14所示，为本实用新型实施例的开、关机演示流程图，其电路设计应满足制冷系统的开机顺序为:开启冷却塔风机一开启冷却水泵一开启冷冻水泵一开启压缩机。反之，电路设计也应满足制冷系统的停机顺序为:停压缩机一停冷冻水泵一停冷却水泵—停冷却塔风机。通过手动按钮装置311或遥控装置312或计算机控制装置313进行教学演示，相应的，手动按钮装置311包括4组串联在主控电路2中的启动按钮(1SB2?4SB2)和停止按钮(ISBf 4SB1)，遥控装置312或计算机控制装置313包括4组串联在主控电路2中的继电器常开触点和继电器常闭触点，其中继电器常开触点与启动按钮(1SB2?4SB2)并联，继电器常闭触点与停止按钮(1SB11SB1)串联(见图4)，图4中仅以第一组继电器常开触点RL381与启动按钮1SB2并联、继电器常闭触点RL385与停止按钮ISBl串联来示意。
[0055]本实用新型兼具教学演示、实训与考核功能三合一装置具有直观性强、经济性好的特点，将教学演示、考核装置、实训设备三大功能合为一体，不仅节省空间、设备可操作性强，还能真正起到提高学生的动手能力的作用，有利于提高学生的就业能力。
[0056]以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，包括设备主体(I)、设置在电路板上 且与设备主体(I)电气连接的主控电路(2)、与主控电路(2)相连的外部控制系统(3)、以及 为主控电路(2)和外部控制系统(3)供电的电源(4)，其特征在于:所述外部控制系统(3)包 括:演示控制模块(31)，用于通过主控电路(2)来控制设备主体(I)的启动与关闭；实训控制模块(32)，用于控制在主控电路(2)中连接着的各元件的断开与连接；考核控制模块(33)，用于故障设置和故障排除。
2.根据权利要求1所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在 于:所述演示控制模块(31)包括手动按钮装置(311)、遥控装置(312)和计算机控制装置 (313)。
3.根据权利要求2所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述手动按钮装置(311)包括至少一组串联在主控电路(2)中的启动按钮和停止按钮。
4.根据权利要求2所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述遥控装置(312)包括遥控器(yl)和遥控接收器(y2)以及至少一组串联在主控电路(2) 中的常开触点和常闭触点，所述常开触点由一继电器控制，所述常闭触点由另一继电器控 制，所述遥控接收器(y2 )用于根据遥控器(yI)的信号来控制所述继电器。
5.根据权利要求2所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述计算机控制装置(313)包括计算机、与计算机通信的PLC以及至少一组串联在主控电 路(2)中的常开触点和常闭触点，所述常开触点由一继电器控制，所述常闭触点由另一继电 器控制，所述PLC用于控制所述继电器常开触点和继电器常闭触点的闭合与断开。
6.根据权利要求1所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述实训控制模块(32)包括若干设置在主控电路(2)中各元件之间的继电器常开触点、用 于控制所述继电器线圈接通与断开的选择开关、以及安装主控电路(2)的电路板，所述电路 板上对应主控电路(2)中各元件的两端相应位置设有插线孔。
7.根据权利要求6所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述选择开关包括自动接线按钮和空挡按钮，所述自动接线按钮包括普通自动接线按钮和 PLC自动接线按钮。
8.根据权利要求1所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述考核控制模块(33)包括至少一个设置在主控电路(2)中的继电器常闭触点、单片机故 障控制板、操作面板，所述单片机故障控制板通过在操作面板输入所述继电器编号来控制 其断开与闭合。
9.根据权利要求8所述的兼具教学演示、实训与考核功能的三合一装置，其特征在于: 所述考核控制模块(33 )还包括与所述继电器线圈并联的指示灯。
【文档编号】G05B19/418GK203415145SQ201320357398
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】仝文学, 燕哲, 吴启年, 莫显状 申请人:中山市技师学院