智能型電氣控制試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)

孫洲

摘要： 通過對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的靈敏性設(shè)計(jì)提高了安全性；通過對(duì)通電連接件的改造鞏固了保護(hù)性；通過對(duì)智能身份識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用提高了評(píng)價(jià)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性；通過對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的合理設(shè)計(jì)提高了靈活性和可靠性。努力達(dá)到“高安全性、高保護(hù)性、高標(biāo)準(zhǔn)性、高靈活性、高可靠性”的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞： 安全性插槽連接控制系統(tǒng)智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)智能身份識(shí)別系統(tǒng)

工廠電氣控制是高職類機(jī)電專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程。主要采用“理實(shí)一體化”的教學(xué)模式，其中尤以實(shí)踐為主導(dǎo)，每個(gè)學(xué)期都有多次維修電工的技能培訓(xùn)，大多數(shù)實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施都離不開通電試驗(yàn)環(huán)節(jié)。然而目前市場(chǎng)上的通電設(shè)備缺乏高安全性，缺乏智能化，無法適應(yīng)學(xué)生單獨(dú)操作的要求，影響了整體教學(xué)效果和進(jìn)程，也影響了教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。因此，研發(fā)制造一款適合教學(xué)用的試驗(yàn)臺(tái)尤為迫切。

通過對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的靈敏性設(shè)計(jì)提高了安全性；通過對(duì)通電連接件的改造鞏固了保護(hù)性；通過對(duì)智能身份識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用提高了評(píng)價(jià)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性；通過對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的合理設(shè)計(jì)提高了靈活性和可靠性。努力達(dá)到“高安全性、高保護(hù)性、高標(biāo)準(zhǔn)性、高靈活性、高可靠性”的標(biāo)準(zhǔn)。

另外，通過市場(chǎng)化需求的改造，可以將該項(xiàng)目應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)線的質(zhì)量檢驗(yàn)，還是具備一定的市場(chǎng)價(jià)值的。

1.本課題研究現(xiàn)狀述評(píng)

首先，目前市場(chǎng)上的通電設(shè)備漏電保護(hù)、短路保護(hù)、缺相保護(hù)和過載保護(hù)都缺乏必要的靈敏性，缺乏一種高安全性，容易發(fā)生觸電事故。

其次，通電試驗(yàn)時(shí)，學(xué)生使用的通電連接設(shè)備容易產(chǎn)生誤操作，存在著重大安全隱患。

另外，由于缺乏一定的安全性能，通電試驗(yàn)只能由任課教師單獨(dú)操作完成，學(xué)生不僅錯(cuò)過了動(dòng)手機(jī)會(huì)，還缺乏項(xiàng)目完整性的鍛煉。另一方面，這也影響了教師的正常教學(xué)管理，課堂秩序難以維持。

還有，市場(chǎng)中的一般通電設(shè)備無法自動(dòng)判別試驗(yàn)項(xiàng)目的好壞，增加了教師的負(fù)擔(dān)，有些學(xué)生態(tài)度還不端正，冒用他人的成果，無法做到很好的身份識(shí)別。

最后，現(xiàn)有的通電試驗(yàn)柜無法移動(dòng)，體積過大，缺乏靈活性，無法在各個(gè)實(shí)訓(xùn)教室移動(dòng)，影響正常的教學(xué)安排。

2.研究?jī)r(jià)值

通過本項(xiàng)目的研發(fā)和制造爭(zhēng)取可以杜絕由于學(xué)生誤操作導(dǎo)致的人身安全事故，讓學(xué)生能夠通過自己的通電試驗(yàn)操作加深對(duì)所學(xué)項(xiàng)目的理解，保證了項(xiàng)目的完整性，提高他們學(xué)習(xí)的積極性，更讓他們能夠感受到企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際環(huán)境。進(jìn)一步完善整個(gè)電氣實(shí)訓(xùn)基地的教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)了電氣基地的建設(shè)與發(fā)展。

通過市場(chǎng)化需求的改造，該項(xiàng)目還可以做到同市場(chǎng)的接軌，應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)線的質(zhì)量檢驗(yàn)，增加企業(yè)生產(chǎn)線的能力。因此，還是具備一定的市場(chǎng)空間。

3.內(nèi)容

（1）試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)及定做。

（2）漏電、短路、過載、缺相四大保護(hù)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)及制作。[1][2]

（3）插槽連接控制系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)及制作。[3]

（4）智能身份識(shí)別系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)及制作。

（5）智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)及制作。

（6）電力拖動(dòng)系統(tǒng)，報(bào)警復(fù)位系統(tǒng)及控制面板模塊的設(shè)計(jì)及制作。

（7）各系統(tǒng)的整合，調(diào)試。

4.重點(diǎn)

（1）如何去實(shí)現(xiàn)插槽連接控制系統(tǒng)是擬解決的關(guān)鍵問題，初步探索利用普通的插槽進(jìn)行加裝光電傳感去控制繼電器的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的控制。

（2）智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)和智能身份識(shí)別系統(tǒng)也是擬解決的關(guān)鍵問題，初步探索主要利用智能傳感器和射頻技術(shù)結(jié)合單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)功能。

5.設(shè)計(jì)思路

以目前的現(xiàn)狀作為探索途徑，確定項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)方案。整個(gè)通電試驗(yàn)臺(tái)體積小，方便靈活移動(dòng)，包括了漏電、短路、過載、缺相四大保護(hù)系統(tǒng)，插槽連接控制系統(tǒng)，智能身份識(shí)別系統(tǒng)，智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)，報(bào)警復(fù)位系統(tǒng)及控制面板。所有的系統(tǒng)模塊之間相互兼容，相互聯(lián)系。漏電、短路、過載、缺相四大保護(hù)系統(tǒng)選用更靈敏更適合實(shí)訓(xùn)的裝置。插槽連接控制系統(tǒng)通過對(duì)插槽連接件的改造可以保證在誤操作時(shí)及時(shí)斷開系統(tǒng)電源。智能身份識(shí)別系統(tǒng)利用射頻技術(shù)將學(xué)生的身份信息直接儲(chǔ)存以用于成績(jī)的評(píng)價(jià)，并可以實(shí)現(xiàn)與電腦的通信。智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)可以結(jié)合智能身份識(shí)別系統(tǒng)對(duì)學(xué)生項(xiàng)目成績(jī)自動(dòng)做出基本評(píng)價(jià)。將電力拖動(dòng)系統(tǒng)加裝到實(shí)驗(yàn)柜上方便觀察通電結(jié)果。通過弱電系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)電系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)及時(shí)斷電報(bào)警功能。控制面板不僅具備啟動(dòng)、急停等功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)單相與三相電源間的轉(zhuǎn)換。

6.創(chuàng)新之處

市場(chǎng)通電試驗(yàn)臺(tái)上只有一些基本的保護(hù)措施，并不適合學(xué)生的獨(dú)立通電操作，利用插槽連接控制系統(tǒng)可以防止學(xué)生在通電試驗(yàn)過程中的誤操作，起到了多重保護(hù)的作用，達(dá)到高安全性的標(biāo)準(zhǔn)。因此，“插槽連接控制系統(tǒng)”是這個(gè)項(xiàng)目的創(chuàng)新之處。

智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)和智能身份識(shí)別系統(tǒng)相結(jié)合，通過傳感系統(tǒng)和單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)，在目前市場(chǎng)上獨(dú)一無二，將它們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)用也是一個(gè)重大的創(chuàng)新亮點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉學(xué)軍.繼電保護(hù)原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[2]谷水清.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]游維.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].南京：南京大學(xué)出版社，2010.