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        汽艇電氣模擬訓練平臺研究

        2020-01-26 05:43:51王正蘭
        科技風 2020年36期
        關鍵詞:汽艇電氣系統(tǒng)

        王正蘭

        摘?要:目前電氣模擬訓練平臺的研究,主要集中于車輛、工程機械電氣系統(tǒng)教學實訓平臺的研究,對汽艇電氣模擬訓練平臺的課題研究較少,本文針對汽艇電氣模擬訓練平臺進行了研究。

        關鍵詞:汽艇;電氣系統(tǒng);模擬訓練平臺

        隨著國家經濟的發(fā)展和我國海洋權益意識的增強,汽艇在水上指揮、交通、救護和巡邏執(zhí)法等任務中發(fā)揮著重要作用?,F代汽艇大量運用電氣系統(tǒng)來提升性能,汽艇電路越來越復雜,維修保障難度逐漸增大。因此研制能展示汽艇電氣系統(tǒng)結構的教學器材,解決汽艇電氣系統(tǒng)培訓難題任務擺在面前。汽艇電氣模擬訓練平臺實訓平臺用于教學實訓和考核,可以模擬出汽艇在實際使用過程中出現的電氣故障現象,進行故障排除訓練,對提高汽艇電氣系統(tǒng)維修課程的教學效果和受訓人員維修技能水平都有顯著效果。

        一、汽艇電氣實物模擬系統(tǒng)方案研究

        (一)方案目標

        通過研究汽艇電氣系統(tǒng),設計功能全面、布局合理的“汽艇電氣實物模擬訓練平臺”;方案中創(chuàng)新性加入了用于模擬電氣系統(tǒng)故障的設置模塊,通過對故障現象的分析、診斷與排除培養(yǎng)學員對電氣系統(tǒng)結構、工作原理、故障排除及設備性能恢復等知識和技能的掌握;通過研究汽艇電氣實物模擬系統(tǒng)的使用方法,編寫使用指導,為訓練平臺的推廣應用奠定基礎。

        (二)開發(fā)原則

        (1)實用性:模擬訓練平臺基于專家和技術人員經驗和實裝研制,受訓人員可迅速掌握汽艇電氣系統(tǒng)原理、操作和維修技能。

        (2)真實性:模擬訓練平臺應用汽艇實物研制,訓練操作和維修過程有極高的相似度、訓練交互性優(yōu)良。

        (3)易操作性:平臺簡潔直觀,操作方式具有易學、易用、易維護特點。

        (4)啟發(fā)性:專家與技術人員的經驗缺乏嚴謹的理論依據,很難建立精確的數學模型,但對問題解決有很強的針對性,即啟發(fā)性知識。模擬訓練平臺有使用邏輯性,也有啟發(fā)性,結合專業(yè)知識和經驗來解決實際問題。

        (三)總體方案

        總體方案含教學和考核模式內容,通過對汽艇電氣系統(tǒng)模擬,使學員掌握電氣系統(tǒng)結構、工作原理;培養(yǎng)學員根據故障現象分析原因,判斷排除故障的能力;達到理論聯系實際,以模擬平臺統(tǒng)代替實物的教學目的。

        訓練平臺含電源起動及系統(tǒng)、儀表與報警系統(tǒng)、助航電氣系統(tǒng)、故障模擬模塊等組成,需與實物同樣的操作按鈕,顯示儀表及助航設備,再現各部件對電氣系統(tǒng)操作的邏輯反應。

        (1)總體設計。用實物模擬方法實現,系統(tǒng)總體設計如圖1所示。模擬平臺具有:電源及起動系統(tǒng)、儀表與報警系統(tǒng)、助航電氣系統(tǒng)、故障模擬系統(tǒng)。

        (2)基本功能模式。教學訓練模式:教學訓練模式主要用于學員或維修人員的初級訓練,提供電氣系統(tǒng)各部分結構、系統(tǒng)工作原理、裝備操作、電氣故障設置及排除等。考核訓練模式:考核訓練模式用于對學員或維修人員技能考核,在模擬訓練平臺上考核進行電氣系統(tǒng)操作和故障排除等。

        (3)系統(tǒng)物理邏輯結構。從物理結構上看,如圖2示,電源及起動系統(tǒng)給儀表及報警系統(tǒng)和助航電氣設備系統(tǒng)提供電能,故障模擬系統(tǒng)在電源及起動系統(tǒng)、儀表報警系統(tǒng)和助航電氣設備系統(tǒng)中分別設置了故障點。

        (四)系統(tǒng)布局

        參考實裝結構、根據理論教學和故障考核的實際需求,模擬訓練平臺布局基于安全、易于觀察、操作方便,便于現場教學等要求,系統(tǒng)布局如圖3所示。模擬訓練平臺以開關電源代替部分電源,以直流電機代替柴油發(fā)動機,用可調電阻替代傳感器,利用開關狀態(tài)模擬故障的設置和排除。

        二、汽艇電氣模擬訓練平臺功能

        “汽艇電氣模擬訓練平臺”具有完整的電氣結構,布局合理,創(chuàng)新性加入故障設置模塊,可模擬各種電氣系統(tǒng)故障,平臺具有功能:

        (1)原理教學:幫助受訓人員掌握汽艇電氣系統(tǒng)的組成、功能和構造原理.學習汽艇電氣系統(tǒng)常見故障的排除方法。

        (2)操作訓練:以強化操作技能為目的,培養(yǎng)受訓人員按照相關規(guī)程,準確、迅速地完成汽艇電氣系統(tǒng)操作。

        (3)維修訓練:幫助受訓人員掌握型汽艇電氣系統(tǒng)維修技能。提供實物模擬的汽艇電氣系統(tǒng)的維修,受訓人員在實物模擬系統(tǒng)的幫助下,快速診斷汽艇電氣系統(tǒng)故障,并進行故障排除。

        (4)訓練考核:在完成汽艇電氣系統(tǒng)的教學任務后,可對受訓人員直接進行維修技能考核,確認受訓人員技能水平。

        汽艇電氣模擬訓練平臺可以實現“講學練考評”一體化多和功能化,提高了教學的方便性和效率。

        三、汽艇電氣模擬訓練平臺特色

        “汽艇電氣模擬訓練平臺”包括電源起動系統(tǒng)、儀表與報警系統(tǒng)、助航電氣系統(tǒng)、故障模擬系統(tǒng)等部分,是高相似度模擬訓練平臺。

        臺面設計了集成性接線端子,用于電氣系統(tǒng)的檢測、故障設置及排除。平臺的布線針對不同電路和功率的選用不同顏色、線徑的導線用于連接和標識(參考圖3)。電氣系統(tǒng)布線用明線,開關電源及故障設置模塊布線用暗線布設方式。

        (一)汽艇起動系統(tǒng)

        汽艇動力系統(tǒng)有兩套柴油發(fā)動機組,對應兩個起動系統(tǒng),其包括蓄電池組、起動開關、起動按鈕、起動繼電器、起動機、發(fā)電機組、狀體檢測儀表等。平臺所用器件均與汽艇實物相同,從使用和維護等方面考慮,供電系統(tǒng)用小容量蓄電池和開關電源供電(24V30A)。直流電機(柴油發(fā)動機)用皮帶驅動發(fā)電機產生電力,為理解發(fā)電機轉速與輸出電壓關系,發(fā)電機組內加裝調速電位器,用于調節(jié)直流電機轉速,改變發(fā)電機輸出電壓。開關電源及直流電機裝在訓練平臺背面。

        (二)汽艇儀表及報警指示系統(tǒng)

        設備儀表及報警指示系統(tǒng)用于顯示系統(tǒng)運行狀態(tài),讓駕駛員實時了解各系統(tǒng)的工作情態(tài)。兩套儀表報警系統(tǒng)主要包括油壓表、油位表、轉速表、水溫表、油壓報警指示燈、水溫報警指示燈、消警音、各種傳感器、儀表斷路器等。

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