談汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了談汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

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

關(guān)鍵詞:汽艇;電氣系統(tǒng);模擬訓(xùn)練平臺

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和我國海洋權(quán)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(wù)中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)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(fù)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(jié)構(gòu)的教學(xué)器材，解決汽艇電氣系統(tǒng)培訓(xùn)難題任務(wù)擺在面前。汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺實訓(xùn)平臺用于教學(xué)實訓(xùn)和考核，可以模擬出汽艇在實際使用過程中出現(xiàn)的電氣故障現(xiàn)象，進行故障排除訓(xùn)練，對提高汽艇電氣系統(tǒng)維修課程的教學(xué)效果和受訓(xùn)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(biāo)通過研究汽艇電氣系統(tǒng)，設(shè)計功能全面、布局合理的“汽艇電氣實物模擬訓(xùn)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(shè)置模塊，通過對故障現(xiàn)象的分析、診斷與排除培養(yǎng)學(xué)員對電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、故障排除及設(shè)備性能恢復(fù)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(dǎo)，為訓(xùn)練平臺的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

(二)開發(fā)原則(1)實用性:模擬訓(xùn)練平臺基于專家和技術(shù)人員經(jīng)驗和實裝研制，受訓(xùn)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(xùn)練平臺應(yīng)用汽艇實物研制，訓(xùn)練操作和維修過程有極高的相似度、訓(xùn)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(xué)、易用、易維護特點。(4)啟發(fā)性:專家與技術(shù)人員的經(jīng)驗缺乏嚴謹?shù)睦碚撘罁?jù)，很難建立精確的數(shù)學(xué)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(xùn)練平臺有使用邏輯性，也有啟發(fā)性，結(jié)合專業(yè)知識和經(jīng)驗來解決實際問題。

(三)總體方案總體方案含教學(xué)和考核模式內(nèi)容，通過對汽艇電氣系統(tǒng)模擬，使學(xué)員掌握電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理;培養(yǎng)學(xué)員根據(jù)故障現(xiàn)象分析原因，判斷排除故障的能力;達到理論聯(lián)系實際，以模擬平臺統(tǒng)代替實物的教學(xué)目的。訓(xùn)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(shè)備，再現(xiàn)各部件對電氣系統(tǒng)操作的邏輯反應(yīng)。(1)總體設(shè)計。用實物模擬方法實現(xiàn)，系統(tǒng)總體設(shè)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(xué)訓(xùn)練模式:教學(xué)訓(xùn)練模式主要用于學(xué)員或維修人員的初級訓(xùn)練，提供電氣系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)工作原理、裝備操作、電氣故障設(shè)置及排除等?？己擞?xùn)練模式:考核訓(xùn)練模式用于對學(xué)員或維修人員技能考核，在模擬訓(xùn)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(jié)構(gòu)。從物理結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)備系統(tǒng)中分別設(shè)置了故障點。

(四)系統(tǒng)布局參考實裝結(jié)構(gòu)、根據(jù)理論教學(xué)和故障考核的實際需求，模擬訓(xùn)練平臺布局基于安全、易于觀察、操作方便，便于現(xiàn)場教學(xué)等要求，系統(tǒng)布局如圖3所示。模擬訓(xùn)練平臺以開關(guān)電源代替部分電源，以直流電機代替柴油發(fā)動機，用可調(diào)電阻替代傳感器，利用開關(guān)狀態(tài)模擬故障的設(shè)置和排除。

二、汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺功能

“汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺”具有完整的電氣結(jié)構(gòu)，布局合理，創(chuàng)新性加入故障設(shè)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(xué):幫助受訓(xùn)人員掌握汽艇電氣系統(tǒng)的組成、功能和構(gòu)造原理．學(xué)習(xí)汽艇電氣系統(tǒng)常見故障的排除方法。(2)操作訓(xùn)練:以強化操作技能為目的，培養(yǎng)受訓(xùn)人員按照相關(guān)規(guī)程，準(zhǔn)確、迅速地完成汽艇電氣系統(tǒng)操作。(3)維修訓(xùn)練:幫助受訓(xùn)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(xùn)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(xùn)練考核:在完成汽艇電氣系統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)后，可對受訓(xùn)人員直接進行維修技能考核，確認受訓(xùn)人員技能水平。汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺可以實現(xiàn)“講學(xué)練考評”一體化多和功能化，提高了教學(xué)的方便性和效率。

三、汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺特色

“汽艇電氣模擬訓(xùn)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(xùn)練平臺。臺面設(shè)計了集成性接線端子，用于電氣系統(tǒng)的檢測、故障設(shè)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(dǎo)線用于連接和標(biāo)識(參考圖3)。電氣系統(tǒng)布線用明線，開關(guān)電源及故障設(shè)置模塊布線用暗線布設(shè)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(yīng)兩個起動系統(tǒng)，其包括蓄電池組、起動開關(guān)、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(guān)電源供電(24V30A)。直流電機(柴油發(fā)動機)用皮帶驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電力，為理解發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系，發(fā)電機組內(nèi)加裝調(diào)速電位器，用于調(diào)節(jié)直流電機轉(zhuǎn)速，改變發(fā)電機輸出電壓。開關(guān)電源及直流電機裝在訓(xùn)練平臺背面。

(二)汽艇儀表及報警指示系統(tǒng)設(shè)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(zhuǎn)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。平臺所用各傳感器由可調(diào)電阻器替代，來模擬汽艇燃油箱中燃油的油位、發(fā)動機的機油溫度和壓力、冷卻水溫度、齒輪箱的機油壓力等傳感器產(chǎn)生的信號，經(jīng)線束與控制總成和儀表相連接。燃油位置傳感器檢測燃油箱的油量，旋轉(zhuǎn)油位旋鈕即模擬當(dāng)前油量。模擬水溫傳感器可以模擬當(dāng)前冷卻水的溫度。油溫傳感器檢測當(dāng)前發(fā)動機機油的溫度，旋轉(zhuǎn)油溫旋鈕可以模擬當(dāng)前機油溫度。發(fā)動機機油壓力傳感器檢測當(dāng)前發(fā)動機機油壓力，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機機油壓力旋鈕可以模擬當(dāng)前發(fā)動機機油壓力。齒輪箱機油壓力傳感器檢測齒輪箱機油壓力，旋轉(zhuǎn)齒輪箱油壓旋鈕可以模擬當(dāng)前齒輪箱機油壓力。油壓報警開關(guān)、水溫報警開關(guān)采用鈕子開關(guān)模擬。合上儀表燈斷路器，按下儀表燈按鈕給各個儀表燈供電，調(diào)節(jié)電位器旋鈕調(diào)模擬油壓、油位、水溫、油溫的變化，觀察相應(yīng)儀表數(shù)值變化情況。合上油壓報警開關(guān)，油壓過低，報警指示燈亮。合上水溫報警開關(guān)，水溫過高，水溫指示燈亮，同時水溫報警喇叭進行聲音報警，按下消警音按鈕，喇叭停止工作。

(三)汽艇助航電氣設(shè)備系統(tǒng)汽艇助航電氣設(shè)備幫助汽艇正常工作，該系統(tǒng)共用了五個斷路器，斷路器起短路、過載、失壓保護功能，助航電氣設(shè)備主要包括航行燈、搜索燈、電喇叭、雨刮電機、疏水泵、手提燈及左右投錨等。接通電源，合上航行燈斷路器，按下航行燈按鈕，觀察航行燈情況，一切正常后，依次合上其他各路斷路器，按下相應(yīng)按鈕，觀察其他助航設(shè)備工作情況。

(四)電氣系統(tǒng)故障設(shè)置模塊故障排除可以培養(yǎng)學(xué)員或維修人員電氣維修能力。故障設(shè)置有兩種方式:一是可以隨機設(shè)置故障，無故障指示燈。隨機故障可通過改變系統(tǒng)中接線端子的狀態(tài)來實現(xiàn)，也可通過改變設(shè)備結(jié)構(gòu)等方式實現(xiàn)。二是可以通過故障設(shè)置開關(guān)模擬故障，有故障指示燈指示。系統(tǒng)設(shè)置故障設(shè)置開關(guān)，以鈕子開關(guān)控制故障點，模擬相應(yīng)的電氣故障產(chǎn)生，且對應(yīng)指示燈亮。模擬訓(xùn)練平臺可靜態(tài)展示汽艇電氣系統(tǒng)、動態(tài)演示工作過程和故障設(shè)置及排除功能。教員利用實訓(xùn)平臺系統(tǒng)講授電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，幫助學(xué)員厘清汽艇電氣系統(tǒng)的工作過程，掌握常見的故障現(xiàn)象、原因及排除方法，提升汽艇電氣系統(tǒng)維修的教學(xué)效果。總之，汽艇電氣模擬訓(xùn)練平臺滿足了汽艇電氣系統(tǒng)的理論教學(xué)和實踐教學(xué)的需要，滿足電氣系統(tǒng)訓(xùn)練和維修技能考核的需要，解決理實一體化教學(xué)需求，提高了教學(xué)效果和教學(xué)效率。

參考文獻:

［1］劉照，何珊，等．自主開放式汽車實訓(xùn)平臺建設(shè)探索．實驗技術(shù)與管理雜志，2016，11．

作者：王正蘭 單位：陸軍工程大學(xué)訓(xùn)練基地