CN107390624A - 一种基于云平台的电气实训智能***及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云平台的电气实训智能***，所述***包括若干实训设备、智能电力测控仪表、可编程控制器PLC模块、数据采集模块、基于云平台的服务器模块、以及人机交互模块；利用本发明提供的电气实训智能***，可了解实训设备的实时工作状态以及历史的工作状态、方便掌握学生实时及历史实训的情况，并且在实训教学过程中的实训成绩评分也能自动录入以及自动评分。

Description

一种基于云平台的电气实训智能***及其管理方法
技术领域
本发明涉及电气实训***，具体涉及一种基于云平台的电气实训智能***及其管理方法。
背景技术
目前，现有的基于云平台的实训***，只可实现云平台对实训设备的分配、查询等管理，但不能了解实训设备实时及历史的工作状态、掌握学生实时及历史实训的情况，并且教学过程中的实训成绩评分也只能手动录入、人为评分。因此，现有的基于云平台的实训***，其在管理应用过程中，不能真正实现实训教学全过程的智能记录以及管理；因而有必要提供一种新的电气实训智能***。
发明内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本发明提供一种基于云平台的电气实训智能***及其管理方法，利用本发明，可实现实训教学全过程的智能记录以及管理。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于云平台的电气实训智能***，所述***包括若干实训设备、智能电力测控仪表、可编程控制器PLC模块、数据采集模块、基于云平台的服务器模块、以及人机交互模块，
所述智能电力测控仪表与实训设备、可编程控制器PLC模块以及数据采集模块均连接，用于监控各实训设备的工作状态信息，以及用于控制各实训设备的开关量，实现对各实训设备的开关管理；
所述可编程控制器PLC模块与实训设备、智能电力测控仪表以及数据采集模块均连接，用于给用户提供编程实训，并将其输入、输出状态传输至所述数据采集模块；
所述数据采集模块与所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块连接，用于采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块的数据，并通过向所述可编程控制器PLC模块下发命令，触发可编程控制器PLC模块内部程序，实现对实现设备的控制；
所述服务器模块与所述数据采集模块、实训设备以及可编程控制器PLC模块连接，用于存储数据并对数据进行分析处理，并实现云数据库与数据采集模块和实训设备以及可编程控制器PLC模块数据的同步；
所述人机交互模块与所述服务器模块连接，用于显示实训过程中的输出信息，并接受用户的输入控制指令，通过服务器模块发出相应的控制信息控制所述数据采集模块、智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块，从而实现对所述实训设备的控制管理。
优选地，所述的智能电力测控仪表包括有测量模块、监控模块、通信模块以及显示模块；
所述测量模块与通信模块、显示模块及监控模块均连接，用于测量实训设备用电情况以及开关量的数据；
所述监控模块与显示模块、测量模块及通信模块均连接，用于监测及控制实训设备；
所述显示模块与测量模块、监控模块连接，用于显示实训设备的用电情况以及开关量状态信息；
所述通信模块与所述测量模块、监控模块连接，用于实现数据传输。
优选地，所述数据采集模块通过交换机或WiFi与所述服务器模块连接。
较佳地，所述实训过程中的输出信息包括实训能耗信息、实训设备状态信息、实训现场模拟画面、实训结果及实训成绩信息中的一种或多种信息。
较佳地，所述数据采集模块通过RS485总线与所述智能电力测控仪表连接。
一种利用上述的电气实训智能***的管理方法，所述方法步骤包括：
S1、在所述服务器模块上装载相应的数据信息化管理***；
S2、利用所述智能电力检测仪表实时检测实训设备的实时用电量及实训设备的开关状态，判断实训设备的工作状态，将实训设备的各种工作状态信息转换成数字量存在智能电力测控仪表中，并通过智能电力测控仪表的数字化通讯接口，作好数据传输的准备；
S3、利用所述数据采集模块采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块中的数据信息，并将采集所得数据传输至所述服务器模块；
S4、所述数据信息化管理***根据所述服务器模块接收到的数据中的电参数信号及遥信变量，判断实训设备当前的工作状态，同时利用数据库技术，将实训设备的工作状态分别记录、存储，并通过数据库查询等方法，将实训设备的使用时间、当前状态以及故障次数中的一种数据信息或多种数据信息进行统计分析，最后将统计分析结果通过图形化界面进行数据展示。
进一步地，所述方法还包括：步骤S5、将所述数据信息化管理***在相应的域名网络上发布，形成基于云平台的电气实训智能***，以供实训相关方登录使用。
优选地，所述步骤S3中，所述数据采集模块通过交换机将采集所得数据传输至所述服务器模块。
利用本发明提供的一种基于云平台的电气实训智能***，可了解实训设备的实时工作状态以及历史的工作状态、方便掌握学生实时及历史实训的情况，并且在实训教学过程中的实训成绩评分也能自动录入以及自动评分。
附图说明
图1是本发明实施例中所述电气实训智能***的模块结构示意图。
图2是本发明实施例中所述智能电力测控仪表的模块结构示意图。
图3是本发明实施例中所述方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如附图1所示，一种基于云平台的电气实训智能***，所述***包括若干实训设备、智能电力测控仪表、可编程控制器PLC模块、数据采集模块、基于云平台的服务器模块、以及人机交互模块。
所述智能电力测控仪表与实训设备、可编程控制器PLC模块以及数据采集模块均连接，用于监控各实训设备的工作状态信息，以及用于控制各实训设备的开关量，实现对各实训设备的开关管理；
所述可编程控制器PLC模块与实训设备、智能电力测控仪表以及数据采集模块均连接，用于给用户提供编程实训，并将其输入、输出状态传输至所述数据采集模块；
所述数据采集模块与所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块连接，用于采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块的数据，并通过向所述可编程控制器PLC模块下发命令，触发可编程控制器PLC模块内部程序，实现对实现设备的控制；
所述服务器模块与所述数据采集模块、实训设备以及可编程控制器PLC模块连接，用于存储数据并对数据进行分析处理，并实现云数据库与数据采集模块和实训设备以及可编程控制器PLC模块数据的同步；
所述人机交互模块与所述服务器模块连接，用于显示实训过程中的输出信息，并接受用户的输入控制指令，通过服务器模块发出相应的控制信息控制所述数据采集模块、智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块，从而实现对所述实训设备的控制管理。
作为优选，所述的智能电力测控仪表包括有测量模块、监控模块、通信模块以及显示模块，如附图2所示：所述测量模块与通信模块、显示模块及监控模块连接，用于测量实训设备用电情况以及开关量的数据；所述监控模块与通信模块、显示模块及测量模块均连接，用于监测及控制实训设备；所述显示模块与测量模块以及监控模块均连接，用于显示实训设备的用电情况以及开关量状态信息；所述通信模块与所述测量模块、监控模块相连接，用于实现数据传输。
在一个优选的实施例中，所述数据采集模块通过交换机或WiFi与所述服务器模块连接；所述实训过程中的输出信息包括实训能耗信息、实训设备状态信息、实训现场模拟画面、实训结果及实训成绩信息中的一种或多种信息；所述数据采集模块通过RS485总线与所述智能电力测控仪表连接。
如附图3所示，本发明实施例提供了一种利用上述的电气实训智能***的管理方法，所述方法步骤包括：
S1、在所述服务器模块上装载相应的数据信息化管理***；
S2、利用所述智能电力检测仪表实时检测实训设备的实时用电量及实训设备的开关状态，判断实训设备的工作状态，将实训设备的各种工作状态信息转换成数字量存在智能电力测控仪表中，并通过智能电力测控仪表的数字化通讯接口，作好数据传输的准备；
S3、利用所述数据采集模块采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块中的数据信息，并将采集所得数据传输至所述服务器模块；
S4、所述数据信息化管理***根据所述服务器模块接收到的数据中的电参数信号及遥信变量，判断实训设备当前的工作状态，同时利用数据库技术，将实训设备的工作状态分别记录、存储，并通过数据库查询等方法，将实训设备的使用时间、当前状态以及故障次数中的一种数据信息或多种数据信息进行统计分析，最后将统计分析结果通过图形化界面进行数据展示；
步骤S5、将所述数据信息化管理***在相应的域名网络上发布，形成基于云平台的电气实训智能***，以供实训相关方登录使用。
优选地，所述步骤S3中，所述数据采集模块通过交换机将采集所得数据传输至所述服务器模块。
利用本发明实施例提供的一种基于云平台的电气实训智能***，还可以将实训数据与人机交互界面的画面关联，实现模拟画面与实训真实场景的统一；同时可对实训的历史数据进行查询，并且可将数据还原、追溯，而通过数据还原、追溯，则可以实现实训场景重演，回顾学生实训的全过程。其具体实现方法如下：
步骤S10：针对实训过程，根据具体的实训设备设计软件平台的实训界面；
步骤S11：学员实训时，在可编程控制器PLC模块的程序编制完成后，将程序下载至实训设备中，并将可编程控制器PLC模块转入运行状态；利用所述数据采集模块对可编程控制器PLC模块的DI/DO的状态进行实时的数据采集，并上传至基于云平台的服务器模块，以保证服务器模块的数据与现场的实时数据保持同步；
步骤S12：将步骤S10的实训界面与采数据采集模块上传的数据进行关联，在基于云平台的服务器模块同步展示具体实训装置的状态，实现模拟画面与实训真实场景的统一；
步骤S13：将步骤S11中采集到的实时数据按秒存储，针对某个实验单独存档，使用数据库查询的方法将某个实验的某个时间段数据进行查询，在画面上按照“每秒更新一组对应数据”的方法，数据对应画面中的各个元件的状态，从而实现仿真实训界面的连续变化，可实现实训的场景重演。
另外，利用本发明实施例提供的一种基于云平台的电气实训智能***，还可以实现智能评分的功能，电气实训智能***可根据实训项目的不同，自动匹配以及执行不同的评分标准，对学生的实训结果与当前实训项目的评分准则作数据比对与分析，从而实现实训过程的智能评分。其具体的实现方法如下：
步骤S20：根据不同的实训项目找到实训要求与评分准则，将这些准则中所需的判断的所有数据均通过数据采集模块上传至监控后台；
步骤S21：根据评分准则设计出自动的评分逻辑，使用这些逻辑程序对步骤S20采集到的数据进行分析，自动给出评分；
步骤S23：自动评分的结果以数据列表的方式存储到电气实训智能***中，以供以后数据查询、分析使用。
上述实施例为本发明的较佳的实现方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于云平台的电气实训智能***，其特征在于：所述***包括若干实训设备、智能电力测控仪表、可编程控制器PLC模块、数据采集模块、基于云平台的服务器模块、以及人机交互模块，
所述智能电力测控仪表与实训设备、可编程控制器PLC模块以及数据采集模块均连接，用于监控各实训设备的工作状态信息，以及用于控制各实训设备的开关量，实现对各实训设备的开关管理；
所述可编程控制器PLC模块与实训设备、智能电力测控仪表以及数据采集模块均连接，用于给用户提供编程实训，并将其输入、输出状态传输至所述数据采集模块；
所述数据采集模块与所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块连接，用于采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块的数据，并通过向所述可编程控制器PLC模块下发命令，触发可编程控制器PLC模块内部程序，实现对实现设备的控制；
所述服务器模块与所述数据采集模块、实训设备以及可编程控制器PLC模块连接，用于存储数据并对数据进行分析处理，并实现云数据库与数据采集模块和实训设备以及可编程控制器PLC模块数据的同步；
所述人机交互模块与所述服务器模块连接，用于显示实训过程中的输出信息，并接受用户的输入控制指令，通过服务器模块发出相应的控制信息控制所述数据采集模块、智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块，从而实现对所述实训设备的控制管理。
2.根据权利要求1所述的电气实训智能***，其特征在于：所述的智能电力测控仪表包括有测量模块、监控模块、通信模块以及显示模块；
所述测量模块与通信模块、显示模块及监控模块均连接，用于测量实训设备用电情况以及开关量的数据；
所述监控模块与显示模块、测量模块及通信模块均连接，用于监测及控制实训设备；
所述显示模块与测量模块以及通信模块连接，用于显示实训设备的用电情况以及开关量状态信息；
所述通信模块与所述测量模以及监控模块连接，用于实现数据传输。
3.根据权利要求2所述的电气实训智能***，其特征在于：所述数据采集模块通过交换机或WiFi与所述服务器模块连接。
4.根据权利要求1所述的电气实训智能***，其特征在于：所述实训过程中的输出信息包括实训能耗信息、实训设备状态信息、实训现场模拟画面、实训结果及实训成绩信息中的一种或多种信息。
5.根据权利要求2所述的电气实训智能***，其特征在于：所述数据采集模块通过RS485总线与所述智能电力测控仪表连接。
6.一种利用权利要求1～5中任意一项所述的电气实训智能***的管理方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
S1、在所述服务器模块上装载相应的数据信息化管理***；
S2、利用所述智能电力检测仪表实时检测实训设备的实时用电量及实训设备的开关状态，判断实训设备的工作状态，将实训设备的各种工作状态信息转换成数字量存在智能电力测控仪表中，并通过智能电力测控仪表的数字化通讯接口，作好数据传输的准备；
S3、利用所述数据采集模块采集所述智能电力测控仪表以及可编程控制器PLC模块中的数据信息，并将采集所得数据传输至所述服务器模块；
S4、所述数据信息化管理***根据所述服务器模块接收到的数据中的电参数信号及遥信变量，判断实训设备当前的工作状态，同时利用数据库技术，将实训设备的工作状态分别记录、存储，并通过数据库查询等方法，将实训设备的使用时间、当前状态以及故障次数中的一种数据信息或多种数据信息进行统计分析，最后将统计分析结果通过图形化界面进行数据展示。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤S5、将所述数据信息化管理***在相应的域名网络上发布，形成基于云平台的电气实训智能***，以供实训相关方登录使用。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述数据采集模块通过交换机将采集所得数据传输至所述服务器模块。
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