郝飞++王权++王树亮
摘 要
设计了一种现代化电路故障检修的实训装置,相比传统的实训装置,本装置友好的界面可以本地在线查看电路原理图,查阅相应电路的电子资料,由难而已设置故障,并且集成相应的仪表可以检测电路的参数和波形,在实际应用中得以验证。
【关键词】现代化 电路故障 检修装置
随着当前社会的科技水平的发展,设备的自动化程度,规模在逐渐提高。越来越多的自动化设备正朝着规模化、复杂性化、集成化、专业化等方向发展。传统的故障检测训练设备大都停留在元器件级的检修,大多使用分立元器件搭建的电路实验板。这些实验设备多采用PCB电路板制成,设置故障需要破坏相应的电路板或者元器件,极易造成设备损坏,同时也造成元件浪费,使用周期短,而且排除的速度慢,修复时间长,效率比较低,比较枯燥,学生学习的难度较大,造成同学的学习积极性不高,对电子线路检修学习产生畏难情绪。本装置通过友好的学习界面对应原理设置故障,查阅资料,观察波形及参数等,是一体化的学习设备,这种学习环境不仅激发学生的兴趣,而且提高学习效率,符合现代化教学理念,适应创新时代。综合以上设计具体的方案实现了设备的开发和验证。
1 系统结构设计
电路故障检修实训装置由人机界面、控制器和训练电路组成,如图1所示。
2 系统硬件设计
设计的主要硬件电路为控制器与训练单元电路的关联电路如图2所示,即继电器扩展电路和训练学习电路(例举)。其他电路不再祥述。
2.1 继电器I/O扩展电路
由于单片机输入输出接口的数量有限,为了达到对40个故障点的设置,必须对单片机的输入输出接口数量进行扩展。扩展电路采用具有串入并出功能的芯片74LS595 实现, 5片74LS595级联,只要占用单片机3个I /O 口,即可完成对40路输出的独立控制,图中的595_1, 595_2, 5595_3, 595_4, 595_5均表示连接到对应的继电器。
2.2 训练电路
简易模拟信号发生器:信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器,电路形式可以采用由运放及分离元件构成,也可以采用单片集成函数发生器。这里采用带有差动输入的四运算放大器LM324为核心器件,通过RC桥式振荡电路产生正弦波,然后经过积分电路产生三角波,电路图如图2所示。
3 软件设计
程序编写采用的是模块编程的思路,包括主程序、系统参数设定子程序、模块初始化子程序、通信子程序、I/O拓展子程序等模块,其中主程序架构如下:
void main(void)
{clr_display(); //初始化继电器
usart0_init(); //串口0初始化
Usart1_init(); //串口1初始化
timer2_init(); //定时器初始化,用于无线串口接收
while(1)
{ set_point(1,1);
/set_point(1,2);
}}
4 检测结果
电路线路故障检修实训装置在实验室研制开发并组装完成,经过调试,达到了预期的功能。检测结果如表1所示。
5 结束语
本文提出并设计了电路故障检修实训装置设计,一方面可以让老师解脱课时多、压力大的困境,同时老师也可以负责多位同学的电子电路知识学习。这样一来,教师可通过无线网络对训练装置中单元电路进行故障设置,而学生无法直观观察,只能借助仪器进行测试和判断有效提高工作效率和学习效率。
参考文献
[1]郝飞,马前帅.基于WIFI网络的电子电路故障检修实训装置的设计[J].电子技术与软件工程,2015(08).
[2]郝立果,闫虎民等.基于无线网络的机床电气故障检修训练与考核装置设计[J].机床与液压,2011(11).
[3]苏佳文,蔡少权.一种典型的机床电路检修实训装置[J].中国校外教育,2009(07).
作者简介
郝飞(1987-),男,内蒙古乌兰察布市人。现为天津职业技术师范大学工程实训中心维修电工技师。研究方向为电气自动化及可编程序控制技术,电工电子电路装调与维修。
作者单位
天津职业技术师范大学工程实训中心 天津市 300222