摘要：为了满足高职院校实验教学需求，对基于实验教学的新型自动化控制柜开发与应用展开研究。设计新型自动化控制柜结构，将一体机设备与计算机进行对接，连接所有元器件与外接引线子端，实现对控制柜元器件与线路的拼接。对端进行百叶窗防尘与防水性能的设计，对控制柜运行进行集中调试，实现对自动化控制柜的开发。通过实例应用的方式证明，设计的控制柜体积在任何状态下均小于相对应的基于有线通信反向传输的控制柜体积，在实际应用中能够在保证功能正常实现的基础上，节省更多的实验室教学空间，以此有效解决了以往电气自动化教学实验室实训空间不足和设备占用空间大的问题。

关键词：实验教学;新型;自动化;控制柜;开发;应用;

引言

随着教育产业的持续改革，有关单位对高校电气专业的教学工作提出了全新的要求，需引进现代化教学模式，提升高职院校的实验教学综合质量[1]。但大部分高职院校在开展此项工作时，缺少可行性较高的实验教学设备，无法提高学生的实践操作能力，导致高职院校的实验教学工作一直无法达到既定的效果[2]。

因此，本文结合高职院校实验教学现状，综合学生与教师对教学实践设备的需求，设计一种可用于实验教学中的新型自动化控制柜，提升实验教学的实践性与可行性。

1基于实验教学的新型自动化控制柜开发

1.1新型自动化控制柜结构设计

为了确保设计的新型自动化控制柜可满足高职院校实验教学需求，需要先进行新型自动化控制柜结构的开发[3]。结构示意图如下图1所示。

图1中：1表示为设备与计算机对接的安装端口;2表示为控制柜柜门;3表示为输入键盘对接槽口;4表示为控制端键盘;5表示为转动轴;6表示为控制柜变频装置;7表示为控制柜运行电机;8表示为控制柜运行电阻;9表示为控制柜交流接触器;10表示为继电管理器;11表示为控制柜运行指示灯;12表示为控制柜柜体结构;13表示为变压设备;14表示为断路设备;15表示为PLC;16表示为装置进程开关。按照上述图1所示的结构，进行控制柜整体结构的设计，以此种方式，完成对新型自动化控制柜结构的开发。

1.2控制柜元器件与线路拼接

在控制柜前端柜门上对接一个嵌入式一体机设备，将此设备与计算机进行对接，此计算机与一体机设备可以使用终端的鼠标与键盘进行操作[4]。将操作设备收纳在前端的键盘槽位中，降低装置在使用中外部设备的占用空间。

采用直接连线的方式进行控制柜元器件对接。将所有需要拆装或拼接的元器件与外接引线子端进行连接，学生只需要操作拼接线便可以进行设备的调试。当设备在实验教学中出现故障或异常时，可以直接通过对子排端口引线进行拆装的方式进行控制柜故障处理。

1.3控制柜试运行调试

采用检测的方式掌握控制柜在运行中存在的不足，对控制柜运行进行集中调试。将控制柜下方45°的百叶窗进行倾斜处理，检测百叶窗是否具备防尘与防水性能。若控制柜百叶窗的间隙较小或测试后无尘土渗入时，可认为开发的新型自动化控制柜在实际应用中具有较好的性能。若缝隙较大，则需要在控制柜的壁柜上以安装铰链的方式安装集成防尘器，确保设计的控制柜能达到实验教学的实际需求[5]，实现基于实验教学的新型自动化控制柜的开发研究。

2新型自动化控制柜在实验教学中的应用

为了验证上述开发思路的可行性，将设计的新型自动化控制柜与传统基于有线通信反向传输的控制柜共同应用到某高校电气自动化教学活动当中，针对两种控制柜的防尘防水情况进行测试。选择在特定的电气自动化实验场地完成，并根据IEC的标准，对两种控制柜的防尘防水性能进行评价，表1为IEC防尘防水评价等级标准对照表。

将表1作为依据，通过实际观察和记录得出，传统基于有线通信反向传输的控制柜粉尘防水性能评价等级为IP43;而本文设计的基于实验教学的控制柜防尘防水性能评价等级为IP55，能够达到防尘，液体以强力喷射形式才能进入的效果，在一定程度上为电气自动化教学提供安全保障。

为了进一步验证本文设计的教学控制柜的性能，针对两种控制柜在使用过程中的空间占用面积进行测量，在测量的规程中分别设置对控制柜柜门打开状态、控制柜柜门关闭状态、控制柜连接外接设备运行状态，共三种情况下的空间体积，根据体积公式进行计算，体积公式为：控制柜本体长、宽、高乘积+控制柜柜门长、宽、高乘积+外设装置连接后的长、宽、高乘积。根据上述公式，计算得出两种控制柜的体积，并将记录结果绘制成如表2所示。

从表2可以看出，在三种不同状态下，两种控制柜的体积相差较大，但本文提出的基于实验教学的控制柜体积在任何状态下均小于传统的教学控制柜的体积，能够将空间占用量控制在2.00 m2～4.00 m2。因此能够证明，本文设计的基于实验教育的控制柜，在保证功能正常实现的基础上，可以节省更多的实验室教学空间，具有较好的实际应用效果。

3结束语

本文从新型自动化控制柜结构设计、控制柜元器件与线路拼接、控制柜试运行调试三个方面，对基于实验教学的新型自动化控制柜开发与应用展开研究。通过实验证明，本文提出的基于实验教学的控制柜体积在任何状态下均小于传统教学控制柜体积，并且防尘防水效果较好。说明本文提出的基于实验教学的控制柜开发思路在实际应用中能够有效解决传统电气自动化实训教学存在的问题，为教师和学生提供更加高性能的实训设备。可在后续的教学改革中，尝试将本文设計的装置投入教学实践使用，为高校电气自动化专业的教学提供支撑。

参考文献

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[2]虞富荣，陈叶明. 规则引擎财务机器人技术驱动下的财务共享智能化升级运用研究——以差旅规则的自动化控制为例[J]. 商业会计，2021（19）：98-101.

[3]辛连宝. 电气设备自动化控制技术在电动汽车制造领域中的重要应用[J]. 内燃机与配件，2021（20）：209-210.

[4]李锦云. 基于以太网自动化控制的海上风电电网综保系统的优化设计[J]. 现代工业经济和信息化，2021，11（07）：75-76+79.

[5]车颜泽. 基于有线通信反向传输的光纤信号系统复杂度自动化控制方法[J]. 制造业自动化，2021，43（08）：109-113.

作者简介：闫海舟（1980.05.24），性别：男;籍贯：内蒙古自治区呼和浩特市，民族：汉;学历：本科、硕士;职称：讲师;研究方向：机械化及其自动化

基金项目：2019年内蒙古化工职业学院院级科研项目;项目编号：HYZR1910D9B76FF5-0571-4A31-9E0E-632CDBB1CECC