摘要 ：變送器實訓室是機電一體化技術專業(yè)重點建設自主研發(fā)的實訓室，在現(xiàn)有的實現(xiàn)電氣控制、PLC 控制、變送器調(diào)速的基礎上，對變送器實訓臺進行升級改造，通過引入觸摸屏可實現(xiàn)人機對話。

 

1 變送器實訓臺現(xiàn)狀

1.1 變送器實訓臺的開發(fā)背景

近幾年，教學儀器廠家生產(chǎn)出的實訓設備，大多缺乏職業(yè)教育理念，由于生產(chǎn)廠商的出發(fā)點與我院實際不同，往往在設備上要加上一些不必要的儀表和過度裝飾，構(gòu)成賣點的地方但并不實用，表面看起來很先金，但對學生的實踐教學起不到真正的鍛煉效果，卻又增加了成本。因此我院由專業(yè)教師和學生共同研發(fā)變送器實訓臺，充分體現(xiàn)“工學結(jié)合”、“做中學、做中教”職業(yè)教育特色[1]。

 

1.2 現(xiàn)有設備完成的實訓項目

學生可以在實訓臺上了解變送器的結(jié)構(gòu)、安裝及接線的基本知識，進而學會使用變送器的基本技能，包括參數(shù)設定和操作方法，控制回路接線端子的設置，接線及智能化功能，功能參數(shù)的設置，變送器的維護等進行實際操作培訓。還可以完成變送器與 PLC 聯(lián)機控制，模擬實際工業(yè)控制系統(tǒng)，以滿足社會生產(chǎn)實踐的需要，真正實現(xiàn)學生與企業(yè)的零距離就業(yè)。本實訓臺還可以完成《電氣控制技術》、《機床電路》等課程的實踐教學，以及維修電工的實操考核等。面向電氣自動化技術、鐵道通信信號、機電一體化技術、數(shù)控設備應用與維護、機械制造與自動化、鐵道供電和鐵道車輛等專業(yè)的相關課程的實訓及相關課程的理實一體化教學。

 

2 變送器實訓臺二次開發(fā)與研究方案

變送器技術課程是機電專業(yè)的一門核心課程，變送器實訓室目前可以實現(xiàn)電氣控制、PLC 控制、變送器調(diào)速、變送器與PLC的綜合應用等方面的實踐教學。工業(yè)觸摸屏，是通過觸摸式工業(yè)顯示器把人和機器連為一體的智能化界面。它是替代傳統(tǒng)控制按鈕和指示燈的智能化操作顯示終端。它可以用來設置參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)控設備狀態(tài)，以曲線 / 動畫等形式描繪自動化控制過程。更方便、快捷、表現(xiàn)力更強，并可簡化為 PLC 的控制程序，功能強大的觸摸屏創(chuàng)造了友好的人機界面。觸摸屏作為一種特殊的計算機外設，它是目前#簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。變送器實訓室引入觸摸屏，增加人機交互管理與控制，考慮從以下幾個方面進行實訓臺的設計。

（1）選用不同型號的觸摸屏，讓學生熟悉不同型號觸摸屏的畫面設計和與 PLC 的通訊方式，初步選定西門子和 MCGS兩種品牌觸摸屏。（2）系內(nèi)教師和學生設計觸摸屏支架，由校工廠完成制作。（3）安裝WINcc和MCGS軟件，進行畫面設計和與PLC通訊。（4）現(xiàn)有實訓臺可以實現(xiàn)《機床電路》、《電氣控制與 PLC》、《恒壓供水》、《變送器技術及應用》等課程的實踐教學，升級改造后可實現(xiàn)《工業(yè)組態(tài)與現(xiàn)場總線控制》課程實踐教學以及通過觸摸屏監(jiān)控 PLC 與智能差壓變送器的綜合應用。

 

3 變送器實訓臺升級研制

3.1 觸摸屏安裝支架設計

為了方便觸摸屏的操作，將觸摸屏放置在實訓臺頂部，設計了MCGS觸摸屏和西門子觸摸屏的安裝支架，設計圖如圖1 和圖 2 所示。

 

3.2 設備清單

根據(jù)現(xiàn)有實訓設備需要，選用制作支架的器件如表1所示。

3.3 觸摸屏和支架的制作與安裝

觸摸屏安裝支架由機電專業(yè)教師根據(jù)選用觸摸屏屏幕大小量身定制，由學院院辦工廠加工制成，雙面實訓臺的正面安裝西門子觸摸屏，反面安裝 MCGS 觸摸屏，選用兩類不同型號的觸摸，強化學生對不同型號觸摸屏的實踐應用。

觸摸屏支架的制作和安裝主要由機電專業(yè)學生利用課余時間，在老師的指導下，從型材的截取、腳件的固定到觸摸屏支架的制作都由學生來完成，鍛煉了學生實踐動手能力。 

 

4 軟件的安裝與設計

針對西門子觸摸屏和 MCGS 觸摸屏，變送器實訓室計算機安裝了WINcc軟件和MCGS軟件，可以在軟件上根據(jù)控制現(xiàn)場需要設計畫面如圖 3 和圖 4 所示，與 PLC 通訊實現(xiàn)控制和監(jiān)視。

 

5 升級后的實訓臺可完成的實訓項目

變送器實訓臺二次開發(fā)后主要增加了觸摸屏功能，該功能可以結(jié)合原有的 PLC、差壓變送器設備實現(xiàn)各種典型工業(yè)控制過程，在課程的教學過程中采用基于工作工程的項目教學方法，以任務為驅(qū)動，工學結(jié)合、分層次完成多任務教學，滿足了學生在學中做，在做中學，極大的培養(yǎng)了學生的職業(yè)能力。

目前，該實訓臺增加了 15 個以上綜合型、設計型、創(chuàng)新型實訓項目，這些項目都可以由學生自主在實訓臺上完成，同時學生還可以根據(jù)自己對知識的掌握程度，完成難易適中的操作，完全符合實際工程項目的演練。

主要項目有 ：（1）西門子 WinCC 組態(tài)軟件的 MCGS 工業(yè)組態(tài)軟件運行操作；（2）基于組態(tài)的走馬燈控制系統(tǒng)；（3）基于組態(tài)的機器手控制系統(tǒng)；（4）電機轉(zhuǎn)速監(jiān)控控制系統(tǒng)；（5）電梯轎廂開關門變頻監(jiān)控控制系統(tǒng)設計 ；（6）交通燈實時監(jiān)控系統(tǒng)；（7）恒壓供水系統(tǒng)控制系統(tǒng)；（8）啤酒灌裝生產(chǎn)線變頻控制系統(tǒng) ；（9）鍋爐鼓風機變頻控制系統(tǒng) ；（10）PLC 與變送器聯(lián)機的離心機控制系統(tǒng) ；（11）料車卷揚機調(diào)速控制系統(tǒng)；（12）工業(yè)洗衣機變頻控制系統(tǒng)；（13）自動立體庫的監(jiān)控系統(tǒng)；（14）加料傳送帶控制監(jiān)控系統(tǒng)；（15）新能源汽車配件檢測監(jiān)控系統(tǒng)。

 

6 結(jié)束語

目前變送器實訓臺升級改造已完成，并且已投入使用，本學期機電 17-1、機電 17-2 和智能控制 17-1 班級《工業(yè)組態(tài)與現(xiàn)場總線》課程已經(jīng)在該實訓室實施，升級改造后的實訓室不僅為學生提供了技術應用創(chuàng)新的實踐平臺，而且滿足了不同教學對象的差異化學習需求。教師可根據(jù)教學對象的學情設計難易程度不同的實訓教學項目，#大限度地激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新思維，該實訓室鍛煉了學生的硬件接線能力，學生對觸摸屏軟件的應用能力的有效提高能夠滿足學生實踐教學和實訓教學的需要，教師和學生反饋效果良好。實訓臺的升級改造不僅僅是設備儀器的更新?lián)Q代，還應進行與之相關的教學配套建設，如開發(fā)建設實訓教學資源（微課、教學視頻、實訓指導書等），構(gòu)建合理的實訓教學管理制度，探索切實有效的教學模式，把實訓室建成能夠服務地方經(jīng)濟的重要基地。