一、概述
高级维修电工及技师技能实训考核装置是根据机械工业出版社出版的《维修电工技师培训教材》中相关技能的培训要求，而研发的实训装置。该装置不仅可作为各企业、职业技术院校、技校等单位的维修电工技师培训用的操作台，而且也可作为有关部门对维修电工技师资格认定的考核鉴定设备。本套装置还增设了故障设置与排除功能，具有丰富的波形观测孔和故障测试孔，便于培训考核。

它不仅涵盖了电子技术(数、模电子技术)、电力电子变流技术、电机与拖动、自动控制、可编程控制器、单片机等几个方面的技能培训，还可以用于对从业人员进行岗位培训、就业培训以及各省、市的维修电工培训和鉴定考核使用。

维修电工3D模拟仿真实训分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、PLC控制等100多个实训内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。

二、特点
1、综合性强
本装置综合了目前国内各类学校电子技术，电力电子、半导体变流、交直流调速、PLC可编程控制技术、电机控制理论等几个方面的技能培训项目。
 2、适应性强
能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机的结合，装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可。
 3、整套性强
从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
 4、直观性强
各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
 5、科学性强
装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
 6、开放性强
控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。
7、维修电工3D动画模拟实训特点：
（1）在指导方针上，不以某专业或课程的教学大纲为依据，而是以国家维修电工职业标准为指导。
（2）在系统定位上，不以理论性系统性为主线，而是以职业技能的训练养成为主要任务。
（3）在内容选择上，不以验证性的实训为主要目的，而是以职业标准规定的技能点的仿真实训为主线。
（4）在媒体使用上，不以简单的播放式动画为主，而是侧重于动画编程、受训者的参与交互性训练上。
（5）在表现形式上，不以实物照片而满足，而是为追求最佳情景性效果采用三维建模技术。
（6）在教学设计上，不以简单完成某个技能为满足而是围绕该技能设置了诸如目的、原理、认识、结构、拆装、布局、连线、操作、排故、考评等尽可能完备的模块。
（7）该软件包含初级工与中级工、高级工全部12个实训单元的研制工作，总共包含了近100多个实训项目，基本覆盖了电工、电子、电拖、维修电工、PLC等职业技能实训和鉴定设备技术规范中所列出的主要技能项目。网络版用于学生独自仿真模拟练习，单机版用于老师教学实训。

三、技术性能
 1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)
 2、工作环境: 温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃） 海拨＜4000m
 3、装置容量：＜1.5KVA
 4、外形尺寸：187.3×72.5×162.2 cm³

四、高级维修电工及技师技能实训考核装置的基本装备
1、DK01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
（1）交流电源：三相交流电源 AC220V   1.5A电流（带有过流保护措施）
             三相交流电源  AC380V    5A 电流（具有输出短路保护）
 （2）高压直流电源：励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。
（3）指针式仪表：交流电压表一只：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级;
（4）数字式仪表
1）真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V,量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示；
2）真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警功能，为交流调速系统提供电流指示；
3）直流数字电压表一只：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；
4）直流数字毫安表一只：测量范围为0～2000mA，分20 mA、200 mA、2000 mA三档，直键开关切换，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
 （5）人身安全保护体系
   三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
    电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
 （6）实验管理器
   具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
（7)故障设置箱：单片机智能故障设置，可设置40个故障点，并可对其进行排故功能。
智能考核系统是通过计算机控制、采集所有教学设备的所有故障的教学系统，并且可以管理学生信息，分数自动计算，考核设备可以任意分配给每个学生，自动传输学号，允许学生分批考核并具有单机模式与多机模式考核，可以任意组合或设置设备故障，操作单元采用中文人机对话，允许联网考核或脱机考核。学生与老师操作简单方便。
（8）控制屏其它设施
   控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验部件控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。

2、DK02实验桌
   实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。

3、DQ03-1固定电机导轨、测速系统及数显转速表。
电机导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好与互换性好，能保证电机与电机之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪音小，实训参数典型，能较好满足实训要求。

4、DQ29-2提供两组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻和一只转换开关

5、DK03晶闸管主电路
  提供12只5A/1000V的晶闸管，分成正、反桥两组，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口）。另外，还设有带镜面精密指针式直流电压表（±300V，精度1.0级）、带镜面精密指针式直流电流表（±2A，精度1.0级）各一只以及平波电抗器一组。

6、DK04-1 三相晶闸管触发电路
   提供三相触发电路、功放电路等，与“DK03”配套使用。
   
7、DK05晶闸管触发电路实验
   提供单结晶体管触发电路、锯齿波同步触发电路和西门子TCA785集成触发电路。
 
8、DK06电机调速控制实验（Ⅰ）
   提供以下模块：给定（带数显）、调节器I、转速变换（FBS）、调节器II、反号器（AR）、电流变换（FBC）、电压隔离器（TVD）。其中调节器I和调节器II的比例增益可用电位器进行调节。

9、DK06-1电机调速控制实验（Ⅱ）
提供以下模块：提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）及逻辑控制（DLC）。

10、DK07-1直流斩波电路
   主要由斩波器触发电路及斩波主电路两大部分组成。
 
11.DK07 直流斩波电路
提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成升压、降压、升降压斩波电路等六种典型实训。

12、DK08给定及实训器件
提供一只灯泡负载、给定电压（带数显，±15V可调电压输出）、二极管。

13、DK09新器件特性实验
提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实验。

14、DK11单相调压与可调负载
   提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
 
15、DK13 功率器件驱动与保护电路
电源：为驱动电路提供电源：包括±5V、±15V、+20的直流电源
驱动电路：提供GTR，GTO ，的MOSFET和IGBT的驱动保护电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841，MOSFET的驱动电路由分立元件组成。
PWM波形发生器：以SG3525为核心PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形，可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波形的占空比。

16、DK29 功率表及单相变压器
 提供一只功率表和一只单相变压器。
   
17、DK12变压器实验
   提供三相芯式变压器一个和一组三相不控整流电路。

18、PLC可编程控制器主机
（一）S7-200系列主机 (全教室共8台采取这样配置）
配置西门子S7-200系列 CPU224XP（AC/DC/RLY） PLC，集成数字量 I/O（14路数字量输入/10路数字量输出）、集成模拟量 I/O（2路A/D输入、1路D/A 输出）；两个RS-485通信口、2相高速计数器速率最大100KKz TTL～24VDC高速计数，含有PPI通信；系统还配有PROFEIBUS-DP通讯扩展模块EM277，配套PC/PPI编程电缆。
（二）S7-300系列主机(全教室共2台采取这样配置）
   配备有西门子中大型300系列PLC CPU:CPU314-2DP/PN；24DI/16DO/4AI/2AO，其相关的编程软件包 STEP 7 V5.3 SP2 中更高，带硬件更新包；存储器 RAM 内置96 KB；装载存储器 可插入(MMC) 最大8兆字节；CPU/程序块 DB数量最大511 编号范围1至 511 FB 数量最大1024 号码顺序0至2047 容量最大16KB，FC 数量最大1024 号码顺序0至2047 容量最大 16KB，OB 容量最大16 KB，嵌套深度 每个优先级8 在一个错误 OB中附加4；CPU/处理时间 位操作最小0.1μs，字操作最小0.2μs，定点数运算最小 2μs，浮点数运算最小3μs。带电源、导轨、网络接头等备件。PLC的接线端子全部引出。具有MPI及PROFIBUS-DP网络通信功能。(24DI/16DO/4AI/2A），以太网通信等一切必须的软硬件。

19、PLC可编程控制器模拟实训（一）
提供运料小车、混料罐、机械滑台、机械手及十字路口交通灯控制线路的实训模块。

20、PLC可编程控制器模拟实训（二）
提供三相异步电动机Y/Δ启动，三相异步电动机的正、反转，四层电梯实训模块。

21、GDK28 变频器调速控制实训组件（西门子V20）

22、电子技术实训组件（一）
提供锯齿波发生器、RC正弦波振荡器、正弦波方波锯齿波发生器、电压频率转换器、集成功率放大器、步进电机与环行分配器等实训模块。

23、电子技术实训组件（二）
提供可逆计数译码器、十位逻辑电平、简易数字式频率计、单脉冲控制移位寄存器、数码管显示等实训模块。

24、电子技术实训组件（三）
提供多种运算放大器、有源滤波器、电压比较器、A/D转换、D/A转换、555时基电路、集成三端稳压电路等实训模块。

25、电子技术实训电源组件
提供电子技术实训用的电源（±5V、±12V、±15V直流电源）、单次脉冲源、函数信号发生器、数字频率计等。

26、单片机组件---四合一单片机综合仿真实验仪
   综合仿真实验仪集成有MON51调试接口，用户可在著名的Keil uVision2调试环境下调试、运行单片机程序。预留的ISP接口使单片机综合仿真实验仪还具有ISP编程器的功能。四合一功能：ISP、EDA、仿真、实验仪。
本设备主要包括、电源模块、仿真器模块、液晶显示、数码管显示、LED逻辑电平指示、指令、AD\DA、直流电机控制、步进电机控制、扩展模块、温度传感器、串并转换、IIC总线、语音模块，USB接口、以太网接口、点阵屏等组成。各个模块资源全部开放。

27、传感器实验系统
(1)实验系统提供四组直流稳压电源：±5V、±15V，具有短路保护功能，一组加热源。
(2)低频信号发生器：1Hz-30Hz输出连续可调，Vp-p值10V，最大输出电流0.5A。
(3)差动放大器：通频带0-10KHz，可接成同相、反相、差动结构，增益为1-150倍的直
流放大器。
(4)数字式电压表：三位半显示，量程±2V、±20V，输入阻抗100KΩ，精度1%。
(5)数字式频率/转速表：由四只数码管，2只发光管组成，输入阻抗100KΩ，精度1%。频率测量范围1-9999 Hz，转速测量范围1-9999r/min。
 提供电阻式传感器,霍尔式传感器,电容式传感器,电感式传感器,光电式传感器,涡流式传感器,温度式传感器,磁电式传感器,压电式加速度传器,涡流式测速传感器,磁电式测速传感器,转速传感器,光纤式传感器等。

28、DQ19 校正直流测功机（发电机，作为模拟负载使用）
220V、2.0A、 350W、1500r/min，即可作电动机又可作测功机，做电动机使用时，可作为发电机的原动机，也可用于拖动电动机完成四象限测试；作测功机使用时，由于电机经特殊设计，容量是被测电机的2～3倍，并经精密仪器校正，能很好的完成被测电机的加载输出转矩的测试

29、DQ19直流并励电动机

30、DQ10三相鼠笼式异步电动机

31、DQ11三相线绕式异步电动机

32、DQ12线绕式异步电动机转子专用箱

33、步进电机控制箱及步进电机实训部件

34、电脑小推车
   提供铝木结构电脑小推车一个，带万向轮，设有显示器保护罩。

35、导线架
提供欧式导线架，主要用于悬挂和放置实训专用导线，外形尺寸为530mm×430mm×1200mm，具有5个万向轮。

36、实验连接线：根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。

37、维修电工综合实训仿真软件（3D建模，虚拟实验）
 模块分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、PLC控制等100多个实验内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。

利用生动的动画演示，配合语音对电路工作原理进行讲解；可通过半透明的原理图上的提 示进行相关操作；具有与设备一致的实验项目和实物元件介绍；具有实验目的的描述、实验器材的展示、典型电路的分析、电路原理声动同步的解说、元件布局模拟操作、电路原理的模拟接线，模拟现场的工业仿真等功能。该软件所有图标及器件均采用3D建模，通过美工处理，整体画面美观大方。通过软件的教学及仿真，能激发学员的思维、增强学员的感性认识，更好地剖析教学的重点、难点。

五、高级维修电工及技师技能实训考核装置能开设的实验项目（所列器材全部配置时）
(一)电子技术
1. 锯齿波发生器
2. RC正弦波振荡器
3. 正弦波 方波 锯齿波发生器
4. 电压频率转换器
5. 集成功率放大器
6. 步进电机环形分配器
7. 可逆计数译码显示电路
8. 数字定时器
9. 数字式频率计
10. 单脉冲控制移位寄存器
11. 运算放大器（比例、加法、减法、积分）
12. 电压比较器
13. 有源滤波器
14. 集成三端稳压块的应用
15. D/A 转换实训
16. A/D 转换实训
17. 555组成的单稳态触发器
18. 555组成的多谐振荡器

(二)电力电子变流技术
1. 单结晶体管触发电路
2. 锯齿波同步移相触发电路
3. 西门子TCA785集成触发电路
4. 单相半波可控整流电路
5. 单相桥式半控整流电路
6. 单相桥式全控整流电路
7. 三相半波可控整流电路
8. 三相桥式半控整流电路
9. 三相桥式全控整流电路
10. 单相交流调压电路
11. 三相交流调压电路
12. GTR、GTO、MOSFET、IGBT特性、驱动及保护电路
13. 直流斩波实训
14. 直流（IGBT）斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuｋ斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型线路）

(三)电机与拖动
1. 单相变压器的设计，单相变压器的空载、短路
2. 三相芯式变压器同名端的判别及Y/Y-12，△/Y-1联接组别
3. 直流电动机的机械特性及回馈制动
4. 交流电动机的机械特性及回馈制动
5. 步进电机
6. 直流伺服电动机

(四)自动控制
1. 晶闸管直流调速系统各主要单元的调试
2. 单闭环不可逆直流调速系统
3. 电压、电流双闭环不可逆直流调速系统
4. 转速、电流双闭环不可逆直流调速系统
5. 带电流截止的转速单闭环不可逆直流调速系统
6. 逻辑无环流可逆直流调速系统
7. 转速、电流双闭环三相异步电机调压调速系统
8. 转速、电流双闭环三相异步电动机串级调速系统
9. 三相异步电机交流变频调速系统

(五)可编程控制器
1. 基本指令练习
2. 用PLC进行运料小车的控制线路设计，并进行模拟调试
3. 用PLC进行混料罐的控制线路设计，并进行模拟调试
4. 用PLC进行机械滑台的控制线路设计，并进行模拟调试
5. 用PLC进行机械手的控制线路设计，并进行模拟调试
6. 用PLC进行十字路口交通灯的控制线路设计，并进行模拟调试
7. 用PLC进行四层电梯的控制线路设计，并进行模拟调试
8. 用PLC进行三相异步电动机Y/△启动控制线路设计，并进行调试
9. 用PLC进行三相异步电动机正、反转控制线路设计，并进行调试

（六）变频器，触摸屏实训
1. 变频器基本操作实训
2.  变频器调速实训
3.  基于PLC通信方式的变频器的开环调速系统
4.  基于PLC通信方式的变频器的闭环调速系统

（七）单片机实训
单片机I/O口控制实验，如拨码开关信号输入，LED发光二极管控制，按键输入等实验；
定时器输出PWM实验；
蜂鸣器驱动实验；
结合单片机I/O口控制实验和蜂鸣器驱动实验的电子琴实验；
串转并的I/O口实验；
并转串的I/O口实验；
74HC138译码器实验；
8×8LED扫描输出实验；
555电路实验（如脉冲输出，频率调整等实验）；
运算放大器实验（加减法，微积分等电路的实验）；
继电器控制实验；
RS232串口通信实验；
RS485差分串行通信实验；
I²C总线实验（实时时钟、EEPROM和ZLG7290的实验）；
结合I²C总线实验而扩展的万年历时钟实验；
接触式IC卡读写实验；
18B20的单总线实验；
结合18B20的单总线实验和I²C总线实验的温度计实验；
结合555电路实验和单片机定时器频率计实验；
直流电机实验；
步进电机实验；
红外收发实验；
LCD 16*2 字符型液晶显示实验；
LCD 128*64 点阵液晶显示实验；
8155I/O扩展及RAM、定时器实验；
并行的模数转换实验；
并行的数模转换实验；
串行的模数转换实验；
结合串行的模数转换实验和I²C总线实验电压表实验；
结合I2C总线实验、接触式IC卡读写实验、继电器控制实验的IC卡身份识别开关实验；
USB1.1接口控制实验；
CAN-bus接口控制实验；

（八） 传感器实验
1. 电阻式（应变片）传感器的单臂电桥性能实验
2. 电阻式（应变片传感器的半桥性能实验
3. 电阻式（应变片传感器的全桥性能实验
4. 电阻式（应变片）传感器的单臂、半桥和全桥的比较实验
5. 变面积式电容传感器特性实验
6. 差动式电容传感器特性实验
7. 差动变压器的特性实验
8. 自感式差动变压器的特性实验
9. 差动变压器的性能实验
10. 光电式传感器的转速测量实验
11. 光电式传感器的旋转方向测量实验
12. 接近式霍尔传感器实验
13. 涡流传感器的位移特性实验
14. 被测体材质对涡流传感器特性的影响实验
15. 涡流式传感器的振动实验
16. 温度传感器及温度控制实验（AD590）
17. 磁电式传感器的特性实验
18. 压电加速度式传感器的特性实验
19. 光纤传感器的位移特性实验
20. 光纤传感器的振动实验
21. 光纤传感器的转速测量实验

（九）本装置可设置的部分故障内容
1．可控硅触发脉冲的丢失
2．整流桥熔断丝故障
3．触发电路同步信号的故障
4．触发电路的触发脉冲调节失效
5．速度调节器积分电容短路
6．速度调节器输出断路
7．转速变换输出断路
8．电流调节器积分电容短路
9．电流调节器输出断路
10．电压隔离器输出断路
11．反号器输工作不正常
。。。。。。。。。。。。。。。。。
本装置最多可设置40个独立的故障点，每个实训项目可通过多种故障的组合，可设置更多的故障。

六、高级维修电工及技师技能实训考核装置的配置清单（清单）：
附件一
维修电工综合仿真软件说明（3D仿真建模，提供虚拟实验室）
 模块分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、PLC控制等100多个实训内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。

利用生动的动画演示，配合语音对电路工作原理进行讲解；可通过半透明的原理图上的提 示进行相关操作；具有与设备一致的实训项目和实物元件介绍；具有实训目的的描述、实训器材的展示、典型电路的分析、电路原理声动同步的解说、元件布局模拟操作、电路原理的模拟接线，模拟现场的工业仿真等功能。该软件所有图标及器件均采用3D建模，通过美工处理，整体画面美观大方。通过软件的教学及仿真，能激发学员的思维、增强学员的感性认识，更好地剖析教学的重点、难点。