一种多类型信号自适应型教学实训系统技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种多类型信号自适应型教学实训系
统。
背景技术
现有实验主要是在主控器和机电设备之间连线上并联，如图2所示，或做一个切换
开关，如图1所示，直接将实验实训设备连起到机电设备或将主控器控制权限接过来直接到
实验实训设备。
采用第1种接线方法，将主控器的控制权限直接接过来，切换过程产生的信号中
断、设备启停冲击，容易造成机电设备及主控设备损害，并且可能引发传导相关设备上；如
果采用第2种连接方法主控器与实验实训设备同时共用信号，则造成信号不稳定，或出现多
主控制，对设备及控制系统产生干扰或误动作，极大的降低了系统运行的稳定性。两种方法
还有一个共同的缺陷就是信号一对一的控制，接线复杂，后期无法根据需求进行及时调整。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种多
类型信号自适应型教学实训系统及控制方法，解决了传统实训教学中信号采集器信号通道
固定不变，不得不加大通道数量，同时增加成本的方法来解决实训中遇到的问题，通过软件
的方法，将实信号自由的加入或撤出，以完成在保证现机电实验设备控制系统不变的情况
下，实验实训能够多任务实时进行。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为提供一种多类型信号自适应型教学
实训系统，包括管理层、控制层、实验实训设备，所述管理层通过通讯总线与所述控制层进
行连接通讯，所述控制层通过实物接线与所述实验实训设备连接，所述控制层通过矩阵式
信号切换技术控制机电设备点位,所述管理层和所述控制层之间采用单一通道数据源技
术。
作为本发明的进一步改进，所述控制层以自适应信号切换母板为基板，该基板上
层设置有信号处理IO板，所述信号处理IO板采用递增叠加的安装方法。
作为本发明的进一步改进，所述信号处理IO板包括编码器运动采集板、通信协议
检测采集板、电源检测采集板。
作为本发明的进一步改进，所述自适应信号切换母板采用矩阵式控多类型信号自
适应型教学实训系统制方式，通过双刀双掷继电器进行信号分路递进。
作为本发明的进一步改进，所述双刀双掷继电器包括顺序型和并列型两种控制方
法。
作为本发明的进一步改进，所述管理层采用单一数据通道源方法，依据物理点位
属性，将所述控制层的主控器中的数据源定义为唯一数据通道源，通过通信传输到映射管
理中心，映射管理中心通过实验数据管理将需要的信号建立映射数据源，控制层的信号识
别板和自适应切换母板根据数据通道源的属性，自动完成信号输入输出。
作为本发明的进一步改进，所述管理层采用单一通道数据源方法，将位于控制层
中的输入输出采集接口通过通信映射到管理层单一通道数据源中；管理层根据需要采集控
制的物理点位的属性，修改数据源映射的点位信息，输入输出采集接口通过读取数据源信
息，控制切换到对应的数字量或模拟量接口。
作为本发明的进一步改进，所述控制层根据职业教学实训内容，将需要的信号数
据映射过来，对于不需要的数据进行屏蔽，实现信号自由的加入或撤出，还可以根据优先级
进行决策。
作为本发明的进一步改进，所述实验实训设备的切入及退出需要先经过映射管
理，主控系统可以根据优先级对信号进行排序处理，或者对有危险的控制进行中断。 。
本发明的有益效果是：本发明的优点，1）采用通用性的硬件平台，通过软件设置的
方法可以自动完成信号映射及传输，灵活方便，经济实用。2）总线通信，信号识别模块地址
自适应，即插即用。3）单一通道数据源技术，确保数据输入输出唯一性和稳定性。4）矩阵式
信号切换技术，信号扩展采用递增叠加的方法，方便实用。5）实信号自由的加入或撤出，并
可以根据优先级进行决策，增加系统保护功能以及系统的稳定性。
附图说明
图1是现有技术的第一种结构图；
图2是现有技术的第二种结构图；
图3是本发明的系统图；
图4是本发明的控制层叠加扩展示意图；
图5是本发明的顺序型矩阵式控制示意图；
图6是本发明的并列型矩阵控制示意图；
图7是本发明的单一数据通道源方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明提供一种多类型信号自适应型教学实训系统及控制方法，该发明可以将传
统机电类教学实验设备中的主控器中的数据，通过通信将数据映射到多类型信号自适应型
教学实训系统中，通过映射管理系统与信号识别规则进行匹配，通过信号识别后，把控制器
的数据重新转换成数字量输出输入和模拟量输出输入信号，并根据自定义类型进行判断，
控制信号自适应转换成学生实际需要的信号，提供给多个学生进行实验实训。
本次发明采用的数据映射，实验实训设备的切入及退出需要先经过映射管理，主
控系统可以根据优先级对信号进行排序处理，也可以对有危险的控制进行中断，同时通过
信号自适应调整，可以结合实实训内容，将需要的信号数据映射过来，对于不需要的数据，
可以进行屏蔽，这样学生实验目的性更强，效果更佳明显。
如图3所示，多类型信号自适应型教学实训系统采用管理与控制分层的逻辑控制
结构，管理层与控制层通过总线进行连接通讯，以地址码对信号处理模块进行识别，方便系
统扩展。
如图4所示：控制层安装采用叠加扩展的方法，以自适应信号切换母板为基板，信
号处理IO板等信号识别模块通过叠加的方法放置在上层，可以根据不同的需要，换装不同
的处理板。
自适应信号切换控制采用矩阵式控制，通过双刀双掷继电器进行信号分路递进，
分别有顺序型和并列型两种控制方法。
（1）顺序型
如图5所示，通过A->B或A->C继电器的连续动作，将信号从S与S-1、S-2、S-3、S-4信号接
通。
（2）并列型
如图6所示，通过K1、K2、K3、K4继电器的并行动作，将信号从S与S-1、S-2、S-3、S-4信号
接通。
如图7所示：系统控制采用单一数据通道源方法，依据物理点位属性，将主控器中
的数据源定义为唯一数据通道源，通过通信传输到映射管理中心，通过实验数据管理将需
要的信号并建立映射数据源，信号识别和自适应切换根据数据通道源的属性，自动完成信
号输入输出。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定
本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的
保护范围。