一种基于云平台的电气控制考核实训系统的制作方法

本发明涉及一种电气控制考核实训系统，具体涉及一种基于云平台的电气控制考核实训系统。

背景技术：

高校、高职及培训机构等自动化相关专业的教学中，有许多与电气控制相关的课程，这些课程都需要设置不同程度的实训和考核的实践教学环节对知识点进行学习和掌握，这时就需要相应的实训考核装置实现相关的教学任务。

传统的电气控制实训考核系统，主要针对特定的几种机床电气控制线路进行实训考核，通用性不强，且需要管理员逐台设备设置实训考核时间及故障点，在实训考核设备数量较多的情况下，给管理员带来了不小的烦恼。同时，整个实训考核系统都集中在一个实训室内，管理员必须在实训室内，才能管理实训考核系统和查询实训考核成绩，也给实训考核管理带来了极大的不便。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于云平台的电气控制考核实训系统，本考核系统可以针对多种电气控制线路进行实训考核，且可以批量设置实训考核时间及故障点，管理员通过云平台，可以远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种基于云平台的电气控制考核实训系统，包括：

实训考核装置，所述实训考核装置由实验柜、一体机和实训考核挂板组成，其中实训考核挂板由挂板箱、控制模块以及安装在挂板箱内的电气元器件组成，电气元器件和控制模块按照电气控制线路装配在挂板箱上，多个挂板箱放置在实验柜内，控制模块通过rs485总线与一体机相连，多个控制模块之间通过手拉手的通信接线方式接入到一体机通信串口上；

交换机，所述交换机连接实训室所有实训考核装置的一体机及网络设备，组成一个局域网，为数据交互提供通道；

网络设备，所述网络设备连接外网及交换机，为实训室内设备与外网设备通信提供通道；

服务器，所述服务器通过网络实现与实训室所有实训考核装置一体机之间的数据交互连接；

云平台，所述云平台通过网络与服务器进行数据交互，间接地实现与实训室所有实训考核装置一体机之间的数据交互。

优选的，所述控制模块为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作，可控制多路继电器输出，每个继电器有1组接点，各个继电器接点串、并联在电气控制线路上，接点可以根据需要设置成常开或常闭。

优选的，所述一体机包括一体机本体，所述一体机本体内安装有windows操作系统及智能实训考核软件，一体机向下提供通信串口连接各个实训考核装置的控制模块，通过rs485总线通信实现对各个控制模块继电器的分、合闸操作及继电器接点位置的监视，一体机向上提供网络接口连接交换机，通过网络实现与云平台的数据交互。

优选的，所述智能实训考核软件内安装有与实训考核挂板配套的实训考核内容模块，具体包括配套的学习资料模块、线路原理图模块、实训考核方法模块、故障点汇总模块和实训考核排故模块。

优选的，所述智能实训考核软件包括单机模式和网络模式，其中单机模式下，需要管理员在每台实训考核装置的一体机上设置实训考核时间和故障点；网络模式下，管理员通过云平台，可以批量设置所有实训考核装置的实训考核时间和故障点。

优选的，所述智能实训考核软件设置的权限包括管理员权限和学生权限，其中管理员权限包括设置实训考核时间、故障点，监视故障点状态、控制模块通信状态信息，查看实训考核成绩，管理账户及学生权限；学生权限可以查看实训考核资料，包括实训考核标准、实训考核方法、线路原理图、故障汇总信息等，可以进行实训考核排故。

优选的，所述云平台包含以下功能：批量设置实训考核时间、故障点，批量监视故障点状态、一体机通信状态及控制模块通信状态，实训考核成绩查看，实训考核资料查看，账户管理。

本发明提供的有益效果在于：

1)实训考核系统可以针对多种电气控制线路进行实训考核，可以根据客户需求定制实训考核控制线路，通用性、可扩展性强。

2)实训考核系统可以通过云平台批量设置实训考核时间及故障点，可操作性强，极大减少了管理员的工作量。

3)管理员可以通过云平台，远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩，极大的方便了教学，让管理员远程办公成为可能。

4)可以针对多种电气控制线路进行实训考核，且可以批量设置实训考核时间及故障点，管理员通过云平台，可以远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的操作流程示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种基于云平台的电气控制考核实训系统。

参照图1和图2所示，一种基于云平台的电气控制考核实训系统，包括：

实训考核装置，所述实训考核装置由实验柜、一体机和实训考核挂板组成，其中实训考核挂板由挂板箱、控制模块以及安装在挂板箱内的电气元器件组成，电气元器件和控制模块按照电气控制线路装配在挂板箱上，多个挂板箱放置在实验柜内，实训考核挂板包含但不限于机床电气控制线路实训考核挂板、机器人电气控制线路实训考核挂板、电力电子电气控制线路实训考核挂板、plc电气控制线路实训考核挂板。理论上，所有电气控制线路实训考核挂板均能实现；控制模块是实训考核挂板的核心组成部件，控制模块为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作，可控制多路继电器输出，每个继电器有1组接点，各个继电器接点串、并联在电气控制线路上，接点可以根据需要设置成常开或常闭；控制模块通过rs485总线与一体机相连，多个模块之间通过手拉手的通信接线方式接入到一体机通信串口上；

一体机，所述一体机包括一体机本体，所述一体机本体内安装有windows操作系统及智能实训考核软件，一体机镶嵌在实验柜面板上或通过挂臂悬挂在实验柜上，一体机向下提供通信串口连接各个实训考核装置的控制模块，通过rs485总线通信实现对各个控制模块继电器的分、合闸操作及继电器接点位置的监视；一体机向上提供网络接口连接交换机，通过网络最终实现与云平台的数据交互；智能实训考核软件内含有与实训考核挂板配套的实训考核内容，包括配套的学习资料、线路原理图、实训考核方法、故障点汇总、实训考核排故等；智能实训考核软件分单机模式和网络模式：单机模式下，需要管理员在每台实训考核装置的一体机上设置实训考核时间和故障点；网络模式下，管理员通过云平台，可以批量设置所有实训考核装置的实训考核时间和故障点。单机模式可以在一体机网络离线的情况下使用，除不能和云平台进行数据交互外，其它功能正常，网络恢复后，离线的实训考核数据将同步至云平台；智能实训考核软件权限分为管理员和学生权限：管理员权限包括设置实训考核时间、故障点，监视故障点状态、控制模块通信状态信息，查看实训考核成绩，管理账户及学生所有权限；学生权限可以查看实训考核资料，包括实训考核标准、实训考核方法、线路原理图、故障汇总信息等，可以进行实训考核排故；

交换机，所述交换机连接实训室所有实训考核装置的一体机及网络设备，组成一个局域网，为数据交互提供通道；

网络设备，所述网络设备连接外网及交换机，为实训室内设备与外网设备通信提供通道；

服务器，所述服务器通过网络实现与实训室所有实训考核装置一体机之间的数据交互连接；

云平台，所述云平台通过网络与服务器进行数据交互，间接地实现与实训室所有实训考核装置一体机之间的数据交互。云平台可以在任何地方通过网络实现对实训室实训考核系统的管理和成绩查询；云平台包含以下功能：批量设置实训考核时间、故障点，批量监视故障点状态、一体机通信状态及控制模块通信状态，实训考核成绩查看，实训考核资料查看，账户管理。

参照图1所示，本实施例中，实训考核系统有40台实训考核装置，每台装置上有1台一体机，所有的一体机通过网线连接到交换机上，每台一体机设置1个固定的网络ip地址，且与网络设备的局域网网关处于同一网段，网络设备网关ip地址为192.168.0.1，实训考核装置#1一体机网络ip地址为192.168.0.101，实训考核装置#2一体机网络ip地址为192.168.0.102，其余38台一体机网络ip地址以此类推。每台实训考核装置有8台实训考核控制板，一体机与装置内8台实训考核控制板的控制模块通过rs485总线连接，每个控制模块设置1个固定的串口通信地址，控制模块#1地址为1，控制模块#2地址为2，其余6台控制模块依次类推。实训考核系统有1台交换机，交换机有48个网口，用于连接实训室内40台一体机和网络设备，多余的网口可连接实训室内其他网络设备。实训考核系统有1台网络设备，网络设备向下通过交换机与实训室内所有的网络设备连接，组成一个局域网；向上连接外网，为外网设备与局域网设备通信提供通道。实训考核系统有1台服务器，服务器连接外网，可放置在实训室内或其它地方。实训室内40台一体机及云平台通过网络通道与服务器进行数据交互。实训考核系统有1个云平台，用户可以在任何地方，通过网络登入到该云平台，对实训考核系统进行监视及管理。

参照图2所示，本基于云平台的电气控制考核实训系统具体工作流程如下：

s1、准备工作：

s11、所有的设备上电，一体机上电后会自动运行内装软件，内装软件运行后，开始与下端控制模块及上端服务器建立通信连接。

s12、登入云平台，检查所有一体机及其控制模块的通信状态，确保设备通信状态正常。

s13、设置一体机运行模式，可在云平台批量设置，也可以在内装软件上逐个设置，系统默认为单机模式。

s14、一体机可在离线状态下使用，离线状态下可在内装软件上查看下端控制模块的通信状态，离线状态下除不能和云平台进行数据交互外，其它功能正常，网络恢复后，离线的实训考核数据将同步至云平台。

s15、上电检查和设置完成后，准备开本次始实训考核。

s2、实训考核参数设置：

s21、单机模式：在一体机内装软件上，登入管理员账户，进入到实训考核参数设置界面，设置本次实训考核时间及故障点，按确认设置后，内装软件下发控制命令到个控制模块，各控制模块分、合对应故障点的继电器。设置完成后，退出管理员账户，等待学生进行实训考核排故。所有一体机都需要按上述步骤操作。

s22、网络模式：进入云平台，登入管理员账户，进入到实训考核参数设置界面，批量设置本次实训考核时间及故障点，按确认设置后，云平台通过服务器下发实训考核时间及故障点信息到各一体机内装软件上，内装软件再下发控制命令到各控制模块，各控制模块分、合对应故障点的继电器。设置完成后，等待学生进行实训考核排故。

s3、学生在一体机的内装软件上，登入学生账户，进入对应的实训考核界面，在该界面下，可以查看本次实训考核的资料。

s4、查看完资料后，进入实训考核排故界面，进入排故界面后，开始计时，学生必须在规定的时间内提交实训考核答案，在提交答案之前，不允许退出排故界面。学生通过观察实验现象、分析实验原理、测量线路电阻等方法，判断故障点的位置。排故过程中，学生有n-1次机会对选择的故障点进行复位，n为总故障点数量。学生在确定故障点位置后，选择到故障点，按确认键，此故障点接点会变位，原来断开的变为闭合，闭合的变为断开，直至复位故障点的次数变为0。再确定完所有故障点后，学生选择所有确定的故障点，点击提交故障点，本次实训考核结束。

s5、学生提交故障点的同时，系统会根据预先设定的评分标准，自动为此次实训考核评分。成绩将保存在一体机内，同时上传至服务器。

s6、管理员可以通过云平台，可以实时监视所有设备的故障点信息、通信状态，可以查询一年内的实训考核成绩。也可以在一体机上，监视本台实训考核装置的故障点信息、通信状态，查询本台实训考核装置1年内的实训考核成绩。

基于云平台的电气控制考核实训系统可以针对多种电气控制线路进行实训考核，且可以批量设置实训考核时间及故障点，管理员通过云平台，可以远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩。实训考核系统可以针对多种电气控制线路进行实训考核，可以根据客户需求定制实训考核控制线路，通用性、可扩展性强。实训考核系统可以通过云平台批量设置实训考核时间及故障点，可操作性强，极大减少了管理员的工作量。管理员可以通过云平台，远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩，极大的方便了教学，让管理员远程办公成为可能。并且可以针对多种电气控制线路进行实训考核，且可以批量设置实训考核时间及故障点，管理员通过云平台，可以远程管理实训考核系统和查询实训考核成绩。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。