【关键词】高职院校 数控设备故障诊断与维修 教学方法
【中图分类号】C42 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0134-01
《数控设备故障诊断与维修》是高等职业类院校数控技术专业的一门核心专业课程。其任务主要为培养学生具有数控机床管理与维护、数控机床的选购、安装、调试及验收的能力,同时掌握数控机床的结构原理,常用的故障诊断与维修方法等综合能力。数控机床是典型的机电一体化产品,其功能由微处理技术、液压与气动技术、机械技术及电子技术、信息技术等多领域有机结合而成,这就决定了在学习数控设备维修时,具有涉及领域宽、技术面广、难以掌握的特点。
为了使学生能够更好的掌握这门课程,以便将来能够顺利走向工作岗位,同时拓宽就业面,笔者根据这门课程的特点,总结了以下几点,供大家参考。
1 培养兴趣,认清目标,提高学生学习的主动性和积极性
由于高职类院校学生的基础知识相对薄弱,学习本课程相对吃力,学生普遍有畏难情绪,认为自己学不好。作为教师首要做的就是培养学生的学习兴趣,帮助学生认清当前人才的需求形势,从而提高学生学习的主动性和积极性,打消学生的畏难情绪和不自信的心理。教师要充分利用多媒体和网络技术,通过视频、录音、动画演示(如电动机工作原理动画)等,使学生建立起学习兴趣。带领学生到维修现场参观,使维修操作以直观的形式展现在学生面前。
同时要向学生介绍当今数控领域的就业形势,如我国企业急需一大批数控技术应用人才,广东省劳动和社会保障厅的数据显示[1],我省的数控高级技术人员缺口达50万,而在全国范围内缺200万(2006年),根据我国现阶段数控人才的培养规模和速度,在未来几年十几年内数控人才仍将严重缺乏。而对人才的要求则有较大变化,所需求的不仅仅是操作人员[2],更重要的是集数控编程、操作及维修一体化的高技能人才,即未来工厂数控机床要求操作、编程、保养及维修都由一个人来做。从厂家来讲是宁缺务滥,即必须有真才实学,具备全面的能力,否则很难适应未来的需要。这是学好这门课程的现实背景和最大动力之一。
2 扎实基础,模块式讲授,采用分类式的教学方法
针对学生基础知识相对薄弱这一特点,在教学过程中要充分抓住新旧知识相互巩固这一环节,在回顾基础知识同时,适当加以扩展,形成现在所要讲授的知识点。针对某一知识体系的相对独立性采用模块化教学法:如在讲授主轴直流伺服系统的故障与维修时,在回顾电工学中直流电机的分类、结构、工作原理及控制原理的基础之上,自然引出其常见故障点,从而导出故障诊断及维修方法。使学生沿工作原理―控制方式―常见故障点―诊断方法―维修方法这一线索进行学习。这样就避免了学生由于对知识链的某一环节缺失而导致的学习困难。造成学习信心不足,兴趣不够,出现难学―学不会的恶性循环。并且在讲解过程中要做到深入浅出,一些繁杂的公式推导可加以简化甚至不讲,让学生作为已知来应用,新知识巩固之后再对该公式进行讲解和强化。对于基础知识较牢固的同学可同时进行单独推导讲解,做到根据学生的特点进行分类教学。
3 理顺教材,统筹知识,优化课程资源
授课之前一定要理顺教材,要做到繁简适当,重点突出。同时要根据自己的实际情况适当调节教学内容[3],如SIEMENS810系统数控机床的基本操作和SIEMENS810系统的故障诊断与维修这两章,对于数控机床多是日本FANUC系统的院校,在讲解SIEMENS810系统的知识时可以只做一些常规性的了解,而根据自己的实际状况,通过查找相关资料,对FANUC系统机床的操作及故障诊断与维修进行详细的模块式讲解,以便学生能够充分利用现有资源进行实际操作,强化学习效果,即做到讲授灵活。对于电器系统的故障与维修及可编程控制器模块的故障诊断与维修部分,可在前修课程《电气控制与PLC》的基础上,直接进入其故障诊断与维修部分,对其结构及原理部分做简要介绍即可,从而避免知识的重复性讲授。
4 仿真模拟,实验台演练,加强理论与实践的结合
实训是本课程的重要组成部分,直接影响着学生综合能力的提高和职业素质的形成,因此本课程必须强化实训环节,同时注重与理论的结合。实训课设为仿真训练和综合实验台训练两部分,首先要求学生使用仿真软件对数控机床的机床模型、电气、故障的设置与诊断进行模拟训练,能够在仿真软件中熟练进行各种拆卸组装、电气回路的连接与接线及故障设置与诊断,然后在到综合实验台上进行实际训练,使学生通过实训扎实而灵活的掌握数控机床电气回路的原理与设计、数控机床电气回路的整体接线与调试、数控机床电气回路的故障检测和排除技术、高速电主轴电气回路的连接和维修、限位传感器接线和维修、变频调速综合实验和维修技术、步进系统的硬件设计(包括电机、驱动器和控制器)、步进电机系统选型和电缆连接等维修所必需的技术。在实训后期教师设置一些故障,要求学生能够进行正确的诊断与维修作,并以此为对学生考核的凭证,以增强对学生的量化考核和监督。
5 总结
本文以高职高专院校新人才培养模式及提升产学结合水平为理论指导,针对高职院校学生在学习《数控设备故障诊断与维修》课程中遇到的困难,在教学方法上提出了四点改进意见,通过对传统教学方法的改进,改善了学生的学习兴趣不高及有畏难情绪这一状况,便于提高本门课程的教学质量。
参考文献
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关键词 智能配电网 动模实训系统 主站―子站―终端的模式
中图分类号：G47 文献标识码：A
0 引言
智能配电网是配电设备与计算机技术、电子技术、通信技术及网络技术相结合的一个集成系统，完成对变电站、馈线、用户组成的配电网的信息搜集、传递、存储并经过处理作出决策和控制的自动化管理。目前，智能配电网建设工作为国家电网工作重点，各种配电网智能化设备也挂网试运行，智能配电网的试点工作也在各地区开展起来，为提高电力企业对从事智能配电网工作人员的专业素质需求，我院规划建设智能配电网实训室，该实训室建成之后将用于培训配电网运行管理人员及电力类专业学生的的安装、调试、运维等各项基本技能，同时培养学员如何应用智能系统正确判断和处理配电网故障的能力。
1 实训室学习情境总体建设规划
实训室要能够实现对真实运行的配电网建立动模，规划建设分三部分：一次动模实训系统、智能系统建设、培训系统建设。借助培训基地配置的一、二次设备及模拟负荷设备，计划同步建设配电网动模实训系统，通过实际等值系统，来模拟实际电力系统的各种运行工况及故障状态，对在电力系统运行中保护和控制装置的功能及性能进行考核。配电网智能系统采用由配电主站、通信网络、智能化终端设备组成的主站―子站―终端的模式，配电主站系统安装在培训中心室，实现整个配电智能化系统的运行监视控制。
2 实训室建设方案
2.1 一次动模实训系统
采用4台变压器分别模拟2台与架空线路连接的10KV室外配电变压器，2台与电缆线路连接的箱变。在实验室内架设模拟配电线路，包含常用的架空线路、电缆线路以及与这相关杆塔、金具等设备。10KV配电线路包括一条10KV架空线路和一条电缆线路构成 “手拉手”环网。配电开关设备在本实训室中主要用接触器模拟或微型断路器替代柱上开关及环网柜。
2.2 配电网智能系统
智能系统由主站、配电自动化终端和通讯网络三部分构成，如图1所示：
2.2.1 配电智能化主站层
主站系统是配电智能化的核心部分，主要实现对配电网的数据采集、监控、分析及实现系统间进行数据交换和处理，为配电网的调度指挥和生产管理提供技术支撑。本方案为培训学习的模拟操作、图形显示、系统维护、设备管理、考核、报表打印等提供良好的人机界面。包括：
（1）服务器：主服务器、数据库服务器、GIS WEB服务器以及前置机服务器，完成数据采集、处理、数据的网络和共享以及将很多终端连接到主机系统。系统前置通道部分根据设计仿真培训规模，配置16路数字通道。
（2）工作站：配网调度工作站、配电管理工作站、维护及报表工作站 、GIS工作站。
（3）软件：主站系统软件主要包括：①系统平台软件（操作系统平台软件、数据库平台软件、配电智能化主站平台软件）；②应用功能软件（通讯管理软件、SCADA功能软件、DA功能软件、与其它系统的接口功能软件、远程维护软件、自动抄表功能软件、分布式能源接入管理软件。
2.2.2 配网智能化通信网络
（1）构建自愈型光纤通信网络，用于传输配电终端采集的数据和配电主站遥控命令的下发，选择EPON光纤环网通信方式实现终端与主站之间、终端与终端之间的通信，包括10KV环网，配电终端经配电智能化子站与主站服务器之间进行通信。除满足配电终端主站的通讯功能的通讯接口预留外，光MODEM或EPON设备还要为视频监控预留通讯通道。（2）构建CDMA或GPRS无线通信网络，实现主站与智能电表之间的通信完成远程集中自动抄表功能。选择短距离无线射频通信方式，完成单相表与主站之间的通信，实现集中抄表功能。（3）建立电力载波通信系统，实现主站与智能电表之间的通信完成远程抄表功能。本方案采用电力载波通信实现主站与三相表之间的通信，实现集中抄表功能。
2.2.3 配电网终端
配电网智能化系统的最底层，完成各种现场信息的采集、监控并执行上级下发的控制命令的功能；并在通信中断时执行本身赋予的网络重构中的就地智能化功能。
本方案使用继电器组加测量标准源的组合形式模拟实际一次配网负荷开关及断路器。配电终端设备直接与一次开关模拟装置组柜，简化了设备复杂程度，机柜面板提供开关状态、开关闭锁、开关操作等的指示及操作按钮，并可提供通讯终端的电源。
开关模拟装置可模拟实际的一次负荷开关的遥控、遥信及开关闭锁等动作，使用标准源加到模拟装置的对应的继电器触点，模拟一次断路器开断/接通负荷电流或故障电流的能力。
（1）配电开关监控终端 FTU完成遥测、遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电气参数、故障时的参数，并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
（2）开闭所及用户监控终端DTU与主站进行通信，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。
（3）配电变压器监控终端TTU监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔一定时间计算一次电压、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数，记录并保存一段时间和典型日上述数组的整点值，电压、电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断时间及恢复时间，记录数据保存在装置的内存中，在装置断电时记录内容不丢失。与主站通信定时读取测量值及历史记录，及时发现变压器过负荷及停电等运行问题，根据记录数据，统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性，并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。同时接受主站命令完成对变压器的分接开关的控制。
（4）安装于模拟架空线路上故障指示器 ，用于电力线路中指示故障区段和地点，能够检测短路和接地故障。
（5）安装于负载箱采集器及单相及三相智能电表 ，完成对方案中配网的电能计量，采集器终端应该可根据主站命令，实时抄录电能表数据，如电量（有功电量、无功电量及发生时间）等。定时抄表：终端可根据使用要求，轮询各电能表当前电量、当前电压、当前电流等变量。预约抄表（定时回传）：终端可根据主站需求，在指定时间抄录电能表数据，并主动上传给主站。提供两路控制继电器信号输出；可闭/合方式，亦可脉冲触发方式控制高压断路器和低压接触器，用于预付费管理、配电自动化负荷调控。
2.2.4 其它辅助设备
包含模拟负载箱、安装金具及材料，各种仪器仪表。其中模拟负载箱能够模拟阻性负载、感性负载等负载，并且能够支持产生持续大电流的能力，支持三相不平衡控制。
2.3 培训系统方案
通过开放相应的培训软件实现配网调度培训、配网智能化终端培训、配网智能化通讯网络培训等。
2.3.1 配电网调度培训内容
（1）培训对配电网的监视：实时或置入的遥测量、遥信状态量（开关、刀闸状态，保护信号、变压器档位信号等）、计算处理量（功率总加，功率因数等）、电度量、时间、设备信息、统计信息、事项记录、潮流变化等；微机保护动作信息，保护定值，保护故障信息，保护自诊断信息等。让学员通过功能软件完成对配网的基本数据的监视。
（2）培训对配电网网络拓扑分析以及动态着色的判断分析。
（3）培训在配网仿真监控界面的操作：包括置入、音响解除，信号复归、查询等。
（4）培训智能部分的操作：对已经实现智能化的线路，具有遥控、升降功能，对满足互联闭锁约束条件并允许遥控的开关、刀闸进行遥控，对主变分接头进行升降操作。并生成操作过程的全部记录（操作人员、操作时间、操作内容等），所有遥控闭锁条件自动判定。
（5）培训非智能部分的操作：对没有实现自动化的线路，系统能够识别，并禁止遥控操作，但允许置入和挂牌等操作。
（6）培训故障处理：进行常见典型故障的判断分析处理、能配合上级调度制定电网启动方案。典型故障包括：线路故障、变电站母线故障、开闭所母线故障、环网柜母线故障、负荷故障。
（7）反事故演习：及时准确向调度汇报，并在统一指挥下协调地进行事故处理；及时并正确下达或执行调度命令；按正确的步骤进行事故处理；正确进行运行方式、保护装置的变更和调整。（应急预案）
2.3.2 配网终端培训
（1）采用交互式课件和实际操作相结合的培训方式对FTU/TTU设备遥测、遥控、遥信接线及终端设备供电电源接线进行各类 接口的安装、接线、调试培训；（2）利用试验仪表进行遥测精度测试、遥信信号的连动实验、遥控实验培训；（3）FTU/TTU设备面板的各种开关、按钮、显示器、指示灯等的使用，主要参数（各种运行参数，故障门限参数整定等）设置，FTU/TTU维护软件的使用，常见典型故障及排除等现场的维护技能的培训。
2.3.3 配网通讯培训
对光纤、双绞线、GPRS等通信方式接口进行模拟和实际安装、接线、调试等培训。
（1）采用交互式课件和实际操作相结合的培训方式使用光MMODEM组成双环、双链、单链等自愈光纤通讯网，光MODEM通讯终端与不同FTU/TTU设备的通讯连接，并能进行数据传输、故障定位及排除；
（2）培训使用光纤交换机组双环自愈光纤通讯网，练习光纤交换机通讯终端与不同FTU/TTU设备的网络通讯连接，并能传输数据到主站前置通道；在不同组网方式下对故障定位及排除；
（3）培训使用RS-485双绞线通讯网，并能进行数据传输；练习FTU/TTU设备的RS-485通讯连接，并能传输数据到主站前置通道；在RS-485组网方式下对不同故障定位及排除；
（4）培训使用TCP/IP双绞线通讯网，并能进行数据传输；连接FTU/TTU设备的TCP/IP通讯，并能传输数据到主站前置通道；在TCP/IP组网方式下，故障定位及排除；
（5）培训使用无线传输（CDMA/GPRS）双绞线通讯网，并能进行数据传输；连接FTU/TTU设备的无线传输（CDMA/GPRS）通讯，并能传输数据到主站前置通道；在无线传输（CDMA/GPRS）组网方式下，故障定位及排除。
3 结束语
本方案规划的建立动模部分包含电缆、环网，虚拟开关站及虚拟变电站，接线方式是目前主流的配网接线方式，并配备模拟负荷单元。考虑操作的安全性，一次系统的电压等级不超过10KV。培训系统所用通信方式包含现在电业局常用的几种通信方式，采用当前福建地区各电业局所使用的通信规约，并考虑将来转换及升级的可能性；智能终端是目前常用的几种智能终端，考虑今后的扩展，考虑将来接入微电网，考虑软硬件的升级改造。
参考文献
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【关键词】数控机床；维修教学；实习；社会实践
中图分类号：TG519.1
《数控机床维修》是数控机床应用技术专业的一门专业课，主要介绍CNC机床的安装工艺、机械调试及验收、CNC机床的机械结构特点、典型CNC系统的原理、参数设置、PLC编程及接口、伺服及主轴的调整、数控机床常见故障的查找与维修方法等内容。通过本课程的学习使学生熟悉数控机床故障诊断与维修技术，掌握数控机床日常维护、保养和故障排除方法。
数控机床一般由CNC装置、输入/输出装置、伺服驱动系统、机床电器逻辑控制装置、机床床身等组成，数控机床的各部分之间有着密切的联系。数控机床本身的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性。有些故障的现象是机械方面的，有些故障的现象是电气方面的，有些故障是由电气方面和机械方面共同引起的。学生平时接触较少或者根本没有接触过，因此普遍感觉深奥难懂，容易产生畏难、抵触的情绪，如何上好该门课呢？针对这种情况，本文对技工院校数控机床维修课的教学做些探索。
教师教和学生学的这种教学模式早已成为教师的教学习惯。职业技术教育对教师素质提出更高的要求，其中最重要的一条就是要增强动手实践能力，突出职教特色。在数控机床维修课教学中，要做到这一点，主要有三条途径：
一、培养学生学习的兴趣
学生学习兴趣的高低，和老师的课堂教学艺术是分不开的。
课堂教学中要努力营造一个好的学习环境，经常找一些我们实际生活中的例子来证明书本中的理论，使学生产生求知欲，调动其学习的积极性。比如，在讲数控机床伺服系统的故障诊断与维修时，伺服系统的工作原理很难理解，我就引导学生们回忆小时候玩的遥控汽车，汽车在自己手中遥控器的控制下，不断地前进、后退，有时候又不小心撞到障碍物，甚至陷入烂泥地里出不来。这时候汽车可能就会出问题，那问题会出现在哪里呢？这样一来，同学们就开始扩展思维。有的提出是它的小马达功率太小，有的提出它的小马达容易坏，还有的提出遥控器的信号不太灵敏等等。不断地引导学生将遥控汽车的故障和数控机床伺服系统的故障联系起来。同学们的兴趣产生了，课本上的死理论就变活了。以此来活跃课堂气氛，激发学习兴趣，引发求知欲望，实现教学目标。
二、注重实习教学
理论教学和实习教学是相辅相成的，二者缺一不可。理论教学是实习教学的基础，实习教学是理论教学的深化。利用实习课进一步提高学生的学习兴趣，是教好数控机床维修课程的重要手段。对于技校生而言，应该更加注重实习教学。实习教学是培养综合能力的最佳途径，只要思想上重视，物质上保障，工作中认真，就能搞好实习教学。
数控机床维修的实习教学主要是让学生掌握数控机床各部件及数控系统的故障诊断方法和维修技术的【1】。在进入实习前，应对学生进行安全知识教育与故障检修规程的训练，让学生养成良好的操作习惯，逐步引导他们了解可能发生事故的过程，安排他们干一些没有危险性的工作，逐步习惯，渐渐进入角色，过渡到新的学习环境。在实际的操作中，心理障碍的产生严重影响教学质量，换句换说，学生的兴趣和心理因素是有很大关系的。技校生的心理素质较差，思想情绪不稳定，当接触实际机床线路时，看见错综复杂的线路容易灰心丧气，常感到"心有余而力不足"。尤其是一些女生缺乏单独操作能力，过分的安全需知使女生在解决实际问题的技能方面与男生相比显得"先天不足"。培养学生面对困难不畏惧，强化心理素质的训练是实习教学成功的前提条件之一。
学生的认识是从简单到复杂逐步深化的渐进过程，在进行数控机床电气线路故障排除前，学生已完成电力拖动控制线路安装、调试的实习。对于综合的数控机床线路，首先应化整为零，逐步加深难度，进行综合练习。同时，要肯定成绩，鼓励学生大胆动手，化消极因素为积极因素，变被动为主动，使学生树立战胜困难、战胜自我的信心【2】。从学生的实际出发，既考虑大部分学生的情况，又顾及个别学生的特点，在教学中要正确灵活地运用教学方法，以阶段测验为主，重复多次训练，引导学生掌握正确的排故方法。
实习结束，实习教师要结合当天训练课题的完成情况，总结学生的操作练习情况，肯定成绩、指出不足，分析原因，指出解决办法。如在数控车床四方刀架的安装、调试及验收实习教学结束后，有的学生刀架已经安装完成了，却出现了接通电源无法运转的现象，这时，要引导学生分析四方刀架通电后无法运转的原因，并指出正确的解决方法。同时要对教学过程中学生的操作态度、实习效率、安全和文明生产的情况进行总结，逐步提高学生的操作技能和生产经验，巩固教学成果，促进教学质量的全面提高。
三、加强实践性教学
加强实践教学是学生学好这门课程的重要手段之一。
企业对一线技术工人素质需求趋向应用型、实干型、复合型人才，这种人才表现为淡化文化、精化理论、强化技能；要求基础知识扎实，技术理论先进，操作技能规范、熟练；动手能力强，应用能动强，解决实际问题能力强【3】。
针对这些表现和要求，首先，教师可组织学生到有关工厂参观，进行现场教学。其次，教师应该鼓励学生参加社会实践，到生产实际中去锻炼。使学生树立实践第一的观点，学习工人师傅吃苦耐劳的精神，培养学生热爱劳动、热爱劳动人民、热爱数控维修事业的精神，更加明确今后的学习态度和方向。从生产实际中发现问题，解决问题，总结实践心得，提高自身素质，达到企业的录用标准。比如说，学生们到工厂去，才会看到技术人员总在不断地翻阅外文说明书等外文资料。这样，学生们就会明白在校学习外语的重要性，尤其是专业外语，因为国内的数控系统主要依靠进口，其配套的说明书、资料往往是外文资料。作为一个维修人员，最好能具备专业外语的阅读能力。
教学方法是职业教育的重要内容之一。教学有法，但无定法。关键是要正确处理好教与学、理论与实践、知识与能力、课堂教学和实习教学等间的关系，做到以学生为中心，以能力为本位，以激励赏识为手段，探索出适合学生实际的教学方法。
【参考文献】
[1]王侃夫.数控机床故障诊断与维护[M].北京：机械工业出版社，2000.
[关键词]：数控技术 LDB-4刀架 故障 诊断 维修
随着教育教学改革的深入开展，数控技术在中等职业学校实训教学中的普遍应用，给数控专业实习提供了丰富的教学资源。但在长时间的使用过程中，各种因素导致的设备故障经常困扰我们，如何减少因设备故障维修而花费的大量实习时间，就成了我们一直所关注的问题。
在设备故障中，刀架故障是最常见，也是最难解决的。这里我结合多年实训的工作经验，总结了关于数控车床LDB-4刀架常见故障的快速诊断和维修方法。
故障诊断的方法很多，在这里我们可以借鉴中医“望、闻、问、切”的诊断方法，对机床进行故障诊断。“望”是我们在对机床进行诊断时应先对其仔细观察，如看CRT报警提示信息、报警指示灯、熔丝断否、电容器膨胀变形、开裂、保护器脱扣、触点火花等。“闻”是闻电气元件是否有焦糊味或其它异常味道。“问”是询问机床操作人员，是否严格按照机床安全操作规程进行操作，必要时可以让操作人员再现故障现象。“切”是切合实际情况，借助万用表等专用工具进行检测。相信掌握了这些诊断方法可以帮助我们迅速确定机床的故障所在，为后续的维修节省时间，达到提高教学效率的目的。
有了对刀架故障做出的快速诊断，找出故障发生的问题所在后，才能分析引起该故障的原因。为了更好的确定维修方案，我们将这些故障分为两类：即软故障和硬故障。下面我重点介绍一下关于这两方面故障的诊断及维修方法。
一、机械故障的诊断及维修方法
1、刀架预紧力过大、当用六方扳手插入蜗杆端部旋转时不易转动，而用力时，可以转动，但下次夹紧后刀架仍不能启动。如果出现这种情况，可以确定是预紧力过大导致刀架不能启动，可以通过调小刀架电机夹紧电流来排除故障。
2、刀架内部机械卡死。当从蜗杆端部转动蜗杆时，顺时针方向（从蜗杆向电机方向看）转不动，其原因可能是机械卡死。首先，检查夹紧装置反靠定位销是否在反靠棘轮槽内，如果在，则需将反靠棘轮与螺杆连接销孔回转一定角度重新打孔连接；其次，检查主轴螺母是否锁死，如果螺母锁死，需要重新调整；再有，由于不良造成旋转件研死，此时应拆开观察实际情况，加以处理。
3、刀架越位过冲。刀架越位过冲故障主要是后靠装置不起作用。首先，检查后靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳，此时应修复定位销使其灵活或更换弹簧；其次，检查后靠棘轮与蜗杆连接是否断开，若断开，需更换连接销；再次，若仍出现过冲现象，则可能是由于刀具太长或过重，应更换弹性模量稍大的定位销弹簧。
4、刀架运转不到位或转错刀位。主要是由于发讯盘触点与弹性片触点错位所至。应重新调整发讯盘与弹性片触头位置并固定牢靠。若仍不能排除故障，则可能是发讯盘夹紧螺母松动，造成位置移动，紧固螺母即可解决。
5、刀架不能正常夹紧。出现该故障时，首先，检查夹紧开关位置是否固定不当，并调整至正常位置；其次，用万用表检查其相应线路继电器是否能正常工作，触点接触是否可靠；再次，若仍不能排除，则应考虑刀架内部机械配合是否松动。
6、刀架运转正常，但电机发热严重。首先，可能是由于连续多次运转刀架造成，要经常告诫学生避免连续换刀，如需连续换刀则应停顿3-5秒后进行；其次，刀架电机出现扫堂现象，应及时维修或更换；再次，由于机械故障引起的电机负荷过重，应仔细排查刀架内部传动部分，观察是否有卡死现象，根据排查结果进行适当的调整。
二、电器故障的诊断及维修方法
1、刀架不转位，但咔咔作响。可确定为电机相序接反。一般的LDB-4刀架为380V交流电机提供动力，大家知道这种电机的三根线中任意两根交换会导致电机旋转方向相反，有可能是厂家出厂时候的疏忽造成的，解决办法很简单，只需将任意两根线对调即可，当然这样的问题很少出现。
2、手动换刀正常、机控不换刀。应重点检查微机与刀架控制器引线、微机I/O接口及刀架到位回答信号，在有些仿真系统中也有可能是仿真软件出现问题导致，重装软件即可修复。
3、刀架连续运转、到位不停。由于刀架能够连续运转，所以，机械方面出现故障的可能性较小，主要从电气方面考虑，检查刀架到位信号是否发出，若没有到位信号，则是发讯盘故障。
4、个别刀位换刀过冲，其它刀位正常。此时可以检查是否霍尔元件出现故障，可以采用互换法来测试，将磁钢旋转一定角度，如果旋转后原来过冲的刀位正常，则基本可以确定是霍尔元件损坏，需要更换。如果旋转后过冲刀位仍然没有变化，则可能是由于该号刀位线断路所至。
5、刀架换刀有时出现过冲或不转现象。可以确定没有什么严重的问题，多数是由于线路接触不良引起的，应先观察换刀操作时控制电机正反转的接触式继电器是否正常吸合，根据电器原理图检查这部分电路，如果正常，可将接触器拆下清洁（接触器长期频繁吸合断开磁铁间可能会淤积灰尘，导致接触不良）或更换。
熟悉并掌握以上刀架故障诊断的方法、故障的分类及故障的维修，遵循就果循因的原则，就可以依次对刀架故障加以排除。但同时，我们还应注意到数控车床刀架故障的产生有很大一部分是人为造成的。因此实习教师应在实训前强调刀架的正确使用方法，明确告知学生各种容易导致故障的注意事项，引起足够重视，并在实训过程中加以督促，实训结束后要严格按照刀架保养守则进行维护保养，做到防患于未然。
以上对LDB-4刀架故障原因的分析诊断及维修方法是我结合个人工作实践所总结和整理的，有不足之处希望多提宝贵意见。
参考文献：
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系统由教师机和学生机利用WIFI网络通讯组成。教师机负责向从机训练装置发送故障指令，故障装置接受到设置故障点指令为相应的电路板设置故障。
2系统功能
（1）模式一是固定模式，设有一定数量的固定故障，所以学者可以选择针对某一故障训练，有针对性的熟练某一知识点。（2）模式二是随机模式，设有一定数量的随机提供的故障点，难度相对提高，要对各个单元电路原理熟悉，以及熟练掌握故障检修方法。（3）模式三是考核模式，此模式作为考核鉴定，是教师端通过WIFI网络集中控制的，有电源管理、故障设置管理以及成绩统计管理等功能。
3系统硬件设计
从机故障检修装置由无线模块、MCU控制模块、触摸屏HMI模块、继电器控制模块和单元电路板等模块组成。
3.1 MCU控制模块
MCU控制模块主要包括单片机、WIFI接口、触摸屏接口、ISP下载接口、扩展接口及时钟单元，具体如图3所示。其中单片机选用AVR系列ATmega128L型，REST键为复位按键，采用低电平复位，电容C7与电阻R5组成上电复位电路；为了提高串行通信波特率的准确度，时钟电路采用11.0592MHz石英晶体与瓷片电容C8和C9组成时钟振荡电路；JP1为WIFI模块接口，JP2为触摸屏就扣，都与单片机UART接口直接相连，JP3为程序下载接口，支持ISP在线下载，JP4为扩展接口，与扩展接口相连。
3.2 继电器控制模块
I/O拓展采用串入并出的一般数字芯片，输出的5951_A和B信号经过光电隔离器供大电流负载芯片ULN2803驱动继电器线圈。继电器的常闭触点接入单元电路板的支路中，正常情况下该路接通。当继电器线圈得电时触点断开，单元电路板出现开路故障，方便学生练习。
3.3 HMI模块
迪文触摸屏（简要介绍下产品）通过RS-232串口接口和单片机连接，将3管脚和4管脚接到ATmega128L的串口1上，如图3所示。当用户点击触摸屏时，触摸屏将触碰信息通过串行接口发送给单片机。
3.4 模块电路
晶体管电子时间继电器电路主要由整流电路、滤波及稳压电路、指示电路和延时触发电路组成，如图5所示。教师通过客户端软件电路图5进行设置故障以及监控学员训练情况。客户端点击对应的“星”号可以完成设故，然后选择训练模式，软件后台会自动同步触摸屏与客户端数据，以保持数据的同步。在电路故障点连接继电器的触点采用台阶插孔代替了永久焊盘（图中黑点部分）；所有继电器结构部分如下图中文字（电磁继电器），一个线圈驱动一个常闭点，没有插接的时候电路是断开的，其他所有“星”号的结构和此相同，当需要了解排查的状况时，只需要点击客户端或者触摸屏，控制器就会回传数据到客户端和触摸屏，完成统一考评和单个考评。
4系统软件设计
4.1 触摸屏设计
故障检修装置的触摸屏的画面结构如图6所示，包括用户登陆、训练模式选择和帮助模式三级页面。屏幕用户信息发送给单片机，经WIFI网络发送到上位机中。当用户信息输入完成后，系统进入选择模式的画面，共有固定训练、随机训练和考核三种模式。
4.2 程序流程设计
系统启动开始上电复位，对各个模块进行初始化设置。控制器向串口发送握手数据帧，确定触摸屏和WIFI连接正常，进入等待指令状态。当指令到达时，进行指令校验，校验正确系统将进行判别指令类型。针对不同的指令类型，系统可以进行设置故障、和故障状态检测；在设置故障环节，将故障信息串行发送到I/0拓展模块74LS595中，经过驱动模块吸合对应的继电器，达到设置故障点的效果；在每一次故障设置或者状态检测完毕后，客户端与触摸屏会进行数据交换，以保证数据同步更新。
4.3 系统通讯协仪
由于被控对象的唯一性与主控端的多样性。系统拟定了用于排故障系统的通讯协议，所有协议的数据校验格式：以两个字节的帧开头、以CRC校验的方式结尾、记录数据长度、数据类型和主机编号等。CRC校验作为一种经典的数据校验格式。为大多数系统通讯协议所采纳，这也就意味着可以更好的兼容其他通信格式。为以后更好的二次开发提供了有理条件。
5结束语
关键词 风电机组；电控；检修；思路
中图分类号TM 92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）108-0168-02
0引言及研究背景
近年来，风电装机容量快速增长，如雨后春笋般改变了荒野的面貌，为人类源源不断的提供绿色能源。新风电场投产2～5年后，风电机组设备相继完成质保，风电机组需要风电场自己组织的检修队伍来完成今后的检修工作。
在风电场组建检修队伍开始，往往不乏刚从学校走向岗位的毕业生，没有见过风电设备，同时更不具备对设备的检修经验。如何快速在3个月的实习期内完成对新员工的安全和检修技能培训，使其短时间内具备分析故障、处理故障的能力，是摆在检修部门面前的一道难题。由于新机组运行较稳定，故障率较低，除了在实习期内由师傅带徒弟上机维护外，基本没有更好的办法让新员工快速积累检修经验。
因此，为解决这个问题，检修部门往往编制出自己的检修作业指导书或故障处理手册，检修班长也需要将自己的检修经验的精华总结出来，从理论上向新员工进行灌输。但是只有文字、图片还是不够的，为提高新员工的实际操作水平，笔者认为在保证安全的情况下，设置一些故障让新员工进行实际操作，是十分有必要的，并且，应将设备检修过程条理化，通过培训可以检验新员工对设备理解程度和操作安全意识。本文主要从控制系统、电气系统阐述给新员工进行故障分析和实际操作培训的一些思路，使其建立对设备功能的系统认识和检修操作能力。
1 控制系统故障检查思路
控制系统是风电机组的大脑和神经，感知和控制风电机组所有系统的设备，并使其正常运行。新员工的培训工作应先由控制系统的认识和实际操作开始。
风电机组控制系统主要由PLC主机，PLC通讯模块，安全链模块、数字输入DI、数字输出DO模块和模拟输入模块AI等专用模块组成。通信模块通过某种通讯协议将PLC主机的指令和设备状态信息进行传输，使相应的电气设备工作在要求的状态下。
风电机组安全链回路是保障机组安全运行的重要回路，由多个节点采取串联回路连接而成，只要回路中有一个节点断开，安全链便发出指令让风电机组马上紧急停机，避免发生安全事故，从逻辑上看，安全链的各个环节是逻辑与的关系，只有安全链各个逻辑量是1，机组才允许正常运行。安全链回路监控的项目有：超速，振动，变桨，偏航扭缆，紧急停机按钮，PLC主机等。
在风电机组报故障后，现场检查的方法往往是头痛医头脚痛医脚，没有对设备进行系统的检查。对于新员工来说，对设备的认知也经常是局部的，没有连贯性和系统性的认识。同时，故障报警列表中，往往不能直观看出故障的先后顺序，且故障总数有时可能达到5～10条，如此情况对于新员工来说，无疑加大了学习和实践的难度。为使其系统化的理解和扎实的掌握检修技能，根据现场的检修经验，总结出如下的检修思路。
1.1 PLC检查
由于PLC是控制的核心，所以要首先检查PLC的工作是否正常。通过检查操作界面，确认PLC的软件版本、工作状态是否正确，不存在死机的现象。之后，外部检查PLC的状态显示是否正常，同时感知PLC外壳，确定设备工作没有过热现象。
1.2通讯检查
PLC工作正常后第二步检查通讯功能，如果控制系统通讯存在问题，则风电机组所有的设备状态包括安全链的信号都无法检测到。通讯模块检查项目主要包括：通讯模块的电源供电模块是否正常工作，通讯模块的接头和接线是否正确，设置的通讯波特率是否合适，通讯地址是否正确，通讯光纤的信号强度是否充足，接线是否正确。
1.3 安全链检查
在通讯功能正常后，第三步检查安全链回路。根据风电机组的控制逻辑，如果安全链回路不闭合，机组的主要设备都是不能开始工作的。安全连回路检查流程中，首先要确认安全链模块的工作状态正常，安全链的软件工作正常，如果安全链模块已经发生损坏，则在更换新模块之前，后面一切检查都是徒劳的。如果安全链软件有问题，则需要重新下载或灌装安全链程序。
排除软硬件故障后，在根据电路图纸接线原理，根据回路检查各安全节点的功能是否正常，检查过程中要分清故障原因。有的情况是安全链信号传输过程中存在干扰或故障，而非发生了不安全事件。而有的故障原因是设备运行状态确实达到了触发安全报警的极限。如发生了严重的扭缆状态，机舱振动超限等。当所有安全连回路闭合，且状态正常后，主设备开始工作，之后就可以进行各分系统的检查和故障排除。
1.4各分系统设备检查
风电机组各分系统设备包括变桨系统、偏航系统、液压系统、系统、冷却系统等。在检查这些系统设备时，要严格按照电路图所指示的回路进行检查。而检查电气回路的类别主要分为控制回路和动力回路。
控制回路主要有测量、控制和反馈三种功能。测量功能主要是将各类型传感器如温度、压力、转速、位置、加速度、风速、风向、电压、电流等信号转换成特定范围的电压信号以供PLC卡件测量来判断设备的工作状态。传感器的电压一般较低，但是也有例外情况，如有些电压互感器的电压值就在230V，如不小心，会有触电的危险。这些测量信号有的是电压信号，有的是电流信号转换成电压信号。因此，检查和更换传感器时，要注意电流传感器回路中的分压电阻的好坏，更换新的传感器后也要注意安装正确的分压电阻。
控制功能主要是由PLC卡件发出24V控制信号，用弱电控制接触器吸合和断开以实现接通或断开动力电源的目的，达到自动启停电气设备的作用。接触器常见的损坏形式有，触头粘连，电磁线圈失效等，其结果均造成不能有效控制电气设备，直至设备状态参数超出正常的范围而被测量信号检测出来，报出故障。
反馈功能回路是对于一些带有辅助触点、漏电保护或过流保护的开关和接触器，用来监视、检测这些设备的状态，从而判定是否有过流、漏电等故障，这些信号一般是与PLC 数字输入的DI卡件形成的回路，通过常开、常闭逻辑判定被监控设备的工作状态。DI模块及回路使用相同的0V和24V的直流电压而不是动力电压380V，如当空开跳开后，连带的辅助开关也跳开了，PLC的DI模块由闭合变成断开，使PLC捕捉到这些信号，并报出故障。
动力回路主要有三相回路和单相回路，单相电压主要有230V和380V两种。不论是检查接触器还是接线端子检查，在检修过程中都要注意断电和验电的安全事项。同时在上电前要注意检查设备的相间及对地绝缘状况，以免上电出现短路，损坏设备。在电机维修后，还要验明相序是否正确，避免电机反转。
电气设备故障的检查应首先根据故障类型对照图纸找到相应的电气回路，观察回路中有无明显的故障现象，如跳闸、过热、烧损或接线松脱等，以判定是否出现过流现象或电气元件的机械零件失效，进行更换。如没有明显故障现象，通过控制界面查看是哪个反馈信号或测量信号不正常，检查对应的设备工作状态是否存在问题。如设备状态正常且无损坏，检查测量回路和反馈回路是否正常。如无问题，检查控制回路及控制元件，之后是动力回路和电气设备。按照上述检测方法，不但使检查思路变得较为清晰，同时也加深了新员工对控制系统和电气系统的认识。
2新员工现场培训注意事项
在新员工现场操作前，有必要进行一些模拟故障处理的训练，笔者根据自己的经验，总结了如下注意事项：
首先，在新员工现场实际操作培训前要进行充分掌握安全规程、运行规程和检修规程，了解现场危险点和反事故措施。同时充分进行理论学习，新员工对风电机组内部的控制系统和电气系统的原理应有一个清晰的认识，对风电机组内各系统的功能原理也要学习清楚。同时，熟悉设备检修作业指导书，会识别标准电气图纸，掌握检修用工器具和仪器仪表的使用方法。
其次，在进行现场操作时，宜选在气象条件良好，风小不发电的时间，以最大限度的保障发电任务。同时，预先做好试题的出题和验证工作，以保证设备安全和正确培训新员工的目的。在培训过程中，故障点数量不宜过多，针对同一系统故障由1个到2个故障点组成，在学员操作过程中主要观察其安全意识，检修思路是否清晰，故障原因的分析是否正确。对不安全因素要及时纠正。
操作完成后新员工应及时总结经验，经班长总结和短评，查看新员工对问题分析的差距，同时让新员工讨论总结出比之前更好的检修方案，从而有效提升检修水平。
3结论
通过1个月左右的培训，新员工对设备的原理理解和认识水平加深，故障分析速度加快，逐步能够掌握设备检查的要领和方法，检修思路逐渐清晰，比单纯的维护作业培训效果更加明显。
参考文献
[1]崔建红，许健，刘京爱.我国风力发电的现状与趋势科技情报开发与经济[J]，2009（10）.
关键词： 大秦线；车辆段；职工教育；重载
【中图分类号】F532
1 概述
大秦铁路在铁路重载运营密度、运输效率、干线运量等方面保持着世界重载运输技术领先水平。大秦线的所有车辆检修由湖东车辆段担负，全段现有干部职工4717名。其中：干部490名，占职工总人数的10.4%。主要行车工种人员2427名。全段研究生12人，本科329人，大专1026人，其他923人。近年恚车辆运用检修大量采用了新装备新技术，如“5T”、“HMIS”、“AEI”系统；水射流除锈机、数控成形磨床、数控外圆磨床RFC型牵引杆、脱轨自动制动装置等领先的技术和一流的设备，这些都需要有高素质的人才队伍与之相适应。为确保大秦线重载运输人才培养有序进行，必须创新重载教育管理工作，加强重载人才队伍建设，培养造就一支掌握重载技术的职工队伍，以保障大秦线重载车辆检修管理稳步发展。
2 创新重载培训方法
创新重载教育管理工作必须要抓好重载应急处置培训、重载监控5T维修人员技能培训、重载列车技术作业培训、重载整列整备作业培训几个方面工作。
2.1 重载应急处置培训
应急救援工作是铁路运输安全的重要组成部分。大秦线全长653公里，山区多、隧道多地理环境异常复杂；而且保证区段长、列车编组长运行中发生行车事故和车辆故障种类繁多，车辆部门应急处置各类行车事故和车辆故障的压力巨大。我们总结出“扶、拉、抬、接、切”的行车事故应急救援预案和各类行车车辆故障的应急处置培训方法，专门设立一条应急救援演练的线路，供各车间、救援队和广大职工日常培训演练，同时创新了“长大风管”、“抬轮器”、“人字形扶梯”等重载救援培训模式，提高对各类行车事故应急救援和各型车辆故障应急处置的能力。编制了《大秦线重载货车应急处理方法》及《大秦线重载货车救援机具使用方法》，以提高职工应急处置能力为切入点，确保重载货车运用安全应急处置到位。
2.2 重载监控5T维修人员技能培训
为了尽快提升重载监控5T设备维修人员整体队伍的业务技能，更好地适应设备日常维护和故障应急处理的需要，我段利用旧设备或配件在整备线安装了THDS模拟探测设备1套，设立计算机和服务器作为教学培训机，采用模拟现场的培训方式，进行5T及AEI设备维修培训，为职工搭建了提高岗位技能的平台。通过补强维修技能短板，逐步实现全员专业素质达标，确保维修人员能够熟知并掌握THDS、AEI设备半月检和春秋检的检修标准及方法，熟练使用各种检测仪器（如示波器、磁钢检测仪、场强测试仪等），达到能够独立准确识别故障、消除安全风险的能力。同时把茶坞运用车间机检作业的成型经验汇编成便于职工学习的故障图库及图册，组织各运用车间进行学习，重载监控5T维修管理实战能力有效提高。
2.3 重载列车技术作业培训
列车技术作业程序是开展车辆运用检修工作的基础，是指导货车运用检修作业的根本。我们在创新培训方面注重列车技术检查培训，主要包括出动接车、信号插设、轴温鉴定、检查修理、制动机试验、简略试验、送车检查、列队归所等工作。列车技术检查作业按列车性质不同分为到达作业、始发作业、中转（有调、无调）作业和通过作业。我们融入货车运用安全风险控制培训，总结提炼出始发列车、到达及无调中转列车、有调中转列车、到发一次作业列车、故障维修列车等五种列车技检作业培训程序，为现场落实标准化作业提供技术支持和标准依据。编制了《集成制动装置》、《新型转向架》等新技术教材，满足重载列车技术作业培训。
2.4 重载整列整备作业培训
整列整备作业方式，是我段结合大秦线重载运输特点，我们加强了培训，整备作业一是不摘车整进整出，畅通湖东枢纽运输，解决检修扣车难的问题。所有的挑车作业全部在段内进行，释放了湖东枢纽的解编能力。二是及时处理车辆故障，确保车辆运行品质。利用整备作业不占用车站线路和编组发车时间以及段检修车间设备资源等优势，对运用车辆故障进行集中彻底处理，以提高车辆运行品质。为切实提高职工的现场实作能力，确立了“找靓点采集经验、抓重点现场教学、强基点提升素质”的工作思路，通过整备现场教学的方式，使职工的业务素质和实做能力得到快速提升，进而为安全生产提供可靠的素质保证。
3 重载教育管理具体措施
面对大秦线重载运输的新形势、新任务，需要全段职工不断深入学习业务知识，提高安全风险识别技能，既要弄清产生车辆故障的原因，又要刻苦专研消除故障隐患的措施，因此我们采取了具体措施如下。
3.1定期举办重载能力素质专题培训班
举办运用系统重载能力培训创新了培训模式，采取集中办班授课的方式进行，期间，举办了运用车间管理和专业技术人员技术比武活动。
关键词：变电检修；变电设备；仿真；培训
中图分类号：TM文献标识码:B
1．变电设备检修仿真系统的主要功能及模块
1.1．主要功能
构建变电设备虚拟场景需要运用到数字化建模（即建立设备的正常、异常、故障和缺陷等三维实体模型）技术，模型建立质量和数量直接关系到整个系统的优劣，本系统中对变电站的所有一次设备如变压器、断路器、隔离开关、互感器、电抗器、电容器等建立了模型，由此形成了设备建模库，设备库还可对各设备正常和非正常（缺陷）状态的具体细节进行描述。仿真系统要求能在计算机上动态模拟变电设备安装和检修过程，并实现人机交互装配，直观和准确地表达其内部结构、各零部件空间关系，零部件浏览和分析、变电设备缺陷仿真、检修人员技能综合测试以及自动评分等等。系统的主要功能如图1所示。
图1变电设备仿真检修系统的主要功能
变电设备检修仿真系统采用多媒体、三维图像仿真，集图片、图像、图形、视频、文字等为一体，整个变压器动态装配过程均以3D形式投影在大屏幕上，逼真地再现变电站现场设备的动作过程和设备运行状态。
本检修仿真系统基于DirectX9.0c来构建3D图形引擎，开发虚拟现实仿真系统，通过MFC处理系统用户界面，视景平台、动态装配仿真、零部件数字化建模、零部件缺陷仿真、检修技能测试等核心内容都是用C++来实现。
1.2.功能模块
变电检修仿真中心通过VR平台，按照仿真数据仓库中检修仿真算法，分设备类型、生产厂家、型号建立变电设备样本模型库；模拟各类设备的常见故障和解决方案；分常规检修和故障检修两种方式模拟变电设备的检修过程。仿真中心通过算法接口和输入输出接口接收用户控制命令和返回结果数据。
检修训练中心提供人机交互环境，用户使用各类终端设备（鼠标键盘等），通过输入输出接口在虚拟现实的界面发出各类检修操作命令，并通过算法接口与检修仿真中心进行数据交互，完成各类训练动作的执行。为检修人员的培训提供演示和交互操作两种培训方式。
管理监控中心完成各类设备部件划分、部件逻辑关系及其拆装顺序定义和维护；故障知识库中故障现象、故障原因、检修推荐方案的定义和维护；依照《作业指导书》以及《现场作业工序工艺标准卡》等技术标准对检修流程进行设定或变更重组；并完成培训档案建立、培训题库建立、培训过程监视控制、培训过程回放、培训考核评估以及培训各类绩效指标的统计分析。它通过各类算法接口在VR平台上完成对变电检修仿真中心各类仿真模型的管理以及与变电检修控制中心培训管理人员的命令、指令、数据交互。
2.故障分析功能
2.1.故障信息
系统通过在线监测系统以及状态检修系统的联机分析，对故障的信息提供从故障的设备及其故障部件、部位的外部现象、到故障的变化过程、再到故障相关各类数据的全方位支持，为故障的分析和诊断提供从表面到数据的支持。
如变压器过热性故障，系统除了从设备模型给出温度计的读数外，还可以提供一个连续时间段温度的变化情况，并且通过在线监测系统提供各时刻对应油中C2H6、C2H4、H2、C2H2，CO、CO2等气体含量数据。
2.1.故障诊断及检修方法
系统根据故障信息，结合状态检修系统、生产管理系统、在线监测系统的综合分析情况，给出故障的可能原因以及对应的检修对策指导。如变压器过热性故障，当存在C2H6、C2H4增长较快，可能有H2和C2H2，CO和CO2增长不明显的现象，导致该故障的原因可能就是变压器铁心短路，在系统图形界面上就会输出铁心短路的外部状况。用户可以点击相应的检修策略指导，系统会采用动画及互动的方式提供处理铁心短路情况的典型检修方法。
3．变电设备仿真检修系统的特征模型
在变电设备仿真检修系统总体设计初步完成后，即可进行特征模型设计。根据已经确定的方案和主要数据，按技术任务要求进行。变电设备的内部结构复杂，零部件多为不规则几何体，要实现虚拟的装配过程必须先对基本的零件建立三维数字模型。装配之前要进行总体规划，确定各级子装配和各零件的合理安装顺序。还要结合变电站的实际安装程序来安排虚拟场景中各零件或子装配的装配顺序。
以变压器为例说明，本仿真系统将变压器整体结构划分为六部分：总装、油箱、绝缘、引线、铁心、线圈，各部分通过相应的构件连接起来，其主体结构划分如图2所示。
图2变压器结构特征模型
变压器型号用于描述实体的几何形状，是造型中最主要的信息之一。主要参数包含变压器的额定电压，额定容量，连接组别，窗体的长、宽、高等信息。部件间的装配特征用于表达变压器结构的装配关系以及在装配过程中所需信息。构件间关系具有油箱、绝缘、引线、铁心、线圈等结构间的安装定位关系等。
4．基于虚拟现实的动态仿真流程
为了便于清楚地观察装配体结构及装配顺序，需要增加与虚拟世界的交互功能。而动画给了人们一个巨大的空间。用户在进入装配场景后，在任意位置点击鼠标，动态装配过程即呈现在窗口中。基于虚拟现实技术实现动画的流程如图3。
5．系统实现技术方案
5.1．系统拓扑结构
本系统采用B/S的体系结构，系统的核心包含一个业务主机（包括应用服务器和WEB服务器的功能）和一个数据库服务器，包含若干客户机、网络设备等等。
客户机中包括教员机和学员机，教员机通过与业务主机的交互完成对学员机下达各类控制命令，学员机接收并完成这些任务，同时操作过程同样通过与业务主机的交互进行数据和逻辑的通信。
5.2．平台软件
操作系统：根据实际选用的虚拟现实技术平台选用对应的操作系统。
数据库系统：本项目数据库系统有IBM DB2、Oarcle和MS SQL Server2005三种选择，建议本系统采用Oarcle 9i数据库。用于提供高效、海量的数据存储，建立数据仓库为虚拟现实技术的实现和数据分析提供基础。
中间件软件：采用JBoss中间件，用于提供web服务。
商业智能平台：报表工具采用eclipse birt；OLAP工
具采用mondrian，提供数据统计、分析和报表图标展现功能。
ETL工具：采用oracle ODI。用于完成与其他电力信息系统的数据同步。
5.3．虚拟现实技术
虚拟现实技术（Virtual Reality），又称灵境技术，是90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供了新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。这种技术的特点在于，计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间，或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的"虚拟环境"，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。这种技术的应用，改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式，尤其在需要对大量抽象数据进行处理时；同时，它在许多不同领域的应用，可以带来巨大的经济效益。
虚拟现实系统主要由以下模块构成
①检测模块：检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境。②反馈模块：接受来自传感器模块信息，为用户提供实时反馈。③传感器模块：一方面接受来自用户的操作命令，并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。④控制模块：对传感器进行控制，使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。⑤建模模块：获取现实世界组成部分的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。
虚拟现实系统开发平台的核心是引擎，它具有四个方面的接口，分别是算法接口、模型贴图输入接口、硬件辅助设备接口和硬件主设备接口。虚拟现实系统开发平台通过这些底层接口向所有上层软件提供强大的功能支持。
6．数据存储及整合技术
6.1．数据存储
建立物理数据仓库的存储；提供集中的数据仓库管理界面来控制、监测和管理数据仓库的操作；为主题分析和决策支持应用提供快速、准确的数据服务。
6.2．数据整合
ETL：包括数据采集、清洗、转换、汇总、加载，数据加载到数据仓库中；建立数据仓库元数据中心存储；Webservice：通过XML交换数据，使系统之间即可靠的交换数据，又降低了系统之间的耦合程度。
6.3．数据仓库管理
包括元数据管理、ETL管理、数据复制与备份管理、数据安全管理等等
7．数据分析技术
7.1．数学建模、数据挖掘
采用三比值法、TD图法、电研法、神经网络算法等有效的诊断算法进行故障诊断；利用时间序列神经网络模型的非线性映射能力和学习能力来预测设备的检修状态；
7.2．商务智能平台
提供包括面向主题的数据集市、即席查询、多维分析、企业日常报表、Dashboard等各种商务智能分析工具；提供一个面向主题的可扩展的应用分析环境；高效、灵活的查询、报告、联机分析处理以及预测功能。
7.3．业务优化平台
通过商业智能平台的多维分析应用、预测分析和OLAP应用来支持检修流程优化等生产管理应用。
8．结束语
变电设备检修仿真系统的应用，不但可提高变电检修人员的技能水平、工作效率，同时缩短检修时间和快速恢复设备送电提供了有力保障。
参考文献
