一种新工科实验教学智能化系统技术方案

本发明专利技术涉及科研教学技术领域，具体涉及一种新工科实验教学智能化系统。本发明专利技术系统通过事先录入大量的故障信息数据，在教学开始前的自检过程中能够对故障信息进行检查并判断，从而便于设备的维修，有效的提高检修效率，同时教师也可根据实际需要故意设置一定的故障，从而根据得到的检修方案，引导学生进行实践修复，从而增强学生们对设备的认识与理解，有助于提高实验教学效率。本发明专利技术系统使用便捷、效率高，解决了实验装置使用前问题排查周期长的问题，并能够锻炼学生们的故障检修能力，能够很好的培养学生们的实践动手能力，与匹配现代化实验教学相匹配。化实验教学相匹配。化实验教学相匹配。

【技术实现步骤摘要】
一种新工科实验教学智能化系统


[0001]本专利技术涉及科研教学
，具体涉及一种新工科实验教学智能化系统。

技术介绍

[0002]新工科是指新一代的工科教育模式和理念，注重培养学生的综合素质和创新能力，倡导项目驱动、跨学科协同和实践导向的教学方法。在新工科中，学生不仅需要掌握学科基础知识，还要具备实践能力，能够从整体上理解和解决问题，同时注重创新创造和社会责任。
[0003]新工科的目标是满足现代社会对工程人才的多元化需求，培养具有全球竞争力和可持续发展意识的工程专业人才。在新工科的背景下，要求实验室要拥有多套设备满足人均台套数，但教学教师是有限的，增加了大量的人工成本，开设实验课前验证完需要花费大量的精力，一台设备约用时3～5h，当同时有30～40台设备时需要用时160小时，时间为20天，显然已经无法满足现有教学需求。
[0004]同时，现有的对学生动手能力的培养，往往局限于对实验操作本身的培养，对设备运行故障的原因以及检修往往并不会进行针对性的训练，于是导致了很多知其然而不知其所以然的现象的发生，对学生的实践能力的锻炼有着重大的缺陷。
[0005]因此，一种便于设备校验以及故障设立，能够增强学生实践能力的新工科实验教学智能化系统，则是现有亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种新工科实验教学智能化系统，以解决在新工科背景下，现有的实验室设备在使用前校验时间长，严重影响教学效率以及对学生的故障动手能力培训不足的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新工科实验教学智能化系统，包括以下步骤：
[0008]S1、在中控机中录入故障信息数据库；
[0009]S2、将实验装置的核心部件设备设置为电动元件并接入PLC控制系统中；
[0010]S3、对S2中的电动元件设置相应的检测传感器并接入中控机中；
[0011]S4、根据实验所需操作步骤，对整机编写对应测试程序，在程序执行过程中，将S3中的检测信号与S1中的故障信息进行记录、比对、分析；
[0012]S5、对故障信息给出引导性的检修方案。
[0013]进一步地，所述的S1中故障信息数据库为预先大量的实验数据录入和实验教学过程中设备故障信息的实时录入。
[0014]进一步地，所述的S2中核心部件为涉及实验主体流程的元件，对于与实验主体流程无关的元件采用手动元件。
[0015]进一步地，所述的S2中电动元件通过继电器接入到PLC控制系统中。
[0016]进一步地，所述的S4中对出现的故障信息进行记录并跳过，直至程序执行完成。
[0017]进一步地，所述的S5中检修方案显示在移动终端上。
[0018]进一步地，所述的S5中当给出的引导性检修方案不能解决故障信息时，检修确定故障原因后，可将该故障原因录入故障信息数据库，并在下次出现同类型故障信息时进行显示。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]1、解决了实验装置使用前问题排查周期长的问题；
[0021]2、降低了调试时间，节约了大量的人工成本；
[0022]3、大幅度节约了教师每次开实验前大量的测试检查时间，与匹配现代化实验教学相匹配；
[0023]4、能够人为的设置故障，并对故障信息进行分析，从而得到合理的检修方案，便于学生们对设备常见故障的了解与修理，进一步提高学生们的动手能力。
附图说明
[0024]图1是本专利技术系统原理示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例1综合传热实验装置示意图。
[0026]图中各标记对应的名称：
[0027]1、蒸汽发生器；2、浮球液位计；3、安全液封；4、加水口；5、套管换热器；6、缠绕管换热器；7、风冷器；8、板式换热器；9、漩涡风机；10、消音器；11、玻璃视盅。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029]如图1所示，通过中控机向PLC控制系统下达设备自检的指令，此时PLC控制系统控制实验装置中各电动元件开始动作，过程中电动元件可依据实验流程依次动作，并通过设备检测传感器对电动元件的运行状态进行检测，同时通过数据记录模块对检测结果进行记录，并将检测结果反馈到中控机，收集、记录数据、异常故障等，当程序运行完成，自动关闭动力设备，并保存完备数据。
[0030]过程中中控机可以将收集到的故障信息、信号等与数据库中的信息进行比对，信息库中的设备故障信息为根据实际运行过程中长期的设备故障信息进行汇总，同时也可对实验教学中的新的故障信息进行及时的的录入，从而使得数据库更加的完善，当出现故障时，可以对故障信息列出针对性的检修方案，可用于对学生动手能力的引导，培养学生们对设备故障的检修能力，同时教师们还可人为的制造一些故障，从而更加加强学生们对设备故障的检修与处理能力，能够有效的增强理解，满足现代化的教学需求，同时也有效的提高教学效率。
[0031]实施例1
[0032]本专利技术系统在综合传热实验中的应用
[0033]如图2所示，在本实施例中设置有蒸汽发生器1，蒸汽发生器1中设置有浮球液位计2，并在其一侧设置有安全液封3，蒸汽发生器1的出气管道分别与套管换热器5、缠绕管换热
器6以及板式换热器8并联，并设置有漩涡风机9以及风冷器7分别与各个换热器相连接。
[0034]如图2所示，装置设有完全手动调节阀VA09(闸阀)、VA03～VA08电动切换阀、可调节频率漩涡风机(装有变频器)、文丘里流量计(可反馈流量)等主要元器件，通过以上部件的配合可实现完全自动操作记录，并完成调试和实验，调试的过程如下：
[0035]设备可完成以下实验内容：套管传热实验、板式换热实验和缠绕管传热实验，每一个实验内容对应的阀门切换分别为VA03和VA06、VA04和VA07、VA05和VA08，每一个实验完成后，自动切换至下一个实验内容，具体实施步骤如下：
[0036]S1、蒸汽发生器加满水后，点击“调试模式”；
[0037]S2、蒸汽发生器内设定程序“控制压力2kPa”，自动打开阀门VA03和VA06
[0038]S3、自动运行至下一阶段，判断套管入口超过90℃，自动打开冷凝风机和鼓风机，并设定鼓风机流量为10m3/h；
[0039]S4、自动运行至下一阶段，观察到套管温度出入口达到99℃，5min自动记录相关温度、流量和压力值；
[0040]S5、自动运行至下一阶段，自动改变鼓风机流量至14、18、22、26、30m3/h，每个数据稳定3min并记录，从而完成整个套管调试过程；
[0041]S6、自动运行至下一阶段，切换阀门关闭VA03和VA06，打开VA04和VA07，进行缠绕管实验；
[0042]S7、自动运行下一操作，重复3～5步骤，完成缠绕管传热实验；
[0043]S8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新工科实验教学智能化系统，其特征在于，包括以下步骤：S1、在中控机中录入异常信息数据库；S2、将实验装置的核心部件设备设置为电动元件并接入PLC控制系统中；S3、对S2中的电动元件设置相应的检测传感器并接入中控机中；S4、根据实验所需操作步骤，对整机编写对应测试程序，在程序执行过程中，将S3中的检测信号与S1中的异常信息进行记录、比对、分析；S5、对异常信息给出引导性的检修方案。2.根据权利要求1所述的一种新工科实验教学智能化系统，其特征在于：所述的S1中故障信息数据库为预先大量的实验数据录入和实验教学过程中设备故障信息的实时录入。3.根据权利要求1所述的一种新工科实验教学智能化系统，其特征在于：所述的S2中核心部件为涉及...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峻炜，杨会，高领，
申请(专利权)人：西仪服郑州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：