本實(shí)用新型屬于低壓電工作業(yè)培訓(xùn)考試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種低壓電工測量臺操作設(shè)備，具體是采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、三維動畫技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)操作簡便、界面良好的用戶環(huán)境。

背景技術(shù)：

眾所周知，電工作業(yè)人員必須具備必要的電氣專業(yè)知識和電氣安全技術(shù)，掌握必要的操作技能，取得電工職業(yè)資格證書后方可上崗作業(yè)。傳統(tǒng)的低壓電工作業(yè)培訓(xùn)考試采用純理化考試方式，僅考察電氣相關(guān)知識，不能考察考生的實(shí)際動手操作技術(shù)，對低壓電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、運(yùn)行操作、檢修等考試要求均不能實(shí)現(xiàn)，無法使從業(yè)人員獲得獨(dú)立操作能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的由此產(chǎn)生，提出一種低壓電工測量臺操作設(shè)備。該操作設(shè)備采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過軟硬件結(jié)合的方式，能夠?qū)Φ蛪弘姽ぷ鳂I(yè)理論知識及線路實(shí)際操作等要求全面進(jìn)行培訓(xùn)考核，提高專業(yè)電工的技術(shù)水平和安全意識。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是：一種低壓電工測量臺操作設(shè)備，包括柜體及設(shè)置在其上的操作臺、讀卡器、三相異步電動機(jī)、顯示屏、電路原理圖、電源控制箱、3P6A斷路器、2P6A斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、急停按鈕、停止按鈕、正轉(zhuǎn)按鈕、反轉(zhuǎn)按鈕、正轉(zhuǎn)指示燈、反轉(zhuǎn)指示燈、點(diǎn)動按鈕、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕、啟動指示燈、電能表、翹板開關(guān)、日光燈、電源指示燈及實(shí)驗(yàn)插座，上述電器元件相互獨(dú)立，通過線路連接匯聚到所述柜體內(nèi)部的PLC控制柜中，由PLC控制器對各個(gè)電器元件進(jìn)行信號的檢測與控制。

本實(shí)用新型所述的柜體包括水平設(shè)置的操作臺及豎立設(shè)置的操作面板，所述的讀卡器和三相異步電動機(jī)設(shè)置在操作臺上；所述的顯示屏、電路原理圖、電源控制箱、3P6A斷路器、2P6A斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、急停按鈕、停止按鈕、正轉(zhuǎn)按鈕、反轉(zhuǎn)按鈕、正轉(zhuǎn)指示燈、反轉(zhuǎn)指示燈、點(diǎn)動按鈕、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕、啟動指示燈、電能表、翹板開關(guān)、日光燈、電源指示燈及實(shí)驗(yàn)插座設(shè)置在操作面板上。

本實(shí)用新型所述的3P6A斷路器為兩個(gè)，分別與電機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和電機(jī)正反轉(zhuǎn)操作面板連接。

本實(shí)用新型所述2P6A斷路器為兩個(gè)，分別與二個(gè)3P6A斷路器相鄰。

本實(shí)用新型所述熔斷器為二個(gè)，分別與二個(gè)2P6A斷路器相鄰。

本實(shí)用新型所述的操作臺其臺面有5°傾角。

本實(shí)用新型針對傳統(tǒng)的低壓電工作業(yè)考試方式存在的僅考察電氣理論知識，不能考察電氣電路相關(guān)操作技能、不能自動評分、考試培訓(xùn)效率低等缺陷，根據(jù)低壓電工作業(yè)安全技術(shù)實(shí)際操作的考試標(biāo)準(zhǔn)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬仿真的考試方式結(jié)合信息化的時(shí)代理念，輕松組建智能化、自動化考場。對低壓電工儀器儀表選用及測量、電機(jī)正反轉(zhuǎn)、電機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、單相電度表電路圖及電工作業(yè)安全隱患排除等模塊進(jìn)行考核。采用理論考試和實(shí)際動手操作相結(jié)合的方式，在考生考試過程中，實(shí)時(shí)采集考生操作過程及結(jié)果，對操作正確性進(jìn)行自動評判。該系統(tǒng)不僅能有效考察考生的安全作業(yè)常識，而且能有效評判考生實(shí)際操作技能，使考生在實(shí)際電工作業(yè)中具備獨(dú)立操作技能，保障作業(yè)安全，提升從業(yè)人員作業(yè)安全。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型電動機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路（帶點(diǎn)動控制）參考圖。

圖3是本實(shí)用新型電動機(jī)正反運(yùn)行電路參考圖。

圖4是本實(shí)用新型單相電能表帶照明燈電路參考圖。

圖5是本實(shí)用新型考試系統(tǒng)流程圖。

圖中：1、柜體，2、操作臺，3、顯示屏，4、電路原理圖，5、電源控制箱，6、讀卡器，7、三相異步電動機(jī)，8、3P6A斷路器， 9、2P6A斷路器， 10、熔斷器， 11、接觸器，12、熱繼電器， 13、急停按鈕， 14、停止按鈕， 15、正轉(zhuǎn)按鈕， 16、反轉(zhuǎn)按鈕，17、正轉(zhuǎn)指示燈， 18、反轉(zhuǎn)指示燈， 19、點(diǎn)動按鈕， 20、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕， 21、啟動指示燈， 22、電能表， 23、翹板開關(guān)， 24、日光燈，25、電源指示燈， 26、實(shí)驗(yàn)插座。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，通過實(shí)施例的方式對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示：本實(shí)施例所述的低壓電工測量臺操作設(shè)備包括柜體1，操作臺2，顯示屏3，電路原理圖4，電源控制箱5，讀卡器6，三相異步電動機(jī)7， 3P6A斷路器8，2P6A斷路器9，熔斷器10，接觸器11，熱繼電器12，急停按鈕13，停止按鈕14，正轉(zhuǎn)按鈕15，反轉(zhuǎn)按鈕16，正轉(zhuǎn)指示燈17，反轉(zhuǎn)指示燈18，點(diǎn)動按鈕19，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕20，啟動指示燈21，電能表22，翹板開關(guān)23，日光燈24，電源指示燈25，實(shí)驗(yàn)插座26。

柜體1為設(shè)備主體，包括水平設(shè)置的操作臺2及豎立設(shè)置的操作面板，在所述的操作臺2上設(shè)有身份證讀卡器6和三相異步電動機(jī)7，身份證讀卡器6位于操作臺2的左側(cè)，用于考生刷取身份證驗(yàn)證進(jìn)入考試系統(tǒng)，三相異步電動機(jī)7通過螺絲固定操作臺2上，用來測量電機(jī)線圈的絕緣電阻；操作臺2臺面有5°傾角，可用于放置儀器儀表及線材。在所述的操作面板上設(shè)有顯示屏3、電路原理圖4、電源控制箱5、3P6A斷路器8、2P6A斷路器9、熔斷器10、接觸器11、熱繼電器12、急停按鈕13、停止按鈕14、正轉(zhuǎn)按鈕15、反轉(zhuǎn)按鈕16、正轉(zhuǎn)指示燈17、反轉(zhuǎn)指示燈18、點(diǎn)動按鈕19、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕20、啟動指示燈21、電能表22、翹板開關(guān)23、日光燈24、電源指示燈25及實(shí)驗(yàn)插座26，所述觸摸液晶顯示屏3位于操作面板的左上角，考生在此觸摸屏上對考試題目進(jìn)行作答；所述電路原理圖4絲印在顯示屏3的下方，考生可根據(jù)電路原理圖對考試題目進(jìn)行接線；所述電源控制箱5位于電路原理圖下方，其內(nèi)部設(shè)置機(jī)臺的主電源斷路器及電源指示燈25，用于控制設(shè)備電源的開關(guān)； 所述3P6A斷路器8為兩個(gè)，分別與電機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和電機(jī)正反轉(zhuǎn)操作面板連接，是低壓電工考試中三相電的電源總開關(guān)；所述2P6A斷路器9為兩個(gè)，分別與二個(gè)3P6A斷路器相鄰，是低壓電工考試中弱電的電源總開關(guān)；所述熔斷器10為二個(gè)，分別與二個(gè)2P6A斷路器相鄰，用于設(shè)備弱電部分的電路保護(hù)；所述接觸器11用于控制電機(jī)動力電源的接入；所述熱繼電器12用于電機(jī)電路的過流保護(hù)；所述急停按鈕13用于考試科目電路的緊急停止；所述停止按鈕14用于考試科目電路的停止；所述正轉(zhuǎn)按鈕15和反轉(zhuǎn)按鈕16分別是電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的啟動按鈕；所述正轉(zhuǎn)指示燈17和反轉(zhuǎn)指示燈18分別是電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)的啟動指示燈；所述點(diǎn)動按鈕19和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕20分別是電機(jī)點(diǎn)動時(shí)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的啟動按鈕；所述啟動指示燈21是電機(jī)點(diǎn)動或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的啟動指示燈；所述電能表22是日光燈電路的電能表，所述翹板開關(guān)23是日光燈24（24V）的開關(guān)；所述電源指示燈25是機(jī)臺的總電源指示燈；所述實(shí)驗(yàn)插座26是考生用于對電路進(jìn)行連接的插座。上述所有元器件通過線路連接匯聚到柜體1內(nèi)部的PLC控制柜中，由PLC控制器對各個(gè)電器元件進(jìn)行信號的檢測與控制。所有電器元件是相互獨(dú)立的，考生需要根據(jù)電路原理圖（圖2至圖4）進(jìn)行連線，將各個(gè)電器元件連接起來。

圖2至圖5詳細(xì)描述設(shè)備各部分工作原理及流程。

如圖2所示，該圖為電機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路圖，電路工作過程如下：

考生按照電路原理圖進(jìn)行接線。接線完成后按下點(diǎn)動按鈕2SB3,接觸器KM3線圈得電,電動機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，松開2SB3，電動機(jī)隨即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)有電動機(jī)過載時(shí),主電路電流增大,這時(shí)串聯(lián)在主電路中的熱繼電器2KH的熱元件就會由于電流過大產(chǎn)生的熱量過多而跳閘,使控制電路中的2KH斷開,接觸器KM3線圈失電,電動機(jī)停止運(yùn)行。熱繼電器2KH是作過載保護(hù)，熔斷器2FU1是作短路保護(hù),當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí),由于電流過大就會使熔斷器熔斷,從而保護(hù)電器設(shè)備。停止按鈕為2SB2,按下它時(shí)電機(jī)停止，急停按鈕2SB1在緊急情況下按下，設(shè)備電路斷電，電動機(jī)停止工作。

如圖3所示，該圖為電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路圖，是采用按鈕和接觸器雙重互鎖的電動機(jī)正、反兩方向運(yùn)行的控制電路。電路工作原理如下：

一、正向啟動：

1．考生按照電路原理圖進(jìn)行接線，接線完成后，合上空氣開關(guān)1QF1和1QF2，接通電源；

2．按下正向啟動按鈕1SB3，KM1通電吸合并自鎖，主觸頭閉合接通電動機(jī)，電動機(jī)這時(shí)的相序是1L1、1L2、1L3，即正向運(yùn)行。

二、反向啟動：

1．考生按照電路原理圖進(jìn)行接線，接線完成后，合上空氣開關(guān)1QF1和1QF2，接通電源；

2．按下反向啟動按鈕2SB4，KM2通電吸合并通過輔助觸頭自鎖，常開主觸頭閉合，換接了電動機(jī)三相的電源相序，這時(shí)電動機(jī)的相序是L3、L2、L1，即反向運(yùn)行。

三、互鎖環(huán)節(jié)：具有禁止功能在線路中起安全保護(hù)作用

1．接觸器互鎖：KM1線圈回路串入KM2的常閉輔助觸點(diǎn)，KM2線圈回路串入KM1的常閉觸點(diǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈通電動作后，KM1的輔助常閉觸點(diǎn)斷開了KM2線圈回路，若使KM1得電吸合，必須先使KM2斷電釋放，其輔助常閉觸頭復(fù)位，這就防止了KM1、KM2同時(shí)吸合造成相間短路，這一線路環(huán)節(jié)稱為互鎖環(huán)節(jié)；

2．按鈕互鎖：在電路中采用了控制按鈕操作的正反轉(zhuǎn)控制電路，按鈕SB2、SB3都具有一對常開觸點(diǎn)，一對常閉觸點(diǎn)，這兩個(gè)觸點(diǎn)分別與KM1、KM2線圈回路連接。例如按鈕SB2的常開觸點(diǎn)與接觸器KM2線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)與接觸器KM1線圈回路串聯(lián)。按鈕SB3的常開觸點(diǎn)與接觸器KM1線圈串聯(lián)，而常閉觸點(diǎn)壓KM2線圈回路串聯(lián)。這樣當(dāng)按下SB2時(shí)只能有接觸器KM2的線圈可以通電而KM1斷電，按下SB3時(shí)只能有接觸器KM1的線圈可以通電而KM2斷電，如果同時(shí)按下SB2和SB3則兩只接觸器線圈都不能通電。這樣就起到了互鎖的作用。

四、電動機(jī)正向（或反向）啟動運(yùn)轉(zhuǎn)后，不必先按停止按鈕使電動機(jī)停止，可以直接按反向（或正向）啟動按鈕，使電動機(jī)變?yōu)榉捶较蜻\(yùn)行。

五、電動機(jī)的過載保護(hù)由熱繼電器1KH完成。

如圖4所示，該圖為單相電度表電路圖，電路工作原理如下：

考生按照電路原理圖進(jìn)行接線，接線完成后可以按下翹板開關(guān)進(jìn)行通電測試，如果接線正確日光燈會點(diǎn)亮，否則不會點(diǎn)亮。電度表的工作原理如下：當(dāng)電表接入被測電路后，被測電路電壓加在電壓線圈上，被測電路電流通過電流線圈后，產(chǎn)生兩個(gè)交變磁通穿過鋁盤，這兩個(gè)磁通在時(shí)間上相同，分別在鋁盤上產(chǎn)生渦流。由于磁通與渦流的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使鋁盤轉(zhuǎn)動。制動磁鐵的磁通，也穿過鋁盤，當(dāng)鋁盤轉(zhuǎn)動時(shí)，切割此磁通，在鋁盤上感應(yīng)出電流，這電流和制動磁鐵的磁通相互作用而產(chǎn)生一個(gè)與鋁盤旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩，使鋁盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到均勻。

如圖5所示，本設(shè)備的考試流程是：第一步，考生刷卡開始考試；第二步，考生根據(jù)題目進(jìn)行接線；第三步，接線完成后考生操作按鈕查看指示燈是否工作正常，如電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕，看正轉(zhuǎn)指示燈是否點(diǎn)亮，以此來確定接線是否正確，如接線不正確，需要重新接線。第四步，考生在考試時(shí)間用完之前點(diǎn)擊提交按鈕，系統(tǒng)開始進(jìn)行自動檢測考生的接線情況，檢測時(shí)間一般在10秒以內(nèi)，檢測完成后給出成績，回傳到考試管理中心。