电机控制实训总结例1

【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】

贵阳职业技术学院机电一体化专业是在原贵阳市高级技工学校维修电工专业基础上建立起来的，校内原有实训设备主要围绕维修电工职业标准配置，由于高职教育和技工培养在目标、起点、学制的差异，以就业为导向，围绕专业建设、课程改革，建好机电一体化校内实训基地具有重要意义。

一、机电一体化实训基地定位

通过对30余家大中型企业调研，机电一体化专业实训应以机电设备生产和维护、维修为两个主要方向，根据企业机电岗位需求，定位为：机、电、气、液、信息化五位一体，突出电气控制与信息技术。

二、校内实训基地概述

1、基地主要实训室

学院现有机电技术实训室11间，可完成电工基本技能、电子产品装调、PLC/单片机应用、常见机床电气线路检修、机械装调等实训。

2、实训基地存在的主要问题

现有实训室设施设备基本能完成维修电工（高级）及以上培训及鉴定考核，能满足机电一体化技术、铁道机车车辆、铁道电气、化工设备维修等专业对电工安全、电气控制等基础实训的要求，但也存在以下问题：

（1）设备数量偏少。学院2011年前仅有4个高、中职专业开设机电类实训，年实训人次在600人左右，目前已增加到9个专业28个班约1700人次，由于每个实训室平均工位不足30个，难以满足教学要求。

（2）现有设施设备难以满足高职办学“理实一体化”教学模式的需求。现有设备从技能培训方面看，可基本满足维修电工的培训，但高职相关专业由于学制为2+1，在校学习时间中又有将近1半为国课、省课，因而难以沿用原中职教育8周以上的集中实训，根据目前高职教育课改的大趋势，都以任务驱动的一体化教学为主，这种教学模式对实训设备提出了较高要求，需要虚拟工厂、仿真实训等来满足教学。

（3）现有设施设备系统化、信息化程度不高，难以满足对各专业差异化实训教学需求。

三、建设方案

1、建设原则

实训基地建设遵循以下原则：

（1）基地建设要为专业群建设服务，有利于资源共享，培养学生岗位群职业能力；

（2）基地建设要有利于教学改革，要以融“教、学、做”合一的项目实训为载体，注重内涵建设；

（3）实训模块包括基本实训模块（基本技能训练的内容及设备构成的模块），项目实训模块（岗位项目训练的内容及设备构成的模块）；

（4）基地要有利于各专业的资源整合；

（5）可供本地区实训条件不足的学校进行实训，发挥辐射作用；

（6）基地具备一定生产服务能力，要开展产教结合，直接对外经营服务，让学生实现近距离就业；

（7）面向社会开展相关专业的就业技能培训与职业资格认证，建立面向社会，面向市场，针对本区域经济结构及发展趋势，把教学、培训、职业技能鉴定和科研结合在一起。

2、建设内容

根据调研企业机电设备及控制系统现状和发展趋势，校内机电实训基地拟采用工业网络控制系统，通过工业以太网、工业现场总线、PLC控制系统等，将原来独立的各个实训室有机联系在一起。新建一个总控室，利用组态软件，将重点企业的典型生产工艺、流程制做成动画、图型，将生产工艺、流程等画面实时显示在大屏幕上，并可通过网络系统，与对应的实训室连接，通过对现有设备的技术改造，实现对设备的控制。学生在实训中心，首先到总控室对生产工艺、过程进行了解，然后根据工作任务不同，可完成从机械部件组装调试、电路安装调试维修到编程、组网、组态等项目的实训。

（1）总控室

总控室配置2台工控主机（服务器）、现场总线模块、主流组态软件及工业以太网附属设备。

室内前期可利用投影机作为教学屏幕，根据专业拓展，在开设楼宇智能化、工业自动化等专业方向后，应配置拼接屏，用于安防、视频监控相关课程实训。

（2）各功能实训室

1）电气自动化实训室

该实训室以现有设备为主补充现场总线网络模块，根据专业需求，定制机车控制系统、过程控制等部分实训挂板，完成考核实训任务。

2）机电设备安装与调试实训室

该实训室利用现有部分设备，补充网络、组态、伺服、步进、传感、检测等功能模块，增加常见机构拆装台架，根据开磷集团矿山运输线、化肥生产线，轮胎股份公司轮胎生产线、雪花啤酒生产线等实际工作任务，搭建项目实训平台。

该平台除满足教学实训外，可为企业科研、培训提供服务。

3）电液综合控制实训室

该实训室利用现有部分液压气动实训台架，以工程机械液压系统维护为工作任务，增加液压拆装、仿真挖掘机、挖掘机电控系统和现场总线网络功能模块，搭建实训平台。

4）数控机床装调实训室

利用现有数控装调、维修设备，针对主流数控操作系统，进行经济型数控机床装调实训。增设带现场总线网络功能的DCS控制系统模块、DDC控制模块，为复杂控制系统、智能控制系统等方面的实训、科研服务。

（3）仿真实训

1）电工电力拖动仿真软件

可满足学生对电气元件结构、作用、安装、接线、电路分析的多媒体教学和熟悉电气控制线路的虚拟接线实训及应知考核测试功能

2）PLC类仿真软件：

PLC仿真系统包括PLC仿真软件与仿真模块。通过仿真软件可以真实地改变PLC输入点的状态，完全真实地展示出PLC的工作过程。

3）气动液压仿真软件

该仿真软件包含液压和气动两部分，提供了各种气动和液压元件的实物图片、工作原理剖视图和详细的功能描述。逼真地模拟这些元件的工作过程及原理。

四、结语

不断改进校内机电实训基地的设施设备，营造学习和工作一体化的情境，开发“教、学、做”一体的项目化课程，打造集教学、培训、科研、技能鉴定、社会服务五位一体的机电实训基地，可大大提高机电大类学生的工程实践能力、创新能力、应变能力等职业能力。

电机控制实训总结例2

引言

随着我军高新装备的不断配发，模拟训练器的研制已经在各个兵种大范围的开展，但从实际效果来看，目前主要局限在对实装操作的模拟训练装置研制上，较少开展维修模拟训练装置的研究，归其原因主要为：经过装备操作训练，操作步骤较好掌握，便于进行操作模拟训练装置研制；但装备维修训练，局限于真实故障的产生和需要维修人员较高的理论水平，不便于实际模拟。“某型装备超短波通信网模拟训练器”综合运用多种技术，仿真度较高，可广泛用于院校、部队的教学与培训，可开展操作使用模拟训练[1]、通信组网操作训练、分解结合训练、维修模拟训练等科目。

1 系统组成

系统组成包含A站设备及B站设备，两个站体设备完全一致，分别包含主控计算机1台、通信控制设备模拟装置1台和超短波电台模拟装置1台，可实现两站体之间的操作及维修训练。

A站与B站通信时借助电台模拟装置采用无线方式实现，可进行话音和数据传输。在站体内部，模拟的单体设备通过RS-485总线与主控计算机连接，主控计算机作为RS-485总线主控设备，通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置作为子设备，主控计算机可以通过RS-485总线实时在线主动查询和设置通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置，更加逼近实装操作。通过主控计算机还可以设置超短波电台模拟装置工作状态，采集超短波电台模拟装置工作参数，并与通信控制设备模拟装置进行组网通信，用于代替实装进行模拟维修训练。

2 系统功能

超短波通信网模拟训练器具有以下功能：（1）单装操作训练：能进行通信控制设备的操作使用训练，操作使用方式、操作界面与实装一致；能通过主控计算机软件设置超短波电台模拟训练器的各种参数。（2）通信组网训练：能进行超短波通信网组网训练。（3）分解结合训练：能进行单装设备的分解结合训练，其内外部结构与实装一致。（4）故障设置及维修训练：能通过计算机软件自动、人工手动两种方式设置并模拟单装设备各电路板的故障，其故障现象与实装一致；维修训练可以定位至电路板级，对故障电路板进行换件或通过主控计算机清除故障，可排除单装设备故障。

3 硬件系统设计

3.1 通信控制设备模拟装置

通信控制设备模拟装置在内、外部结构上与实装相同，结构图如图2所示，由底板提供总线插槽，总线插槽上插接嵌入式MCU、人机操作界面、8块接口板、电源、键盘接口、外设接口等电路板，其中键盘控制板和LCD显示屏位于前面板内侧，与实装结构一致。采用RS485接口通信方式连接到主控计算机，主控计算机软件对通信控制设备进行设置，可设置参数和模拟故障，MCU根据主控计算机软件参数设置情况，做出相应处理。主控计算机软件设置故障时，MCU通过继电器的断开控制接口板的通断，模拟故障现象，学员根据故障现象，分析并定位故障位置，及时维修故障，完成故障维修模拟训练，并从中了解整个故障分析思路和故障排除过程，为以后在实装维修中打下牢固基础。

3.2 超短波电台模拟装置

超短波电台模拟装置结构图如图3所示，硬件结构包括嵌入式MCU、无线模块、RS485通信接口、话机接口和数据设备接口。其中嵌入式MCU通过RS485通信协议和主控计算机连接，通过数据设备接口和通信控制设备连接，主要接收来自主控计算机软件设置的频段参数和密钥，通过串行接口将数据写入无线模块，对无线模块参数设置完成后，如果通信双方电台频率设置在同一频段内，密钥相同，两部无线电台之间就可进行话音和数据通信。

4 软件系统设计

4.1 上位机软件

主控计算机软件部分主要包括系统通信组网操作设置、自动故障设置模块。其中系统通信组网操作包含站体身份选择模块、电台参数设置模块、链路监控状态模块、数据通信模块等；自动故障设置包含故障设置模块、故障恢复模块、考核模块等。

4.2 超短波电台模拟装置软件

软件由通信模块、话音通信传输控制模块、通信参数控制模块和数据传输模块组成。通信模块负责模拟电台的通信传输，一方面数据通信传输，另一方面进行通信参数的接收，接收到收发两方的通信参数后进行判别，是否为正确的通信参数，如若正确，则进行通信传输，否则不进行通信传输，即使有数据或话音信号进行传输，通信参数控制模块必须给出能够传输或不能传输的决策。话音通信传输控制模块主要负责控制话音传输，而数据传输模块则负责数据通信传输。

4.3 通信控制设备模拟装置软件

通信控制设备一方面进行通信监听，另一方面监测用户输入进行状态查询和参数设置，移植了VxWorks实时嵌入式操作系统，具有多任务调度功能，可同时运行多个进程并行工作。

5 结束语

电机控制实训总结例3

中图分类号： TN919?34； TP391；V267.3 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）22?0084?04

Design of maintenance training system for an airborne electronic pod

CHEN Hong1， LI Jin?jie1， GAO Wei1， LIU Ya?juan1， DU Jiang?bo2

（1. Qingdao Branch， Naval Aeronautical Engineering Academy， Qingdao 266071， China；

2. Naval Unit 92492 of the Chinese People’s Liberation Army， Ledong 572528， China）

Abstract： Since the maintenance training of a certain airborne electronic pod has high cost and long cycle， an airborne electronic pod maintenance training system based on semi?physical simulation was designed. The external form， connection and operation of the system are similar to actual equipment. The signal simulation， fault setting and state acquisition circuits were designed in the maintenance training system. The universal I/O modules and RS 485 bus were adopted to monitor and control these circuits. Based on this remote control structure， the maintenance training platform was established to realize the whole technical support training process simulation. It can simulate testing operations which are identical to actual operations of detection device. It can set typical faults， which are accordant with real faults. The practical application effects show that the system is feasible and efficient for the airborne pod maintenance training.

Keywords： maintenance training device； semi?physical simulation； avionics； airborne electronic pod

某型机载电子吊舱具有技术先进、结构复杂、价格昂贵等特点，相应的测试维修相对复杂，对该型吊舱的技术保障离不开技能娴熟、维修经验丰富的地勤人员。但现行的维护训练通常结合飞行任务并行实施，存在组织实施困难，训练成本高，对实际装备有损耗等缺陷，且受到场地、天气等多种条件制约，训练时间有限，人员培养周期长。基于虚拟仿真技术或半实物仿真技术的维护训练系统能够有效克服结合实装进行维护训练带来的问题[1?2]。其中半实物维修训练采用物理模型模拟装备的真实外观，而在计算机上仿真实现装备的工作原理。由于半实物训练平台具有实装外形，对其进行维修训练操作基本与实装一致，可以给维修人员带来良好的实践动手能力训练，因此在各型航空维修训练系统中得到了广泛的应用[3?6]。本文基于半实物仿真方式设计实现了该型机载吊舱维护训练系统。

1 维护训练系统功能设计

该机载电子吊舱维护训练系统满足一二线技术保障全程训练需要，具备的功能有：

（1） 内场检测训练功能，能够模拟内场自动测试设备（Automatic Test Equipment，ATE）对仿真吊舱进行数百项详细性能指标的检测，用于训练维护人员内场通电检测操作技能和指标分析判读能力。实现的难点是如何根据仿真吊舱的工作状态、故障设置给出相应的检测结果。

（2） 外场通电训练功能，能够对起挂装机状态的仿真吊舱进行机上通电检查，能模拟机上显控盒对吊舱的上电、自检、功能检查等操作，并给出相应测试结果。用于训练维护人员机上通电操作技能和外场快速反应能力。

（3） 典型故障设置功能，能够在仿真吊舱内各外场可更换单元（Line Replaceable Unit，LRU）及连接电缆上设置故障，模拟包括器件故障、线路通断、性能下降等多种实际工作中常遇到的典型故障，用于训练维护人员故障分析和排除能力。其难点是如何根据设定的故障，在训练中仿真出相应的故障现象。

（4） 起挂转运训练功能，能满足仿真吊舱从内场转运到外场，起挂安装到机上挂架的操作训练需要。

（5） 拆卸安装训练功能，能满足对吊舱舱体蒙皮、各LRU的拆装训练需要。

2 硬件设计与实现

根据上述系统功能，对该型机载电子吊舱维护训练系统进行了硬件设计，系统硬件可分为4大部分：半实物仿真吊舱、采集与控制单元、内场检测平台、外场机上平台，如图1所示。

图1 吊舱维护训练系统硬件组成

2.1 半实物仿真吊舱

半实物仿真吊舱采用1∶1比例真实模拟实装外形，以及内部各LRU的连接和固定方式，能够替代实装作为维护训练时进行通电检查、安装拆卸、起挂转运等，操作难度大、危险系数高、损坏可能性大的实践动手科目的训练平台。半实物仿真吊舱是否逼真，是否具有可操作性，除了外观与实装一致外，更重要的是如何模拟内部的各种信号。仿真吊舱内部根据通电检查、地面检测、故障设置等维护训练需要设计了相应的仿真电路，按照作用可分为以下3种：

（1） 信号仿真电路，在一定制作成本下，采用低频信号替代射频信号，低功率信号替代高功率信号，RS 485总线替代机上总线等方法建立电子装备的主信号通路。信号通路的通断和工作状态的切换由程控继电器来控制。

（2） 故障设置电路，用于对LRU或线路的故障状态进行设置，通过多个故障设置点来设置不同故障状态，如：良好、失效、性能下降等。

（3） 状态采集电路，通过在信号检测点、故障设置点引出采集电路，来实时获取整个仿真吊舱的工作状态和故障信息。

同时为了保证仿真的逼真度，所有这3种电路的走线尽量依照实装电缆实际信号走线，尽量不增加额外线路。

2.2 采集与控制单元

采集与控制单元是仿真吊舱与外场机上平台和内场检测平台实现交联的关键单元。其完成2大功能：一是响应上位机（座舱/检测工控机）的控制指令（上电、自检等），改变仿真吊舱的电路工作状态；二是实时采集仿真吊舱的电路信息（工作状态、故障状态等），并上报给上位机。这两大功能归结起来，就是实现对半实物吊舱内各电路控制点和状态采集点上仿真量的监测与控制。这里所谓的仿真量，是指表示电路通断、连接状态的数字量，或是表示功率强弱、频率高低的模拟量。换句话说就是要实现对仿真吊舱内数字量与模拟量的远程测控。考虑到整个仿真系统测控量较多（超过300个），且测控距离较远（超过15 m），可采用目前市场上使用比较广泛的远程I/O模块，如：研华公司的ADAM系列、研祥公司的Ark系列、研发公司的DAC8000系列等。这类I/O模块能够独立提供A/D，D/A，DI，DO，数据比较和数据通信等功能，通用性好，可靠性高，价格也比较低。

系统采用RS 485串行异步半双工通信协议，将多个远程I/O模块并联在一个总线下，以上位机作为主机实现主从式的远程数据采集控制，如图2所示。在内场以检测工控机为上位机，在外场以座舱工控机为上位机，两者共用该采集与控制单元，以节约成本。而整个采集与控制单元安装在半实物吊舱内部，经由吊舱脱落插头对上位机提供统一的RS 485总线接口（工控机一端在COM口安装RS 232转RS 485模块）。

2.3 外场机上平台

外场机上平台包括显控盒、座舱工控机以及机上通用挂架等设备，能够真实模拟外场机上维护训练环境，是进行吊舱机上通电检查、接口检测、线缆测试、故障排除等科目训练的硬件平台。其中，显控盒实际上是一个人机交互接口，对显控盒的按键监听和指示灯控制可采用嵌入式单片机来仿真实现。单片机在周期性扫描显控盒按键开关阵列的同时，读回扫描结果，判断是否有键按下，并计算按键编码，然后将编码发送到座舱工控机中。座舱工控机为外场机上平台的信息处理中心，在响应显控盒上用户操作的同时，把用户的操作转换为指令，通过RS 232转RS 485总线与采集与控制单元交联，实现对仿真装备的通电控制；同时采集仿真装备的当前工作状态，在显控盒和多功能显示器上显示对应信息。

2.4 内场检测平台

内场检测平台能够模拟ATE的功能，具有与实装一致的操作界面，能够对仿真吊舱进行数百项性能指标的详细检测，其测试的深入程度是外场机上通电检查所不能比拟的。仿真实现中，其强大的检测功能通过运行在检测工控机的软件实现。检测工控机也通过RS 232转RS 485总线与信息采集与控制单元通信，在检测过程中根据需要自动发送控制指令，使仿真吊舱工作于某种指定状态（上电、自检等），然后采集该状态下仿真吊舱内各测控点的信息，最后依据这些信息给出对应的检测结果。

3 软件设计与实现

在吊舱维护训练系统中运行的软件主要有2个：运行在外场机上平台座舱工控机上的“机上显控仿真软件”和运行在内场检测平台检测工控机上的“内场检测仿真软件”。

3.1 机上显控仿真软件

该软件是座舱工控机实现机上通电检查时进行显示控制的核心，其组成如图2所示。

图2 机上显控仿真软件组成框图

机上显控仿真软件具备2大功能：

（1） 座舱按键响应及显示控制，通过实时监听与机上显控器内单片机交联的RS 232通信串口，来响应不同地址编码的按键，调用对应的响应函数，如加电、自检、功能检查等；同时控制显控器指示灯的显示；

（2） 仿真装备状态控制与采集，通过RS 232串口通信与采集与控制单元交联，向仿真吊舱发送各种控制指令，同时循环监听仿真吊舱的状态变化，调用对应函数响应该变化。

3.2 内场检测仿真软件

内场检测软件的模块组成如图3所示，其运行流程如下：软件启动后，首先初始化各种测试资源，连接仿真吊舱；然后等待用户操作选择需要的测试项目，启动检测；接着在测试过程中自动控制仿真吊舱的工作状态，同时由采集到的信息（状态码、故障码等）得出某项具体指标的检测结果，逐项检测，逐项给出结果；最后，测试结束时记录所有检测结果，并释放测试资源。

图3 内场检测仿真软件组成框图

3.3 编程实现

上述2个软件运行在Windows XP环境下，由C#语言开发实现。软件采用模块化设计，从横向上可分为3个层次：接口层、检测层、应用层。底层为接口层，实现RS 232串口通信；中间为检测层，实现仿真吊舱状态的控制和采集；最上层为应用层，实现具体测试功能和人机交互。由于采用一致的底层硬件结构，因此上述2个软件可重用接口层与检测层中的功能模块，降低软件开发成本。其中，接口层的RS 232吊舱通信接口采用NET Framework 2.0 类库包含的 SerialPort 类开发，可方便地实现与仿真设备内采集与控制单元的串口通信。为保证指令传输的完整性和正确性，定义了上位机与仿真装备的通讯协议。协议的格式为：头+地址+数据正文+校验，例如：DD AA 01 02 03 EA。串口接收到数据后需按协议解析得到状态码，等待检测层处理。同样发送控制指令时，需要将指令码按协议封装，以便仿真装备相应地址的控制点响应。接口层串口通信编程实现的核心代码如下：

private SerialPort Com = new SerialPort（）；

private List buffer = new List（1024）；//接收缓存

private byte[] State_Code = new byte[4]； //接收到的状态码

private bool bCodeReceived = false；

Com.DataReceived += Com_Receive； //添加串口接收事件

void Com_Receive（object sender， SerialDataReceivedEventArgs e）

{

int n = Com.BytesToRead； //串口接收到的数据长度

byte[] buf = new byte[n]；

Com.Read（buf， 0， n）； //读取串口数据

buffer.AddRange（buf）； //把数据放入接收缓存

while （buffer.Count >= 6） //达到一个数据包长度

{

if （buffer[0] == 0xDD） //查找数据头

{

byte checksum = 0；

for （int i = 0； i < 4； i++）

//异或校验，确认数据正确

checksum ^= buffer[i]；

if （checksum == buffer[5]）{

//如果数据校验正确，解析该数据包

buffer.CopyTo（0， State_Code， 1， 4）；

//解包获取状态码

bCodeReceived = true； }

buffer.RemoveRange（0， 5）； //从缓存中移除数据

}

… …

}}

检测层的装备状态采集模块对采集到的仿真装备状态编码的解析，并调用应用层的响应函数，完成座舱内显示结果的实时更新，或是得到内场检测的相应结果。检测层的装备状态控制模块响应应用层的控制函数，产生对应的控制码，通过调用接口层的串口发送函数，将指令发送到仿真装备对应地址控制单元，完成对装备状态的控制。检测层装备状态采集与控制模块编程实现的核心代码如下：

private void StateAcquisition（） //装备状态采集函数

{

if （bCodeReceived） {

Switch（State_Code[0]）{

//依据状态码地址，判断采集点类型

case： 0x01 //发射机

GetTransmitterState（State_Code）；

break；

case： 0x02 //控制器

GetProcessorState（State_Code）；

break；

… … } }

private void timer1_Tick（object sender， System.EventArgs e） //定时函数

{StateAcquisition （）； //不断循环采集装备状态

… …}

4 结 语

本文设计实现了一种基于半实物仿真实现的机载电子吊舱维护训练系统。该系统的外形和内部结构与实装一致，具备真实的操作感，能够满足对吊舱进行机上通电、内场检测、拆卸安装、起挂转运等训练的需要，同时扩展了实装不具备的故障设置功能，从而既能做常规维护操作训练，又能进行各种突发故障的排除训练，较大程度上增强了该型机载电子吊舱维护训练手段，为理论教学与技能训练的有机结合搭建了良好的平台。经过实际使用表明，该训练系统能有效克服实装训练中存在的问题，且可扩展性好，使用方便，可靠性高，其设计方法在各型航空电子装备维护训练模拟器中具有一定的推广应用价值。

参考文献

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[7] 刘颖，朱元昌，邸彦强.面向维修训练的故障建模、仿真与评估[J].计算机工程，2007（13）：245?247.

电机控制实训总结例4

随着电机自动化程度的越来越高，电机控制实训的技术含量也应当由浅入深，通过现代化、科学化、系统化的实训方法提高电机控制实训的的水平，满足各类高校电机控制人才的培养需求。为了做到这一点，需求了解目前电机控制实训现状，针对其中的不足表现设计现代电机综合系统，这样才能创造性的改善当前电机控制实训现状，优化电机控制实训的实际效果。

一、目前电机控制实训现状分析

就目前而言，电机在社会的各个行业都有着广泛应用，这使得电机控制成为一项相当重要的工作，是电气工作人员日常工作中的重要任务，也是业绩考核的重要指标。所以，对电机控制实训应进一步提高重视程度。电机控制技能训练一直以来都有，但是20世纪90年代才自主研发了一些电机技能实训设备，主要有简单的电源、线路板和相应的设备，简单而方便，但是技术含量过低。尽管经过多年的优化改造，传统的电机实训设备已经有所改善，但是技术含量仍然不能与发达国家相比，且存在着较大的安全隐患。近年来，电机自动化程度越来越高，以往的电机控制实训方法不能满足当前电气工作人员实际工作需求。在这种情况下，提出基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术，以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统，建立一个自动化程度较高的电机控制实训设备系统，以适应当前的电机控制实训工作需要。

二、基于现代控制技术的电机综合实训系统的构建分析

（一）系统设计的总体方案

为满足电机控制、机床电气、变频控制以及基的系统功能需求，可以说电机综合实训系统是相当复杂的。在综合考虑成本和实现难易程度以及操作实用性等各方面后，决定选择电动机、继电器、PLC、变频器加上位计算机的控制总体方案。

在这一方案下，系统内各设备要满足以下功能需求。

1、继电器单元和电动机单元配合完成电动机基本控制功能和机床电气控制功能；

2、继电器单元！PLC单元和电动机单元配合完成PLC改造功能；

3、变频单元和电动机单元配合完成变频调速功能；

4、继电器单元！PLC单元！变频单元和电动机单元配合完成综合控制功能。

（二）外部构造设计

该系统主要由电源！继电器单元、PLC单元、变频器单元、电动机单元等组成。电源部分供该系统各部分所用，主要由断路器、接触器、按钮、电压表、插座等组成；继电器单元主要由断路器、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器、行程开关等组成，配合电动机单元实现电动机、机床电路的基本控制功能及其扩展功能；PLC单元主要由主机、开关电源、继电器、PLC单元、电缆等组成，配合电动机单元PLC机通过STEP7实现电动机、机床电路的控制和改造；变频器单元由变频器、断路器等组成，配合电动机单元实现电动机的调速控制。

1、根据所作项目的具体内容，可适当调整熔断器！继电器等的数量，以满足实际需要，如图1所示。

2、根据实训中容易出现的问题，以及PLC较易损坏的特点，对其外部构造进行改造，可对PLC进行适当的保护，以利于设备利用率的提高，同时节约后期较昂贵的设备维修费用。

3、考虑到该部分易受外界影响，须单独设立电源，有条件时可对其进行屏蔽，并对其所用导线进行单独配备。

4、设计综合控制系统，首先根据电力拖动系统的要求选择电动机。选择电动机时，要考虑电动机的类型、数量、结构形式及容量、额定电压、额定转速等要求。应该强调，在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相异步电动机。

（三）软件部分设计

采用STEP7一Micro/WIN V4.0编程软件。这一编程软件是西门子公司的一个编程序控制器研制开发的编程软件。它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。所以，这里采用这一编程软件设计电机综合实训系统。在编程软件安装前，要求计算机系统是CPU80486以上的微处理器，内存SMB以上，硬盘SOMB以上，还要满足基本的硬件连接需要，比如个人计算机与PLC之间要建立基本的通信。

安装编程软件后，则可以利用编程软件进行电机综合实训系统的软件程序设计。设计好后，利用专业的软件对其进行调试，以保证软件设计科学合理、有效实用。进行设备调式期间，要事前确定选择扫描次数和用状态图监控程序，按照相关的调试程序完成系统调试和监控工作后，再在安全运行状态下进行程序编辑。

在运行模式下，可以对用户程序作少量修改，修改后的程序一旦下载将立即影响系统的运行"可进行这种操作的PLC有CPU224和CPU226两种，操作如下：

1、在运行模式下，选择“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令。运行模式下，只能对主机中的程序进行编辑，当主机中的程序与编程软件中的程序不同时，系统会提示用户存盘。

2、屏幕弹出警告信息，单击“继续”按钮，PLC主机中的程序将被上载到编程窗口，此时可在运行模式下编辑程序。

3、程序编译成功后，可用“文件”菜单中的“下载”0命令，或单击工具条中的“下载”按钮将程序下载到PLC主机。

4、退出运行模式编辑。使用“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令，然后根据需要选择“选项”中的内容。

三、结束语

在这里，基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术，以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统，这是一个技术含量较高、实训程序简单有效的电机控制实训设备系统，能从根本上提高电机控制实训的水平，这是技术创新的结果。在今后的电机控制训练中，应充分发挥技术创新精神，大胆的设想，大胆的开展技术研究，不断的优化电机控制训练效果，跟上电机设备自动化程度的提高速度。

参考文献：

[1]李海峰.现代电工实训系统的开发与应用[D].西安工业大学，2014.

电机控制实训总结例5

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）09C-0190-03

培养符合生产、建设、管理和服务第一线需求的高素质、技能型、专门型人才是高职院校的目标，因此，实践性教学成为高职院校的一大特色，是实现其人才培养目标的重要教学环节。当前，自动化控制技术在现代化工业生产中的应用越来越广泛，随着计算机控制、PLC、网络及通讯等技术领域的相互渗透和集成应用，工业自动化技术逐步形成，并在当今工业科技中扮演着越来越重要的角色。同时，工业自动化设备的操作、维修、检测和管理等岗位对掌握工业自动化技术的技能型人才需求也在日益扩大。因此，在高职院校的相关专业开展实训教学，首要目的就是要培养学生的职业技能，使学生既能掌握工业自动化专业理论知识，又能胜任自动化仪器仪表、设备以及自动化生产线操作、安装、运行维护以及改造设计等技能型工作，同时培养其良好的职业素养，以适应区域经济和高新技术产业发展的需要，满足社会的需求。

目前我国工业自动化技术和计算机网络技术高速发展，如何全方位地培养具备工业自动化工程技术实践能力，能够解决工程实际问题的自动化专业人才已成为当前高等职业教育研究和探索的重要课题。本文结合广西工业职业技术学院工业自动化控制综合实训中心建设的实践，就高职院校工业自动化专业实践教学平台的构建进行探讨。

一、工业自动化实践教学平台的建设及定位

具有较强的实践能力以及新技术应用能力是当今社会企业对高级技术人才的基本要求。因此，高职教育必须是技术性、应用性的教育，其课程定位为“以应用为目的，以必须够用为度”，其专业技术技能要求较高，并具有针对性。广西工业职业技术学院基于对往届毕业生和用人单位的调研，确立了自动化类专业课程的设置方式为“宽基础、活模块”，并建立了“以岗位技术应用能力和素质培养为主线”的模块化教学体系。同时，相关教研室也对自动化类职业岗位所需的专业知识和技能进行全面梳理，重新定位了自动化类专业的实践教学目标，整合并优化了自动化类专业分散在各门基础课程和专业课程中的实验课程，从而构建了一个层级化的实践教学平台，包括：

素质实验层：以培训学生基础素质为主的训练实验室，包括计算机操作与工具软件使用实习，电工技术、电气控制技术课程实训和设计。

工程训练层：以增强学生工程实践能力和工程意识为目标，包括课程实训及设计、气动技术、电子技术、气动技术、液压技术、电子液压技术、信号检测技术及可编程技术等。

创新开发层：主要培养学生综合动手和创造能力，包括综合实训、综合实验、过控仪表及PLC控制系统设计实训。

实践生产层：加强校企合作，设立生产性实训实践基地，采用“公司化运作”经营管理模式，开设零距离上岗“直通车”，为企业的技术改造、研发提供技术服务。加快专业特色化建设，建设一流的“示范性”的实验（训）基地。包括工业网络综合实训、生产过程仿真投运实训、自动化生产线实训等综合实训内容，工业电梯控制实验（训）室、中兴通信实训基地等，全面提高学生的实践动手能力和实际运营能力。

上述层级化实践教学平台以工业自动化网络控制实训中心为载体，使课程实践教学做到层次分明、循序渐进，以体现技术应用型人才的培养规律，并结合教学安排，使学生的能力培养形成一个从初级到专业逐步深化的过程，包括从基本技能延伸到专业技能，从单一技能拓展到综合技能，从实验室培养逐步过渡到生产实际培养。

二、工业自动化网络控制实训中心的构建

广西工业职业技术学院工业自动化网络控制综合实训中心是通过整合学院原有的各个自动化专业实验室，并融合了西门子全集成自动化网络控制的理念和全局性布局而创建出的一个以自由和开放为特点的实训中心。该中心的建立可以营造出一个更接近生产现场的实验环境，使学生的实际动手能力得到锻炼，同时，也可以为相关教学实验与研究人员提供一个良好的实验平台。整个工业自动化网络控制实训中心主要包括PLC与变频控制实训室、现场总线与组态技术实训室、自动控制技术实训室以及生产过程控制技术实训室4部分。

（一）PLC与变频控制实训室的系统构建

PLC与变频控制实训室是基于学院原来的PLC实训室扩建而成。原PLC实训室配备了二十套施耐德PLC变频器，采用PPI计算机通讯形式，计算机之间没有联网。随着控制技术的不断进步，原有设备显得比较落后。因此，实训室的改造扩建从以下两方面入手：一是通过升级，将原有单台设备分开控制模式改为网络控制模式，以体现技术发展趋势；二是通过网络技术的融合，原有单台设备融入控制网络，其原有功能可以得到进一步拓展。

为在资金有限的条件下达成最好的效果，扩建方案并没有考虑购买大型成套设备，而是新购20套带有以太网端口的PLC，把新购的20套以太网PLC组成一个大的工业以太网。网络结构采用两级网络控制拓扑结构，分别应用西门子工业通讯网络中的工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线来进行架构，网络结构示意图如图1所示。其中上层采用的是工业以太网，可以实现上位PC机之间的通讯，以及实现整个网络控制实训中心内部网络的通讯；而底层布置的是PROFIBUS-DP现场总线，用以实现下位机PLC和上位机之间的通讯，并同时承担下位机PLC主站和MM440变频器从站之间的通讯。该实训室设立的目的是培养学生基本技能，因此其使用频率较高，且面向的专业较广。经过上述配置改造，使整个实训体系既体现了西门子最新的工厂控制集成自动化技术特点，又保留了原有实验设备套数，并从整体上实现了功能提升，以最低的成本实现了最大程度的自动化控制解决方案。

图1 PLC与变频控制实训室网络结构图

（二）现场总线与组态技术实训室的系统构建

现场总线与组态技术实训室在功能上也属于面向培养学生基本技能的专项实训室，而且近几年控制软件组态技术在职业教育中越来越受到重视。为配合组态控制技术课程的教学，学院在近年也购置了四十台计算机，并购买安装了业内主流的组态王和MCGS组态软件。但是，按上述计算机加组态软件的教学模式，学生仅能较浅地掌握组态软件的应用，由于缺乏硬件连接的实践，真正意义上的组态控制系统硬件设备的连接与设置没有教学实践的条件，因此，等毕业生到实际生产企业后真正接触到组态时上手仍然存在困难。有鉴于此，现场总线与组态技术实训室在构建时就定位为采用主流技术标准和较先进控制设备的现场总线与组态技术实训室，其特色就是要融合现场总线技术和组态控制技术。

基于实训室的定位，其整体技术方案充分考虑了如何将当前主流的现场总线技术、设备与原有组态软件相融合的问题。控制网络采用二级拓扑结构，结构示意图详见图2，其中控制网络的上层采用工业以太网，其目的是实现上位PC机之间的通讯，以及整个网络控制实训中心内部网络的通讯；底层则通过PROFIBUS-DP现场总线，用以承担下位机PLC和上位机之间，下位机PLC主站和ET200S远程I/O，以及人机界面TP/OP从站之间的通讯任务。由于下位PLCS7-200中配置了以太网通讯模块CP243-1，上层管理网络可以对底层现场设备进行直接通讯，体现了工业现场应用的多样性，可以让学生实践到较先进的控制技术，还可以为教学科研人员开展基于以太网的PROFINET系统的研究提供平台。

图2 现场总线与组态技术实训室网络结构图

（三）生产过程控制技术实训室的系统构建

近年来，过程控制设备主要体现在现场设备的智能化和控制系统的网络化两个方面，而当今工业自动控制发展的趋势是管理和过程控制的一体化。控制技术实训的培训重点是面向流程工业的过程控制技术，为了在教学过程中体现这一重点，提高实训教学质量，让在校学生得到充分的工程实践锻炼，我们在工业以太网及现场总线的过程控制系统的基础上进行了实验装置扩展，构建了实训系统。

整个实训系统的控制结构是由上位机监控系统和下位机PLC控制系统两部分组成。控制网络为两层网络拓扑结构，如图3所示。其中上层采用工业以太网来实现上位机PC之间以及上位机和下位机PLC之间的通讯；底层下位机PLC主站和从站之间的通讯则通过布置现场总线来实现。底层从站包括有控制液位、压力和温度流量等过程控制实验装置。网络组态、硬件组态以及PLC控制程序的编写采用SIMATICS STEP7软件，上位机与PLC的动态连结则由组态软件SIMATIC WINCC来实现。采用两台工控机作为上位机，其主机界面应用了西门子的WINCC组态软件，用以显示工业生产、控制及报警等的图形化界面以及对SIMATIC PLC系统的诊断，方便硬件维护。

图3 生产过程控制技术实训室网络结构图

经过上述扩展，实训中心可新增变频器应用技术、过程控制和自动检测技术三门课的实验项目20多个，包括变频器的开、闭环调速，变频器的制动，变频器的多机联网控制，小区恒压供水工程的仿真等，教学效用提升明显。

（四）自动控制技术实训室的系统构建

面向制造业中自动生产线的机电一体化控制技术是自动控制技术实训的主要目标。自动控制技术实训室的构建是在学院原有的两套一体化生产线控制实训装置的基础上进行升级改造来实现的。原有实训装置在技术上比较先进，控制器是西门子S7-200的PLC，但由于没有联网，难以体现出机电一体化的特征。因此，自动控制技术实训室升级改造方案的重点就确定为实现原有一体化生产线控制实训装置与控制网络的联接。

为控制改造成本，教研室提出了在原有PLC模块上增加通讯模块来实现设备联网的方案，其网络结构如图4所示。其中现场设备通过工控机扩展卡SMP16-COM291和S7-200通讯模块EM277进行PROFIBUS-DP总线通讯，上层网络则由SMP16-COM201卡和工业以太网交换机实现连接。通过上述方案的改造，既实现了先进的工业网络联网技术在原有设备上的使用，还为日后的功能扩展改造预留了充分的空间。

图4 自动控制技术实训室网络结构图

高职工业自动化专业实践教学平台围绕培养具备高素质的技术应用性人才的目标，根据专业教学要求，实现实践教学与行业技术发展水平同步。广西工业职业技术学院在构建工业自动化网络控制实训中心的实践中，通过对实践教学平台的层级化设置，明确了各实训室的功能配置定位，并据此设置实践教学环节，以适应机电类专业工业现场的要求，让学生经历实现由基础理论实验到专业课程实训、综合实训等递进的实践能力培养过程，其特色包括：

充分把握当前控制系统的发展趋势，并依托西门子全集成自动化网络控制系统技术，建立了一个自由、开放式的实训模式，构建了一个接近生产现场的实验环境，既为培养学生的实际动手能力创造了一个良好的实训平台，又为相关教学实验与研究人员创造了一个良好的实验平台。

运用STEP7编程软件和WINCC组态软件进行网络组态和监控组态，学生可以通过直观的人机监控操作界面方便地修改操作参数，观察控制效果；并可在人机监控界面选用不同的程序进行多个实训项目，而不必需要进行硬件接线的更改。

建设过程中，充分考虑将学院的部分老设备融入新的系统中去，这样一来不但可以节约改造系统产生的费用，而且通过重新布局，还可以开发出原有设备的新功能。

【参考文献】

[1] 胡耀军，刘金云.模糊控制在工业以太网中的实现[J].仪器仪表标准化与计量，2011（3）

[2] 郁聪.高校实验室管理的问题及对策研究[D].天津大学，2012

[3] 王华，郭梅.从传统工厂到数字化、智能化工厂[J].电子世界，2013（20）

[4] 吴一鸣.PLC在工业自动化控制领域中的应用研究[J].无线互联科技，2013（10）

[5] 李爱华.PLC，变频器与通信技术的应用[J].电子技术与软件工程，2013（18）

电机控制实训总结例6

作者简介：邸建红（1975-），女，河北保定人，石家庄铁道大学电气与电子工程学院，讲师；邓晓燕（1960-），女，河北武安人，石家庄铁道大学电气与电子工程学院，教授。（河北 石家庄 050043）

基金项目：本文系石家庄铁道大学“十二五”教育规划课题（课题编号：110343）的研究成果。

中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0162-03

伴随着我国高速铁路的迅猛发展，铁路行业对铁路信号专业的人才培养模式提出了更高要求。近年来，铁路院校都非常重视铁路信号实训基地的建设，以提升信号专业学生的专业素养，期望培养出动手能力强、掌握最新铁路信号技术的高素质人才，更好的服务于高速铁路建设和运营。各高校大力建设实训基地的出发点都非常明确，期望值也很高，但是要达到培养实践能力强的人才的目标，就要对如何构建实训基地，花巨资建设的实训基地能否达到建设初衷，如何加强实训基地内涵建设，提高实训质量，如何培养学生的创新能力，实训基地如何为其他兄弟院校同类专业、铁路局及轨道交通公司提供实训服务等问题进行深入研究。

一、实训基地建设现状

我国高等教育已处于大众化教育阶段，社会需要理论素质高、动手能力强的专业人才。在大学的学习过程中，大部分的实验及实训项目在校内实训基地完成，校内实训基地是提高学生实践能力的主要场所。国外许多著名大学，如斯坦福大学、麻省理工学院等从20世纪90年代初开始对相关的教学内容作了改革，强调了实践教学环节，增加了实验教学内容，学生参与到导师的科研课题中增强了实践能力。国内，北京交通大学轨道交通控制与安全实验室依托实验平台有大量的自主课题和开放性课题进行研究，产生了很好的效果。因此加快实训基地内涵建设与实践，是高等工科学校进行工程素质教育发展的必然趋势。

二、铁道信号实训基地建设目标

实训是职业技能实际训练的简称，是指在学校控制状态下，按照人才培养规律与目标，对学生进行职业技术应用能力训练的教学过程。通过模拟实际工作环境，教学过程中理论与实践相结合，采用真实工作项目的教学案例，让学生亲身感受项目流程，以提高学生的专业技能、实践经验和团队合作经验。

随着铁路的六次提速，许多新情况、新问题应运而生，传统的教学方法和实验条件严重落后于轨道交通发展的需要，铁路新技术、新理论不断涌现，用人单位对人才有了更高要求。实训基地要定位合理，紧紧跟随人才市场的需求，把用人单位的需求作为工程教育的出发点，对在校学生开展专业技术实战培训，增强学生就业的信心，提高学生的业务素质和能力。同时高校要及时了解铁路信号行业的发展及人力资源需求情况，与企业沟通，合作建设实训基地。通过校企合作，推进铁路信号教育的发展。

对铁道信号学生的培养，要强调把专业知识和专业技能以及智力资源转化为社会实践能力。用人单位对人才的要求不仅仅是掌握一定的专业领域的知识，更重要的是要具有相关的专业技术操作能力和专业实践经验。学生通过在实训基地的学习和培训，加上专业知识的学习可以很快适应企业的各项要求。为了培养适应社会、适应企业要求的大学生，必须在加强基础教育、拓宽知识面的基础上，突出对实践能力、创新能力的培养以及综合素质的提高。学生不能仅是传统知识的继承者和技术的实践者，更应是新技术的吸收者、发展创新者和社会的实践者。高校的工程实训模式和教育理念的改革在这个转化的过程中将表现的更加突出。

三、铁道信号实训基地总体规划

在校园环形铁路设置四个车站，在四个车站之间建立分散自律调度集中即CTC系统，整个校园环形铁路采用CTCS-2列车运行控制系统。

以石家庄铁道大学校园铁路为对象，以CTCS-2为基础，通过深入研究和科学论证，构建了石家庄铁道大学铁道信号实训基地。

实训基地分为现场真实设备和CTCS-2仿真系统两大部分。其中，现场真实设备分为室外设备和室内设备。室外设备包括轨道及控制电路、信号机及控制电路和道岔及转辙设备；室内设备包括6502电气集中控制系统、计算机联锁控制系统、ZPW-2000A控制电路。CTCS-2仿真系统分为地面系统和车载系统两大部分，其中地面系统包括仿真沙盘、计算机联锁系统、列控中心、CTC调度系统、轨道电路、应答器和LEU。车载系统包括车载安全计算机、STM、BTM、人机界面、速度传感器、轨道电路信息接收天线、应答器信息接收天线。

四、铁道信号实训基地建设方案

石家庄铁道大学铁道信号实训基地现场部分介绍：在石家庄铁道大学工程训练中心南侧，有一段近300米长的铁路，铁路分为两个车站、一个区间。其中乙站有一组道岔，甲站有两组道岔。线路图。

铁道信号实训基地分为真实控制设备部分和沙盘模拟仿真控制部分。现场真实控制设备主要是车站信号控制、区间控制和微机监测系统。沙盘模拟仿真控制设置为4个车站，包括3个沙盘模拟控制站、1个计算机联锁站及CTC系统。

1.现场真实控制设备

随着铁路的不断发展，信号设备也在不断更新。计算机联锁控制系统具有高度的安全性、可靠性、实时性、可维护性、可用性、快速的处理能力等特点，计算机联锁的基本联锁功能是以6502电气集中的联锁电路的逻辑关系为依据，利用计算机的功能对6502电路进行了改进。因此，现场新建车站和既有车站进行改建时都采用了计算机联锁控制系统。但是仍然有一部分车站采用的是6502电气集中控制。[1，2]

为了和现场设备接轨，实训基地中两个车站可分别采用6502电气集中联锁和计算机联锁系统进行控制。图1中甲站包括两组道岔，两个轨道区段，进站信号机一架，出站信号一架，调车信号机三架，采用的是计算机联锁系统控制。

乙站包括一组道岔，一个一送两受轨道电路区段，进出站信号机各一架，调车信号机一架，采用的是6502电气集中联锁控制。

甲乙两站之间设站联轨道电路，制式为ZPW-2000A轨道电路，自动闭塞分区4个，通过信号机3架，采用四显示自动闭塞。

信号设备布置完后。

2.沙盘模拟仿真控制

铁道信号电子沙盘在整个铁道信号专业教学、实践环节中具有重要作用，直接关系到所开设相关实验的效果。另外，沙盘可以直观、全面的展示列车在车站和区间的行走过程中，进路、道岔、信号机之间的联锁关系，并且为演示和讲解铁道系统整体情况提供了平台。

沙盘采用环形沙盘，沙盘比例为1∶15，轨道间距为9.5cm。包括3个沙盘站和1个计算机联锁站，沙盘示意图如图3所示。其中计算机联锁站可用沙盘仿真软件控制，也可用控制室外设备的甲站的计算机联锁控制系统进行控制。

在沙盘上建设CTCS-2级列车控制系统和调度系统，设置车载设备、地面设备，并且可根据建设情况自行开发一些系统。

3.列控系统仿真

列控系统通常是由地面列控中心或无线闭塞中心、轨道电路、地面点式信号设备、车载传输设备和车载速度控制设备构成，用于控制列车运行速度、保证行车安全和提高运输能力的控制系统。列控系统设备构成示意图。

根据列控系统结构图，CTCS-2列控系统的仿真研究方案确定仿真模块为：地面设备的仿真研究、车载设备的仿真研究、车站列控中心的仿真研究、车站联锁系统的仿真研究。

其中，地面设备的仿真研究包括向车载发送模拟的轨道电路码序和应答器数据，提供车载防护曲线计算的基础数据，并根据控制中心的进路办理和临时限速信息向车载发送对应的有源应答器信息。

车载设备的仿真研究包括ATP仿真系统的研究和列控车载计算机操作系统的仿真两大部分。其中ATP仿真系统的研究提出列控车载ATP仿真系统的硬件总体设计方案，包括车载设备速度信息接收块的设计、无线接收数据块的设计、地面信息处理版块的设计、输出和接口设计；列控车载计算机操作系统的仿真制定了列控系统中车载DMI的各种功能需求，对整个车载DMI系统进行了建模。

车站列控中心的仿真研究通过对列控中心理论、功能及接口进行详细分析，结合列控中心的相关技术规范，针对列控仿真实验室的具体环境对车站列控中心进行了总体方案设计，完成了列控中心的硬件选型和软件子模块的功能分析与划分。

由于室内沙盘仿真控制部分的沙盘采用的是1∶15的轨道，相对应的列控系统可自行开发，将每一部分进行细化、模块化，作为本科生和研究生的设计题目。

五、实训基地的内涵建设与教学实践

通过在铁道信号实训基地进行实验教学、实习实训，培养具有创新意识和高素质的专业型人才。

1.实训内容与课堂教学内容及实验课相结合

实训项目要与教学内容衔接，要遵照循序渐进的教学原则，有一个逐步加深的过程，教师要根据教材内容和教学目的、教学重点、教学难点，制定切实可行的教学计划。实训项目还要与生产现场紧密结合，要注重学生能力的培养，且有一定的应用价值，并能将理论知识和实际工作技能相结合。

2.实训项目与人才市场需求相结合

实训项目要紧跟铁路及轨道交通对人才需求的变化形势，积极开发符合学校自身特点和铁路局及轨道交通公司需求的实训教材，分层次进行实验实训教学，提高实训质量。还要聘请铁路局及轨道交通公司的专家承担一定的实训基地教学授课，进行专业实训指导等教学工作。另外，要与铁路局及轨道交通公司联合建立一定数量的校企联合项目。

3.实训基地与科研平台的建设相结合

有针对性的将教学、科研与实践相结合。科研平台是科学研究的基本条件，是科技创新过程中各种支撑条件的有效集成。依托高水平的科研基地，通过产学研联合攻关，涌现出来了一批自主创新的科技成果，提升了学校在河北省及全国的地位，为铁道信号专业学生的毕业设计及信号专业方向研究生的课题研究提供了服务平台，提高了实训基地的利用率。

4.实训基地的功能延伸

铁道信号实训基地的建设资金投入大，为避免重复投资，已经建设并运行良好的基地可以为其他兄弟院校同类专业的学生提供实训实习教学服务，同时还可以为铁路及轨道交通公司提供技术支持和人员培训，共享设备资源和师资力量。

六、结语

石家庄铁道大学铁道信号实训基地的建设，将实训与课堂教学内容、人才市场需求、科研、本科生与研究生的毕业课题、铁路局及轨道公司的联合培养相结合，进一步深化了内涵建设，推进了教学改革，完善了人才培养体系，提高了学生的综合素质，从而能更好地服务社会。

参考文献：

电机控制实训总结例7

一、引言

学校建有上海电子与通信技术开放实训中心，实验实训室较多，设备增加较快，实训科目多，学生人数多，但教师和管理人员相对不足。有些实训具有一定的安全性、危险性，所以对参加实训学生身份的认证就显得十分重要。实训进行过程中，教师需要动态的跟踪并对参加实训学生身份认证、实训环节内容等信息进行确认。现利用RFID技术与其它相关技术结合，实现对设备使用的动态控制，能在实训前给出管理实训对象，或者当使用不当的时候，给出相应的警示、甚至中断操作，有效避免不安全的发生。

综上，通过智能电源管理系统能够加强实训教学的管理，实训数据的采集能够对研究实训教学提供有力的数据依据，能够提供改善的方向。此系统采用实时采集数据的方法科学管理实训教学，从而提高教学质量与管理水平。

二、智能电源管理在电子实训室硬件构架

电源控制硬件构架要求包括电源工作状态信息的采集、电源的控制、使用者身份识别，所采集信息的传输与管理，制定上位机信息接口规范，上位机软件设计要求，远程管理的实现，如图1所示。

智能电源管理主板采用32位ARM内核的STM32的32位处理器进行控制，可以处理负责数据采集处理和控制电源两个模块， 如图2所示。

1.控制电源：接受教师机发送过来的开、关机指令，指令采用32位4个字节，包含起始位、设备码、数据码、控制指令、校验码等，接受到指令后进行读取是否与该设备码一致，并读取控制指令信息，如是开启电源该位是01，关闭电源该位是00。

电源开关控制电路：继电器采用DC5V直流继电器驱动交流继电器进行控制，并带有驱动指示灯，电源打开时LED灯点亮，电源关闭LED灯熄灭，整个电路设计稳定耐用，CPU通过读取到RFID卡或者PC机（教师机）软件的开关信息来控制继电器来开关设备的总电源，如图3所示。

2.RFID卡数据采集：通过RFID（无线射频身份识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号在有效的空间范围内（几厘米到几百米）自动识别目标对象并获取相关数据，卡片读取模块来读取卡片的信息，卡中存储持卡者身份信息识别，读取模块读取到信息后让CPU进行读取，信息里面记录有编码，CPU通过对比和读取编码号进行对比身份正确，并记录该编码的时间作为电源使用的开始时间，存入所用设备台号与使用的信息，方便在脱机时也能读取持卡者参与实训的日志。

通过RFID读卡器进行读取数据（RFID为外购模块）如图4所示。CPU通过采集读取RFID卡的数据来确定卡片使用者信息，包括使用者身份和使用设备的时间，使用时间的计算也是从第一次读取到该卡片信息开始计算。时间计算处理：若实训完毕后持卡者刷卡记录实训时间，首先需要比较两次RFID卡读取到的编码是否一致，如果一致即通过第一次读取到的开始时间和结束时间进行计算电源的总工作时间，如不一致即进行报警，并发出报警声音和LED闪烁3次后停止报警。

三、智能电源管理wifi通信方式实现

实训室设备的组网通信方式，采用wifi将每一台设备通过无线路由器连接起来并到连接上位机， PC机（教师机）软件控制设备开关，CPU通过wifi网络与教师机软件通信，教师机软件可以独立对每个智能电源管理控制主板进行继电器控制，教师机软件可设定定时关机时间来关闭电源。其网络拓扑图5如下：

发卡前已经将学生的身份信息写入卡中以及授权使用哪些设备（可选）。刷卡时，设备读取卡信息并核对权限，有使用权限时开启设备，并记录开启的时间信息，再将此开启时间信息写入卡中，老师个别验证时可读取该卡获得考勤等信息，设备同时通过wifi传至上位机，以识别持卡使用者身份和记录使用时间。智能电源管理系统工作流程如图6所示。

四、上位机软件设计

上位机软件设计采用C++语言环境下开发，教师机的软件控制界面可以对被控制的实训台电源进行电源开关管理控制，总电源的定时关闭。软件界面如图7所示。

智能电源管理主板能采集刷卡信息、电源信息，然后在教师机的应用系统中呈现，教师可以进行人工干预或者由管理程序自动管理。教师机管理系统会自带一套嵌入式数据库，保存各个用户的信息，严格监控用户的合法性，电源管理序列如图8所示。

五、智能电源管理的扩展功能

在现有RFID读写装置，电源开关控制装置，输入输出接口，单片机与wifi通信模块的控制系统的构架内新增电流与电压传感器装置。该方法可以在不改变原有设备构造前提下，通过传感器与外部接口进行控制，并且能够分步实施，

后续还可以继续在现有的系统基础上，包括上位机软件开发，上位机软件可以分为本地与远程的管理软件二次开发；采集实训信息部分除考勤外，可继续增设电流、电压等传感器模块作为子项目，能够采集学生操作中是否出现电源短路、过载、电压设置不正确等信息。

在传感器模块的添加以及软件升级后，在通信传输时已经制定好了需要传输的数据帧模式。比如，一帧完整的数据包含身份验证字段、时间字段、开启字段、关闭字段、电压I字段、电压II字段、电压III字段……、电流I字段、电流II字段、电流III字段……、自定义I字段、自定义II字段……自定义N字段与校验字段等；单片机对读取设定字段的传感器扩展端口所读数据为实际数据进行判断和，由此可实现后期传感器的增加以及软件升级后管理新增数据。

六、应用效果及结论

基于电子实训室可实现，电源设备的单机管理，远程管理，远程监控，形成使用日志便于实训室管理并且体现了快速溯源和痕迹，使传统实验室手工作业中存在的各种弊端得以顺利解决，为开放式实训室建设取得较好经验。本文提出的智能电源管理控制系统基于CPU通过采集读取RFID卡的数据；PC机（教师机）软件控制设备开关；电源状态信息采集和控制，大大降低实训室管理的人工成本和设备维护成本，提高了实验室的管理效率，不仅可在实训室内使用，也可以推广到其他类似领域。

电机控制实训总结例8

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）05-0042-02

《机床电气控制技术》是电气自动化和机电一体化专业的一门专业核心课程，在以往教学中一般是以理论为主、实践为辅，按照重理论、轻实践的教学模式设计课程的教学内容，教学质量不高，学生不能较好地解决实际问题，学习积极性难以调动，课程培养目标难以实现，未能达到技能培养的要求。因此，加强实践教学改革，是迫切需要解决的问题。

明确课程培养目标，重构课程实践教学体系

要按照本课程专业能力培养目标，结合国家职业资格鉴定中、高级维修电工职业标准中岗位职业能力的要求，构建“一条主线、两个模块、四个层次”的实践教学体系。一条主线是指全部教学过程贯穿与生产实际相结合。两个模块是指按照渐进性、先进性原则将实践教学分为两个模块，一是基础模块，用于训练基本操作技能，形成基本专业实践能力；二是创新模块，主要根据素质教育的要求，培养学生一定的创新精神和创新能力。两个模块的内容要统一规划，相互补充，形成一个有机的整体。四个层次是指按实训任务确定每一模块的教学内容。第一层次是基本实验（培养基本技能），在课内边讲边练，主要包括电器元件的认识、选型、检测、安装和机床控制线路基本环节等实验内容的训练，在实验教学中，既要严格按照“6S”管理训练学生完成从理论知识到实践知识的转化，又要在实践中反复训练学生使用工具、仪器、接线等方面的职业素质与操作规范性，形成良好的实践操作能力，为维修电工的实践考核奠定基础。第二层次是专业实训周教学（培养专项技能），以典型机床电气技能实训考核鉴定装置作为实训工具，内容包括典型机床控制电路原理分析、模拟故障现象分析、故障检测与排除、调试与维护等，通过实训，要求学生能正确对机床故障现象进行调查研究，在电气控制线路图上分析产生故障的原因，编写简明故障检修计划，能熟练运用仪器仪表找出故障点并排除故障，经试车使机床各项功能恢复，并撰写实训报告与总结，从而具备机床电气控制线路故障检修、调试与维护的能力。第三层次是课程设计教学（培养综合技能），要求学生按照教师提出的原则性要求对普通机床电气控制系统进行PLC改造，在教师指导下拟定改造计划，进行初步设计，将设计后的方案在PLC实训室进行设计验证，对方案进行修订，最后根据方案列出选购元器件清单，然后进行硬件连接、软硬件调试。第四层次是到企业进行顶岗实习、毕业实训等（培养综合应用能力），以进一步提高学生对机床电气控制系统的综合应用能力。通过系统性、渐进性的训练，使学生既能掌握必要的技能，又能在此基础上，运用所学专业知识，综合解决生产实际问题，对培养学生的专业技术能力、创新精神有较好的效果。

严格按照课程标准制定科学

合理的教学计划和实践教学大纲

根据教育部高等教育司《高等学校教学管理要点》文件的精神，“各种实践教学环节都要制定教学大纲和计划，严格考核”。依据课程标准，应从课程的实际及教学规律出发，以培养学生学会典型机床控制系统功能原理分析、故障检修、设备维护，掌握电气设备控制系统运行与维护的基本技能和相关理论知识，能完成本专业相关岗位的工作任务，具备从事企业电气设备控制系统的安装、调试、运行、维护、技术改造等基本职业能力为目标，科学合理地制定教学计划，完善实践教学大纲，丰富实践教学内容，保证实践教学有目的、有计划、有步骤地实施，让学生实践技能训练不断线，确实提高学生的实践技能。

整合优化实训内容，强化技能训练

要引入职业技能鉴定，推行职业资格证书制度，将实践教学内容与中、高级维修电工职业技能鉴定相结合，整合优化技能训练项目内容，培养出既有学历证书，又有职业资格证书的高素质、高技能人才。技能训练项目内容如下页表1所示。

按照基本技能训练内容对学生进行技能强化训练，要求学生根据提供的线路图，按照安全规范要求，正确利用工具和仪表，熟练完成电气元件安装、线路安装、通电调试，而且对调试或运行中出现的故障应能独立分析处理。经过强化训练后，及时安排学生进行维修电工考证，严格按照维修电工职业技能鉴定标准与要求进行考核，经真刀真枪的实践操作，教师可以及时了解学生对该项目的掌握情况，学生通过考证也可检验自己哪些基本技能还没掌握好，以便及时补上。

实训教学方法改革

突出实践技能的培养 专业动手能力的培养是多方面，要根据不同的项目，确定不同的要求。对机电一体化技术专业的学生，可着重进行以下几个方面能力的培养：（1）基本操作技能。要求掌握常用电工仪器仪表和工具以及安全用电与操作知识；会识读电气原理图、电气安装图、低压配电线路图；会根据负载合理选用常用低压控制电气和导线；能熟练掌握机床控制电路基本环节的安装配线及调试，符合GB3797-2005和DL/T5161-2002规范要求。（2）专项技能。要求掌握普通机床电气控制线路安装、调试、故障检修、安全检查与维护知识，具备典型机床电气控制线路故障检修、调试与设备维护的能力。（3）综合技能。要求学生能根据所学专业知识对普通机床电气控制系统进行PLC技术改造，掌握硬件连接和硬软件调试的方法与技巧。在实训过程中要求人人动手，独立完成，培养学生的独立自主性和创造性。

挖掘潜力 提高兴趣 可将每班学生分成几个组，分别指导他们查找有关资料和手册，在完成给定课题任务的基础上，鼓励学生开拓思路，充分挖掘潜力，各组自行设计控制电路，或有意在安装电机时设置故障（需教师把关），然后各组交换进行安装和故障检查，这样不仅可提高学生的学习兴趣，还可增强他们分析问题、解决问题的能力。

互帮互助 共同提高 由于班级学生的个人实践操作能力和综合技能有强有弱，在分组时可有意将他们搭配开，以强带弱，在教师的指导下，通过学生之间的交流，取长补短，共同提高。实训室全天开放，指导教师、班干部和实训组长各负其责，个别能力较低的学生可利用课余时间进行补课，进一步巩固和消化。

改革实训考核方式

本课程注重培养学生解决实际问题的能力，因此应以考核学生的综合运用能力为宜。以完成实训任务的质量为考核标准，采用学生、教师共同参与评价，过程考核与结果考核相结合的方法。针对每个实训任务的评价，采用过程考核方式，实训结束后进行理论实践一体化的结果考核，考核采用实践与理论相结合的方式，实训总成绩由出勤及实训报告、技能考核、理论考核三部分组成。分数比例按106030分配。技能分数宜以 36 分为合格，理论分数宜以18 分为合格，如果有一项达不到要求，视为成绩不合格。

理论考核 理论考核占30%，可与技能考核同时进行，考核内容为提出实训中出现的实际问题，让学生自己结合理论分析解答。例如，操作X62W万能铣床，在进行主轴电机变速冲动时，按下变速冲动按钮如时间过长，松开按钮后主轴电机由点动变为常动，对此故障原因进行分析；通过控制电路的故障排查，最快、最准确地分析出故障点的位置；通过给出的课题尽快地设计出合格的电气控制电路等。

技能考核 技能考核占60%，考核的主要内容是将实训中的全部内容分成若干个单元，每个学生以抽签的形式，在规定的时间内独立完成自己的任务。教师可根据每个学生不同的任务，制定评分标准，着重从操作技能的完成情况、职业素质与操作规范执行情况、现场的布置情况、工作态度、团队协作精神等方面当场打分，这样可使学生在心理素质、分析问题解决问题能力、安全文明规程执行等几个方面得到进一步的提高。

出勤及实训报告 出勤及实训报告占10%，出勤由班组长负责，每天认真记录，最后汇总。实训报告由每个学生根据实训中出现的一些实际问题进行分析、讨论，最后得出总结和体会。

实训考核每一单元都应有成绩评定，根据“各单元成绩×权值”进行综合，作为操作技能过程考核成绩。

教学实践表明，新的实践教学体系、内容、实训方法和实践考核方式是成功的，它激发了学生学习的积极性和主动性，学生的实践能力和职业能力得到了明显提高。

参考文献：

[1]黄娟花.《机床电气控制技术》项目教学环境下的学生差异性[J].中国科教创新导刊，2011（35）.

[2]吴浪武，邹时华.浅谈《机床电气控制技术》课程教学方法[J].南昌高专学报，2011（2）.

[3]彭丽.浅谈《机床电气控制技术》课程教学新模式[J].当代教育论坛（教学研究），2010（9）.

[4]廖申学.浅谈任务驱动教学法在《机床电气控制技术》教学中的应用[J].时代教育，2010（7）.

电机控制实训总结例9

中图分类号：G622 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）11-005-01

PBL的全称为Problem Based Learning，即以问题为导向的教学方法。基于学生的专业知识和实践能力，先提出问题，学生自主设定解决问题的理论方案，并且应用自己的理论方案在实训中实际动手操作，做到了理论联系实际，激发学生理论和实际的学习兴趣。PBL教学法最早起源于20世纪50年代加拿大麦克马斯特大学的医学教育，因其直指知识的应用和职业技能的培养，受到国际社会普遍认同，目前已经成为了国际上较流行的一种教学方法。

PBL的教学思路是：“教师提出问题―学生查找资料―分组讨论―教师总结”。与传统的知识传授不同，PBL教学模式的组织形式是“以学生为主体、以问题为中心”，将学习与问题挂钩，使学习者投入于问题中。通过学生的自主探究和相互合作来解决问题，从而学习到隐含在问题背后的科学知识，学生在这个过程中自然而然地获得了解决问题的技能和自主学习的能力。

将PBL教学法应用于专业综合实训教学中，注重教学模式的实践方案设计与教学质量评估。在教师的整体把握和指导下，强调学生的主动参与。充分发挥学生学习的主观能动性，通过学生发言情况和学生资料准备的深度和广度以及教学结束后学生对于知识的掌握度进行教学质量评估。

学生在实践中，本专业各科知识综合运用能力、问题分析能力、实际动手能力和理论联系实际的能力得到锻炼和提高。

电动机正反转电路是电动机继电―接触器控制系统中的一个基础并且重要的应用。即考查学生对方电动机电气控制线路的理论部分的掌握情况，也考查了学生的实际动手操作能力。而且，电动机正反转有明显的实验现象，有利于激起学生的学习兴趣和热情。

下面是关于PBL在电动机正反转实训中的具体应用：

一、教师提出问题：

1、电动机的工作原理？

2、电动机正反转的工作原理？

3、对电动机正反转控制需要那些电器，这些电器哪些是手动控制，哪些是自动控制？

4、电动机正反转控制电路需要哪些保护措施，分别能实现何种保护，如何实现该种保护？

5、画出电动机正反转控制的连线电路图。

6、实际操作连线时有哪些注意事项？

二、学生准备资料：

1、学生在图书馆，书店及网上查找问题的答案，对电动机的工作过程及电动机的继电―接触器控制系统的理论部分有了一定的了解。

2、学生设计电动机正反转控制电路图，同时，结合所搜索到的资料，设计几种不同的控制方案，然后分别论证每种方案的优缺点，最后，选择一个最合适的方案。

3、列出实际操作时要注意的事项，同时特别说明实际操作中要注意哪些安全事项。

三、学生在实验室实际操作：

1、组织学生来到实训实验室，选择学生需要的控制电器及其他所需器件，指导学生在保证安全的前提下按其自行设计的方案连接电路。

2、观察实验结果，分析实验结果是否正确，如有问题，查找原因，改正。

3、记录实验过程，实验结果及实验心得。

四、教师对学生考查及总结：

1、教师分别就电动机正反转的理论部分及实际操作部分分别提出有专业性的问题，通过学生的回答。了解学生的掌握情况。

2、教师全面总结电动机正反转理论及实训部分应知应会的知识点和相关的扩展，圆满完成本次实训，达到良好的教学效果。

通过PBL教学法，教师先提出问题，为学生指明了研究方向，然后学生分组查找资料，增强了材料收集能力、协作能力和自学能力。接下来开展实训，理论指导实践，增强了学生实际操作的能力。最后教师考核和总结，掌握了学生的学习程度，完善了学生的知识体系。也提高了学生的分析问题，解决问题的能力。

参考文献：

电机控制实训总结例10

中图分类号： TN02?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）09?0054?04

Abstract： In order to improve the information management efficiency of sports training， the optimal development and design of the sports training information management system was performed. The Internet of Things （IOT） technology and embedded system design based development and design method of the sports training information management system is put forward. The overall design of the information management system is described to construct the system development environment and software platform. The information statistics module， information processing module， data storage module， and information access and output module of the system were designed. The multithreading technology is combined to control the IOT access of the information management system. The integration and reliability of the system were optimized. The system test results show that the system is reliable and stable.

Keywords： sports training； information management system； system design； information processing

在大稻菪畔⑻跫下对体育运动训练的信息管理可以有效进行运动员运动训练的生理指标特征分析，结合科学的训练管理方法，进行一对一的训练指导，提高运动员的训练针对性和面向对象性[1]。在物联网环境下，通过构建运动训练信息管理系统进行软件开发，提高信息管理能力。当前，对体育运动训练的信息管理多建立在人工统计分析的基础上，结合电子表格等传统工具进行训练效果评估，但是随着数据信息规模的扩大，导致信息管理的集成度不高，信息处理的时效性不好，需要进行运动训练信息管理系统的优化设计，本文针对这一问题进行系统优化设计的研究。

1 系统总体逻辑设计

1.1 运动训练信息管理系统的开发流程

本文提出基于物联网技术和嵌入式系统设计的运动训练信息管理系统开发设计方法，在物联网环境下进行运动训练信息管理系统的软件开发设计，保障运动训练信息的有效统计和预测评估[2?3]，运动训练信息管理系统建立在嵌入式操作系统基础上，通过移植后可以运行在不同的硬件平台上，结合控制算法和前期的硬件电路设计，实现对运动训练信息管理系统的多线程控制，进行运动训练信息管理系统的集成智能控制与开发。系统运行在ARM，PowerPC等多种硬件平台上，保障控制系统的软件程序具有较好的移植性和人机交互性，研究在物联网环境下的运动训练信息管理系统[4]，根据上述开发环境分析，运动训练信息管理系统软件开发的基本处理流程如下：

（1） 运动训练信息的采集过程。通过体育运动训练信息的采集，为运动训练信息管理提供数据输入基础。采用嵌入式统计信息系统输入运动训练信息管理系统的统计信息，包括运动成绩、身体健康状态和运动擅长项目等，通过A/D信息采样和数模转换进行信息的统计分析和滤波，结合FIR滤波器进行运动训练信息的抗干扰抑制，为运动信息管理系统提供准确的数据输入[5]。

（2） 运动训练信息数据处理过程。在Linux内核下进行运动训练信息加载和PID控制程序引导，实现对运动训练管理信息处理，采用PCI桥接芯片与上位机通信，在MVB总线控制环境下进行运动训练信息管理系统的网络设计和数据收发，包括控制信息的存储，在物联网环境下进行数据采集和系统的控制时钟设计[6?7]。

（3） 统计信息输出和人机交互过程。采用交叉编译环境进行控制信号输出和人机交互，利用计算机辅助GUI人机的交互系统，采用LabWindows/CVI实现运动训练信息管理的可视化多线程远程控制。

根据上述运动训练信息管理系统的开发流程设计进行系统设计和软件开发。

1.2 系统总体设计分析

根据上述设计原理和流程介绍进行运动训练信息管理系统的总体设计。系统设计中，其功能模块主要包括信息统计模块、信息处理模块、数据存储模块和信息访问及输出模块等。系统结构如图1所示。

根据图1分析，进行系统的功能模块和总体结构描述。本文设计的运动训练信息管理系统建立在物联网环境下的嵌入式Linux系统基础上[8]，系统的总体设计分为四个层次，分别为：

（1） 运动训练信息的引导加载程序（Boot loader）。通过引导加载程序进行运动训练信息管理的PID模糊控制和加载，同时对时钟、存储器、串口、网口等硬件进行初始化操作，将不同文件系统的操作和控制纳入到加载程序模块中，建立Linux的根文件系统进行主控模块的程序写入和读取。

（2） 嵌入式网关设计。在物联网环境下进行嵌入式网格设计，以及信息管理系统的网络控制和数据共享。Linux内核用于实现运动训练信息管理系统的特定功能，在嵌入式设备上进行运动训练信息管理系统的交叉编译，把编译器路径加入系统环境变量，修改最上层的Makefile文件，在文件系统加载安装根文件系统，并执行init进程进行文件配置。采用以ARM920T为核心的32位RISC微处理器执行网关的设计，将训练信息管理系统接入以太网，网关硬件原理如图2所示。

图2中，S3C2440是韩国三星公司生产的以32位RISC ARM920T 为内核的一种网络微控制器，RS 232接口在调试过程中与PC进行通信，作为运动训练信息管理系统的控制台，输入调试指令，进行网络互连，其中，接口支持网关以10 Mb/s，100 Mb/s 自适应的速率接入物联网的以太网，提高系统的数据传输能力。

（3） 文件系统（File System）。文件系统实现对运动训练信息管理的数据存储和调度，在交叉编译环境编辑.Bashrc文件，运行代码如下：

export PATH=$PATH：/Kernel_rtrtgfjrn /cofdghgion/ maadfile 920t?esfgvi/bin

（4） 用户应用程序（Application）。用户应用程序模块是实现内核配置、编译的总体控制模块。Linux内核需要在运动训练信息管理系统的输入层实现用户应用程序写入，采用双路16位电流输出进行控制信号激励，让有许可权的数据包传输通过网关进行信息传递和数据共享，提高运动训练管理系统的用户应用能力和面向对象性。

2 运动训练信息管理系统的实现

在运动训练信息管理系统的信息统计模块设计中，采用S3C2440与无线传感器网络连接，运动训练信息管理系统的接口程序及RS 485网络，用来连接PC机，UART1和UART2的是TTL接口，采用嵌入式RAM作橹骺匦酒进行信息统计和控制，K9F1208和2片SDRAM芯片HY57V561620并联构建32 位的SDRAM存储器进行运动训练信息管理系统的数据存储，执行运动训练信息管理操作系统中各类数据的缓存[9?10]，信息管理系统的RAM缓存芯片接口设计如图3所示。

结合多线程技术进行信息管理系统的物联网访问控制，分别运行make以及make install进行运动训练信息管理系统的文件系统编译，新建一目录filesystem，在Busybox中实现对运动训练信息管理系统的嵌入式Linux应用。在RAM缓存中，设置相应波特率后进行RS 485网络接口控制，在配置完成JTAG接口后，分别运行make以及make install进行编译和安装，编译程序为：

event void Timer as Check；.startDrtggre（esfdvfr_t ok） {

if （ok == SUsfv vS） {

call DissesdfvgnConhgthjl.stsdt（）；

call ColsdfvConsdfrol.start（）；

call LowPdfLisfvfdbng.setLocalWvfdgrervedal（512）；

call Checksvvfdodic（DEsdffdvbT_sfdbK_INTERVAL）；

}

else {

call Ragfdggg.start（）；

errorLed（）；

}

}

运动训练信息管理系统的信息处理模块的主频为533 MHz，采用双16位MAC，双40位ALU的缓存设计，核心处理芯片具有16位DSP和32位DSP两种类型，采用8位A/D芯片进行运动员训练状态分析模型的特征信息采样，其中DSP数字信号处理模块主要包括电源供电模块、程序加载电路、复位电路、A/D电路、功率放大器等。LEEP帧的估计通过LEEP帧的信息来估计EETX值，尾部存放的是本节点到邻居节点的链路质量表，得到运动训练信息系统的LEEP帧的估计过程如图4所示。

RTC模块作为运动训练信息脉冲分析输出特征的复位电路，调用 addLinkfregggderAnd?Fosdfr（）执行DSP复位后，得到运动训练信息系统的信息处理模块的主控电路，如图5所示。

图中MCP6002为运算放大器，采用A/D转换驱动程序，DSP内核电压决定PLL的锁定周期，设置A/D转换控制寄存器，创建嵌入式图形用户界面，采用Qt/Embedded 4.6创建控制系统在嵌入式设备上的图形用户接口，通过电位器RP1和RP2调节放大器的倍数，运动训练信息管理的数据经过放大后通过输出脚S_OUT输出。

在信息处理模块的主控电路配置完成后，在telosB节点中采用FT232作为USB与UART的桥接芯片，控制A/D转换驱动程序等工作，进行数据存储模块设计，在telosB中使用M25P80存储器，实现可视化控制， M25P80存储开发环境建立在X86上，执行存储器的初始化操作：

Root file systemTuning ???>

[*] rootfs.yaffs /etcDevice driver

[*] Generate bin， SBIN folder commands

[*] deprecated：aliased

[*] Copy new root file system

[*] Script server configuration file

Shells ???>

??? Ash Shell Options //服务器配置文件

[*] Check for echo Root File System //复制到新建根文件系统

直接从地址0x20000000执行运动训练信息的耦合调制，从外部的8位或16位存储器引导程序加载，通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器，接口代码为：

interface DirtgtrhnValue as Settsfvfald；

interface Send as Alefedgbfot； //外部数据存储

interface Invfdgrthh rgthhjit；

//外扩数据存储和PCI9054之间进行数据通信

interface Stddergrol as Senfdegrgntrol； //外接FLASH存储器

interface Stdsdfrgol as Colleegrhghrbtrol； //地址线相连

interface Stefrghghtrol as DissfrhyCofrhgol；

//FLASH的数据线控制

interface SsfvrgitCdewfol as Rasdfrgyyntrol； //输出方位控制

interface LowsfergtytwerLiarh6jsferng；

//5409A的硬件接口控制

interface Modegfnt； >> Pdafeg stofdage //外接FLASH

interface Cgfrg5yrage； //数据线初始化

在此基础上进行信息访问及输出模块设计，通过pwm_ioctl控制指令监测信息访问模块，采用物联网进行数据通信，构建信息输出模块，输出接口程序设计为：

event void Brtggd（） {

call Sefgfevefit.init BUSY/IINT0 （）； // Init高速A/D转换

call Moffetghgt（）；

//Mount FLASH利用信号作读数标志信号

}

3 系统联调测试与性能分析

在LabWindows/CVI平台上进行系统集成软件开发和联调测试，结合多线程技术进行信息管理系统的物联网访问控制，通过“浏览”选择运动训练数据文件，在用户管理层中实现程序加载和自动配置，得到运动训练信息管理系统的数据测试界面如图6所示。

图6中，输入数据在窗口的上半部分，输出数据在窗口的下半部分，分析图6得知，采用本文方法进行运动训练信息管理系统的数据加载和传输测试对数据信息的输入和输出具有一致性，说明在运动训练信息管理中数据传输调度的准确性较好。

4 结 语

本文提出基于物联网技术和嵌入式系统设计的运动训练信息管理系统开发设计方法。通过运动训练信息管理系统的优化开发设计，提高了体育运动训练信息的智能化管理能力。结合多线程技术进行信息管理系统的物联网访问控制，在系统的集成度和可靠性方面进行优化，系统测试结果表明，该系统可靠稳定，具有可行性。

参考文献

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