智能型电气控制试验台的研发

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摘 要： 通过对保护系统的灵敏性设计提高了安全性；通过对通电连接件的改造巩固了保护性；通过对智能身份识别系统的应用提高了评价系统的标准性；通过对整个试验台的合理设计提高了灵活性和可靠性。努力达到“高安全性、高保护性、高标准性、高灵活性、高可靠性”的标准。

关键词： 安全性 插槽连接控制系统 智能评价系统 智能身份识别系统

工厂电气控制是高职类机电专业的一门重要的专业课程。主要采用“理实一体化”的教学模式，其中尤以实践为主导，每个学期都有多次维修电工的技能培训，大多数实践项目的实施都离不开通电试验环节。然而目前市场上的通电设备缺乏高安全性，缺乏智能化，无法适应学生单独操作的要求，影响了整体教学效果和进程，也影响了教师对学生的评价。因此，研发制造一款适合教学用的试验台尤为迫切。

通过对保护系统的灵敏性设计提高了安全性；通过对通电连接件的改造巩固了保护性；通过对智能身份识别系统的应用提高了评价系统的标准性；通过对整个试验台的合理设计提高了灵活性和可靠性。努力达到“高安全性、高保护性、高标准性、高灵活性、高可靠性”的标准。

另外，通过市场化需求的改造，可以将该项目应用于企业生产线的质量检验，还是具备一定的市场价值的。

1.本课题研究现状述评

首先，目前市场上的通电设备漏电保护、短路保护、缺相保护和过载保护都缺乏必要的灵敏性，缺乏一种高安全性，容易发生触电事故。

其次，通电试验时，学生使用的通电连接设备容易产生误操作，存在着重大安全隐患。

另外，由于缺乏一定的安全性能，通电试验只能由任课教师单独操作完成，学生不仅错过了动手机会，还缺乏项目完整性的锻炼。另一方面，这也影响了教师的正常教学管理，课堂秩序难以维持。

还有，市场中的一般通电设备无法自动判别试验项目的好坏，增加了教师的负担，有些学生态度还不端正，冒用他人的成果，无法做到很好的身份识别。

最后，现有的通电试验柜无法移动，体积过大，缺乏灵活性，无法在各个实训教室移动，影响正常的教学安排。

2.研究价值

通过本项目的研发和制造争取可以杜绝由于学生误操作导致的人身安全事故，让学生能够通过自己的通电试验操作加深对所学项目的理解，保证了项目的完整性，提高他们学习的积极性，更让他们能够感受到企业生产的实际环境。进一步完善整个电气实训基地的教学环节，促进了电气基地的建设与发展。

通过市场化需求的改造，该项目还可以做到同市场的接轨，应用于企业生产线的质量检验，增加企业生产线的能力。因此，还是具备一定的市场空间。

3.内容

（1）试验台的设计及定做。

（2）漏电、短路、过载、缺相四大保护系统模块的设计及制作。[1][2]

（3）插槽连接控制系统模块的设计及制作。[3]

（4）智能身份识别系统模块的设计及制作。

（5）智能评价系统模块的设计及制作。

（6）电力拖动系统，报警复位系统及控制面板模块的设计及制作。

（7）各系统的整合，调试。

4.重点

（1）如何去实现插槽连接控制系统是拟解决的关键问题，初步探索利用普通的插槽进行加装光电传感去控制继电器的动作，从而实现对整个供电系统的控制。

（2）智能评价系统和智能身份识别系统也是拟解决的关键问题，初步探索主要利用智能传感器和射频技术结合单片机编程实现两个系统的相关功能。

5.设计思路

以目前的现状作为探索途径，确定项目的初步设计方案。整个通电试验台体积小，方便灵活移动，包括了漏电、短路、过载、缺相四大保护系统，插槽连接控制系统，智能身份识别系统，智能评价系统，电力拖动系统，报警复位系统及控制面板。所有的系统模块之间相互兼容，相互联系。漏电、短路、过载、缺相四大保护系统选用更灵敏更适合实训的装置。插槽连接控制系统通过对插槽连接件的改造可以保证在误操作时及时断开系统电源。智能身份识别系统利用射频技术将学生的身份信息直接储存以用于成绩的评价，并可以实现与电脑的通信。智能评价系统可以结合智能身份识别系统对学生项目成绩自动做出基本评价。将电力拖动系统加装到实验柜上方便观察通电结果。通过弱电系统对强电系统的控制，实现及时断电报警功能。控制面板不仅具备启动、急停等功能，还能够实现单相与三相电源间的转换。

6.创新之处

市场通电试验台上只有一些基本的保护措施，并不适合学生的独立通电操作，利用插槽连接控制系统可以防止学生在通电试验过程中的误操作，起到了多重保护的作用，达到高安全性的标准。因此，“插槽连接控制系统”是这个项目的创新之处。

智能评价系统和智能身份识别系统相结合，通过传感系统和单片机编程实现工作目标，在目前市场上独一无二，将它们在教学中应用也是一个重大的创新亮点。

参考文献：

[1]刘学军.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]谷水清.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.

[3]游维.电工电子技术基础[M].南京：南京大学出版社，2010.