一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，涉及互联网教学设施设备的技术领域，解决了因资金、场地等问题难以使学生接触到较新的知识的技术问题。它包括用于控制系统运行的系统管理模块、用于三维建模的原件机械构造模块、用于模拟接线的接线实训模块、用于指出接线错误的线路故障检测模块、用于仿真运行的设备仿真运行模块以及用于结合外部控制的虚实结合模块。本发明专利技术避免了因资金或场地等问题使得教学难以跟随工业发展的步伐，利于学生学习到新的知识；同时其学习趣味性高，还可虚实结合学习，有利于提高学生的学习兴趣及效率。

A virtual simulation intelligent electrical wiring teaching and training system

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统
本专利技术涉及互联网教学设施设备的
，更具体地说，它涉及一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统。
技术介绍
随着计算机和网络的飞速发展，教育也发生着翻天覆地的变化，以网络教学等为基础的各种知识学习逐渐成为国内教学发展的一种趋势。传统教育中存在的学生多、资金不足、场地不足等局限性，同时，教学实验室的建设规模严重滞后于国家对高等教育建设的要求。迅速增大的学生队伍使得教学质量面临严峻的挑战。在面对这些挑战，教育领域也在随着大潮不断深化改革，对于直接面对就业的高等教育更是进行着深层次的教学改革。但是在改革和进步中，特别是实训设备的更新上，由于资金、场地等问题，使得实验室设备往往难以跟上教学改革和工业发展的步伐，导致实验室设备老旧，从而使得学生难以接触到较新的知识，不利于学生的提高，也使得学生所学到的知识难以与社会接轨。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，避免了因资金或场地等问题使得教学难以跟随工业发展的步伐，利于学生学习到新的知识。本专利技术的技术方案是在于：一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，包括：系统管理模块，用于对用户的管理以及对操作过程中产生的数据进行记录；原件机械构造模块，用于构造三维模型，并可将构造完成的所述三维模型进行展示；接线实训模块，用于在构造完成的所述三维模型上进行模拟接线训练，并实时检测所述模拟接线的正确性；线路故障检测模块，用于以设计线路为基础指出所述模拟接线中存在错误的接线线路；设备仿真运行模块，用于对所述三维模型进行电气仿真运行，或以所述三维模型为基础搭建模拟场景，模拟所述模拟场景的运行，以观察所述三维模型是否符合设计要求；虚实结合模块，用于外部控制所述三维模型的运行。作进一步的改进，所述接线实训模块的模拟接线的检测流程包括如下步骤：步骤一、所述模拟接线开始，通过导线连接所述三维模型的接线端子，所述管理模块记录下接线端子的端子信息，并将所述端子信息添加至集合单元中；步骤二、实时检测所述集合单元中所记录的端子数量是否为偶数，若不是，则等待另一所述接线端子的创建，若是，则生成相应的ID对这两个所述接线端子之间的导线进行标识；步骤三、将所述ID和导线的导线信息与导线字典中所记载的数据进行对比，并根据对比结果判断所述导线连接是否正确，以实时检测所述导线的连接正确性。进一步的，所述根据查询结果判断导线连接是否正确，包括；根据所述ID和导线信息确定导线字典中是否记载有当前的三维模型的整体接线配置方案；若没有，则所述导线连接错误，若有，则判断是否需要对与所述导线连接的接线端子进行接线；若不需要，则所述导线连接错误，若需要，则通过所述导线字典查阅出该接线端子所在的接线配置方案中的所有连接组合，并判断所述导线连接是否属于连接组合中的一种；若不属于，则所述导线连接错误，若属于，则所述导线正确。更进一步的，所述三维模型的所有导线连接完成后，所述接线实训模块还对整体接线配置方案进行检查。更进一步的，所述对整体接线配置方案的检查，具体包括：遍历所述导线字典中的严重故障接线配置方案是否包含有该整体接线配置方案，若没有，则无严重故障，若有，则读取所述整体接线配置方案中的故障接线的两个接线端子，然后遍历所述严重故障接线配置方案中的接线端子是否包含有故障接线的接线端子；若包含有，则提示所述整体接线配置方案严重故障，若不包含有，则遍历所述导线字典的接线配置方案中的接线是否包含有整体接线配置方案中的故障接线；若不包含有，则提示所述导线连接错误，若包含有，则根据所述导线连接的ID遍历导线字典，以统计所述ID包含的导线数量；若所述整体接线配置方案在此ID下的导线数量小于导线字典中在此ID下的导线数量，则提示少接了导线；若所述整体接线配置方案在此ID下的导线数量大于导线字典中在此ID下的导线数量，则提示多接了导线；若所述整体接线配置方案在此ID下的导线数量等于导线字典中在此ID下的导线数量，则提示导线连接正确。更进一步的，所述提示整体接线配置方案严重故障的同时，通过故障效果模块播放三维模型损坏的特效。更进一步的，所述指出模拟接线中存在错误的接线线路，具体包括：所述线路故障检测模块根据当前三维模型的设计线路检测三维模型的整体接线，并找出所有的错误接线；然后根据所述设计线路排除所述错误接线，再检测是否已排除所述错误接线，若未排除，则提示接线错误，并重新根据所述设计线路进行排除；若已排除，则根据接线端子之间的正确连接关系，对所述模拟接线进一步的进行排查，若排查中发现所述模拟接线存在错误，则提示接线错误，并重新根据所述设计线路进行排除；若排查并未发现所述模拟接线存在错误，则检测所有所述错误接线是否已被排除，若未排除，则提示接线错误，并重新根据所述设计线路进行排除；若已排除，则提示是否进行模拟运行。更进一步的，通过PLC控制器控制所述三维模型的运行。更进一步的，本实训系统还包括仿真测量模块，所述仿真测量模块用于模拟测量所述三维模型的工作电气值，以所述电气值分析、观察电路的运行状态。有益效果本专利技术的优点在于：本实训系统通过系统管理模块登录，然后在原件机械构造模块中创建三维模型，并在接线实训模块中对三维模型的接线端子进行模拟接线；接线完成后通过线路故障检测模块以设计线路为基础对该三维模型的整体接线进行检测，以使该整体接线配置方案无误。接着可在设备仿真运行模块中以三维模型为基础搭接模拟场景，以使本实训系统可更真实的模拟三维模型的运行过程；此外，还可以通过虚实结合模块，以外部控制的方式控制虚拟场景中的三维模型进行运行，以更好的使学生对电气设备及其操作进行理解。本实训系统以虚拟现实技术为学生提供丰富多样的个性化学习环境，让学生在体验中学习、在学习中感悟、在感悟中构建知识体系，实现“因材施教”的教学理念；并且本实训系统可自由的对三维模型进行拆分组件，融合了游戏化的特征，提高了教学的趣味性，实现“寓学于乐”的教育理念。此外，通过虚实结合的操作，也避免了学习仅限于虚拟场景中，让学生进行实物操作，通过理论、实践相结合，让学生更加深刻理解设备构造及运行原理。通过本实训系统即可完成对电工接线的教学工作，相对于传统的教学，其资金的投入大大的降低，而且也很好的避免了传统教学中所需场地过大的问题。而且，本实训系统可通过原件机械构造模块自主的对电气设备进行创建更新，使得其可紧跟电气行业发展，将最新的知识教授于学生，让学生所学到的知识与社会接轨。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为本专利技术的系统管理模块操作流程示意图；图3为本专利技术的原件机械构造模块操作流程示意图；图4为本专利技术的接线实训模块实时监测的流程示意图；图5为本专利技术的接线实训模块接线完成后的整体接线检测流程示意图；图6为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，包括：/n系统管理模块，用于对用户的管理以及对操作过程中产生的数据进行记录；/n原件机械构造模块，用于构造三维模型，并可将构造完成的所述三维模型进行展示；/n接线实训模块，用于在构造完成的所述三维模型上进行模拟接线训练，并实时检测所述模拟接线的正确性；/n线路故障检测模块，用于以设计线路为基础指出所述模拟接线中存在错误的接线线路；/n设备仿真运行模块，用于对所述三维模型进行电气仿真运行，或以所述三维模型为基础搭建模拟场景，模拟所述模拟场景的运行，以观察所述三维模型是否符合设计要求；/n虚实结合模块，用于外部控制所述三维模型的运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，包括：
系统管理模块，用于对用户的管理以及对操作过程中产生的数据进行记录；
原件机械构造模块，用于构造三维模型，并可将构造完成的所述三维模型进行展示；
接线实训模块，用于在构造完成的所述三维模型上进行模拟接线训练，并实时检测所述模拟接线的正确性；
线路故障检测模块，用于以设计线路为基础指出所述模拟接线中存在错误的接线线路；
设备仿真运行模块，用于对所述三维模型进行电气仿真运行，或以所述三维模型为基础搭建模拟场景，模拟所述模拟场景的运行，以观察所述三维模型是否符合设计要求；
虚实结合模块，用于外部控制所述三维模型的运行。


2.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，所述接线实训模块的模拟接线的检测流程包括如下步骤：
步骤一、所述模拟接线开始，通过导线连接所述三维模型的接线端子，所述管理模块记录下接线端子的端子信息，并将所述端子信息添加至集合单元中；
步骤二、实时检测所述集合单元中所记录的端子数量是否为偶数，若不是，则等待另一所述接线端子的创建，若是，则生成相应的ID对这两个所述接线端子之间的导线进行标识；
步骤三、将所述ID和导线的导线信息与导线字典中所记载的数据进行对比，并根据对比结果判断所述导线连接是否正确，以实时检测所述导线的连接正确性。


3.根据权利要求2所述的一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，所述根据查询结果判断导线连接是否正确，包括；
根据所述ID和导线信息确定导线字典中是否记载有当前的三维模型的整体接线配置方案；
若没有，则所述导线连接错误，若有，则判断是否需要对与所述导线连接的接线端子进行接线；
若不需要，则所述导线连接错误，若需要，则通过所述导线字典查阅该接线端子所在的接线配置方案中的所有连接组合，并判断所述导线连接是否属于连接组合中的一种；
若不属于，则所述导线连接错误，若属于，则所述导线连接正确。


4.根据权利要求3所述的一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，所述三维模型的所有导线连接完成后，所述接线实训模块还对整体接线配置方案进行检查。


5.根据权利要求4所述的一种虚拟仿真智能电工接线教学实训系统，其特征在于，所述对整体接线配置方案的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾保权，何启权，杨琳芳，江明，
申请(专利权)人：广州高谱技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44