摘 要：文章介绍了一套基于能力培养为主线的模块化实验设备，提供电气控制、可编程控制器、电气设计以及综合能力培训的项目，介绍了设计思路与硬件设计。
　　关键词：能力主线；模块化实验装置；电气控制；PLC
　　一、 設计背景
　　电气控制、可编程控制器技术应用（PLC）、基于PLC的自动控制类课程是大多数高职院校都开设的课程，且涉及专业较多。目前其实验设备大致有以下几类：教仪厂家与院校合作生产的标准、定制实验设备；院校自行开发的设备；模拟生产线的实验设备。经调研，对于实验设备的意见集中在以下几点：涉及PLC的课程及实验，基本没有硬件接线的机会；某些学院PLC课程基本以仿真软件调试为主，缺乏被控对象和在线调试；有些经典项目如红绿灯控制，希望能扩展成十字路口或多路口控制；现有PLC型号众多，众多学生希望能多接触不同品牌的PLC。本文设计的实训设备基本上包括了这三门课程的内容并且解决了上述问题。
　　（一） 课程体系设置
　　以机电一体化专业为例，对机电一体化技术应用的职业岗位（群）典型工作任务进行了分析，确定以机电一体化应用典型技术为主线构建的专业课程体系如图1所示。
　　（二） 能力主线介绍
　　本设备以“电气控制-PLC-自动控制”为能力主线，以多个实验模块为研究对象。通过模块化设计实现安全的硬件接线、衔接三阶段能力的相关课程、模块可并联（扩展）以及兼容多种PLC的功能。
　　二、 系统组成
　　为能提供电气控制、PLC程序、组网的现场调试，本设备共设计4个模块，如图2所示。
　　1号模块为电气实验模块，上设有低压断路器、接触器、指示灯、按钮等电气及被控电机；
　　2号模块为PLC基本硬件电路所需的电器元件（如电源等）、PLC以及保护电路。保护电路串联在输入输出元件电路中，提供过流保护，一路过流立即全部截止，用于保护PLC的输入输出口，此电路为单独设计制作，如图3所示。
　　3号模块为模拟的十字路口信号灯，设置一个十字路口，分左行直行。红绿灯采用一灯三色LED灯珠，并采用3D打印出红绿灯座，路上设置车辆感应元件（接近开关），如图4所示。提供红绿灯控制、车流控制、闲忙时切换等功能。
　　4号模块为触摸屏及PLC组网设备。安装有一块触摸屏及一个PLC，PLC型号可由课程标准选择。
　　三、 系统特点
　　（一） 通用PLC输入输出保护
　　模块2的保护功能不仅适合直流负载，也有适合交流负载的模块，因此可以保护PLC的输入输出口。另外使用保护电路将输入输出口接至端子排后，也可保护PLC接线端子，降低维护成本。
　　（二） 实现智能红绿灯控制
　　模块3的红绿灯模块不仅可以提供单路口的程序设计，还可用模块4组网后把多个路口组合，提供车流智能控制的实验项目，照顾到各个能力水平的学生，有利分层教学。
　　参考文献：
　　[1]李鹏.基于三菱PLC的交通信号灯控制系统创新实验平台的设计[J].中国高新区，2018（02）：24.
　　[2]余金永.基于工控组态软件的PLC虚拟实验系统设计与实现探讨[J].电子世界，2018（03）：73.
　　[3]于秀娜.基于PLC的交通灯控制系统[J].黑龙江科技信息，2014（28）.
　　[4]王秀.基于PLC的十字路口交通灯控制系统[J].电子技术，2011（04）.
　　作者简介：
　　马仕麟，赵红顺，豆桐桐，倪海飞，江苏省常州市，常州机电职业技术学院。