电机电力电子及电气控制技术实验装置-上海硕博公司

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2024年1月12日电机及电气控制实验装置,电机及电气控制实验设备 [在线客服]：

电机.电力电子及电气控制技术实验装置

电机电力电子及电气控制技术实验装置通过训练培养学生的专业综合素质，综合运用所学知识和专业技能进行本专业工程设计的能力，解决本专业实际问题的能力和创新实践能力，同时极大拓宽了学生的知识领域，使学生的知识结构更加合理，以适应社会对高技能人才的需求，电机电力电子及电气控制技术实验设备主要承担电气自动化技术、机电一体化技术、电子信息技术工程等专业的电力电子变流技术、电机与拖动、自动控制技术等课程的实训教学。同时可承担专业综合实践和毕业设计等实践环节的教学任务，并可为社会提供技术培训服务。

（图片仅供参考）

1、能够至少完成相关的实验（尽可能多，且全面）

（1）电机与拖动

1）电机的认识（交直流电机）

2）变压器空载、负载实验（单相+三相）

3）变压器并联运行实验（单相+三相）

4）交直流电机的特性测试

5）交直流电机的调速实验

6）异步电机实验

（2）电力电子技术

1）晶闸管触发电路

2）桥式可控整流电路（单相+三相）

3）电力器件特性

4）斩波电路实验

5）逆变电路实验

（3）电力拖动自动控制

1）单闭环直流调速

2）双闭环直流调速

3）直流可逆调速系统

4）双闭环异步机调压调速实验

5）双闭环三相异步电机串级调速实验

6）数字控制器DSP电力拖动实验（直流机数字调速、交流机数字调速）

2、人身安全保护五大体系

3、仪表及设备保护体系

4、数字仪表显示

5、接线方便，不易松动

6、实验桌防火、防水、耐磨、安全: 实验桌需为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面采用高密度度防腐防火板。需设有两只抽屉和存放柜，用于置放工具，挂箱及资料等。实验桌设有四个轮子和四个可调固定支撑脚，便于移动和固定。

7、招标需带实物或播放视频，提供功能说明文档及实验指导书

8、配常用工具，如钳表、螺丝刀、兆欧表等

9、平台尺寸控制在1600*800*1700mm以内

10、其他：

(1)输入电源：要求提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调电源(要求配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5KVA、0～450V）可调交流电源输出处需设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护（要求采用数字化测量技术，保护值可以任意设定，且要求调压器为质量可靠的品牌产品，如德力西zhenkai、征西和民熔等，不得为三无产品。招标现场提供样品，不合格不给分），配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。

(2)高压直流电源两路

要求提供220V(1A)励磁电源及0～250V(3A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及切换开关。

(3)工作环境：要求满足温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

(4)装置容量：要求＜1.5KVA

(5)实验管理器：要求具有设定时间、到时报警、切断电源及记录各种告警次数等功能。

(6)电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表:电机导轨采用不锈钢导轨（同轴度不大于±5丝）,日本欧姆龙1024光电编码器及数显转速表,包括测速及固定电机的不锈

钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪声小，实验参数典型，能较好满足实验要求。

(7)交直流电流表、交直流电压表、单三相智能功率、功率因数表等数字和指针式仪表可采用品牌产品（如有利德），若以上仪表为实验台产商生产，必须提供省级以上仪表仪器鉴定机构鉴定结果。

(8)实验连接线及配件：每套设备配有四色、不同长度约120根，采用高可靠护套结构手枪插连接线，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，接触优良。（不存在任何触电的可能）

附件一：配套《电气控制云学堂》技术要求

云学堂运行环境PC端、手机端
浏览器：优先使用Google，Firefox浏览器。
登陆页面用户登陆：（以账号、密码校验用户id类别，及教师、学生、管理员，根据用户类别的不同，获得不同的权限的设置）
用户注册：
（学生注册：（姓名、手机号、账号、密码、入学年份、专业、班级）填写用户基本资料，以账号作为用户登陆的基本账号，年份、专业、班级为学生之后登陆的学习基础）
（教师注册：（姓名、手机号、账号、课程、密码）填写用户基本资料，以账号作为用户登陆的基本账号，课程为教师所教授的课程或可能教授的课程）
书架页面书架显示（显示现有的所有课程，以课本的封面作为进入的入口，点击后进行二次确认）
（学生用户：根据课本封面的右上角圆圈所示，以数字的形式提示学生该课程下是否有任务、考试。例：'红点'表示没有任务、考试。'1'表示存在一个任务或考试...以此类推）
（教师用户：根据课本封面的右上角圆圈所示，'红点'表示教师不教授该课程，'0'表示教师教授该课程）
（管理员用户：进入管理页面的一个入口）
首页★分为六个页面（课程任务、课程考试、已学课程、热门课程、最新资源、热门资源）（投标现场演示）
其中课程任务、课程考试根据用户类别功能不同，学生：显示未完成的任务、考试，作用是提醒学生，并且能直接进入任务、考试，完成内容。教师：显示教师最新发布的任务、考试，能直接点击进入查看详情。管理员：无显示
已学课程：已经完成学习内容的课程。
最新资源：最新发布的课程、视频资源。
热门课程、热门资源：根据用户点击量作为排序，取前五作为热门。
课程为课程下的所有文本资料，可进行在线阅读。
资源为课程下配套的所有视频资源，可进行在线观看，收藏。
我的集用户的所有权限，根据用户的不同，功能不同
通用功能：修改用户资料、我的收藏
修改用户资料：包括姓名，手机号，密码修改
我的收藏：收藏视频资源，根据已经收藏的视频再次观看和取消收藏
教师功能：
★学生实验记录：记录该课程下，连接虚拟仿真平台上，学生所完成的实验记录，包括姓名，学号，项目名称，警告次数，错误次数，完成时间，操作记录，成绩。（成绩为仿真平台自动判断生成）（投标现场演示）
教学管理：
包括查询任务，查询考试，添加任务，添加考试。
查询任务包括查看任务、已发任务。
查看任务：查看教师所有编辑完成的任务列表，能够执行再次编辑，删除，和发布任务。
已发任务：查看任务发布到的班级，其中发布状态栏为一个状态指标，在特定时间内，可对已发任务进行删除，或二次确认发布，及发布中状态。进行中状态为发布任务后到截止时间直接的完成时间，无可操作。已完成状态为到了截止时间，服务器自动提交所有未提交学生的任务内容，通过一件统计，服务器根据任务完成情况，生成数据，为下面其他数据统计功能做基础。
查询任务包括查看考试、已发考试。
查询考试：查看任务：查看教师所有编辑完成的考试列表，能够执行再次编辑，删除，和发布任务。
已发考试：查看考试发布到的班级。当考试到了截止时间，服务器自动提交所有未提交学生的任务内容，通过一件统计，服务器根据考试完成情况，生成数据，为下面其他数据统计功能做基础。
添加任务，添加考试：
任务和考试内容的编辑，包括名称，完成时间，时长，所对应章节内容，所考体量，和分数情况。
已完成任务统计：
包括任务进度、错题统计。
任务进度包括所有任务平均进度统计，各个任务进度人数统计。
所有任务平均进度统计：指改任务的完成情况（计算方式为：所有学生的学习时长占总学习时长的比例）由直线图展示
各个任务进度人数统计：具体指向班级的学生完成任务的进度情况，通过柱状图和表格的形式展示。（每个整百分比所占人数的多少，具体学生的具体任务进度）
★错题统计：把该任务错题的占比通过饼状图直观显示，包括错题人数，错题选项人数。提高教学效率。（投标现场演示）
进行中任务统计：
包括所有班级进行中任务进度统计，各个班级进行中任务进度统计。
所有班级进行中任务进度统计：指统计任务进行中任务的完成情况，及'所有任务平均进度统计'的一个具体时间点上的统计
各个班级进行中任务进度统计：及'各个任务进度人数统计'的任务进行中的一个具体时间点上的统计主要功能是方便教师查看，当前任务的完成情况
学生统计：
学生总体情况统计：统计该课程下总任务完成进度，错题的百分比，和考试成绩的百分比，点击学生姓名可查看具体每个任务和考试的进度和成绩占比。
★考试统计：
成绩统计：及发布考试对应班级的成绩情况，包括统计段的人数统计，和每个学生的具体成绩列表
错题统计：把该考试错题的占比通过饼状图直观显示，包括错题人数，错题选项人数。提高教学效率。
★统计分析：
考试：主要功能为记录在线考试当前情况，当前考试人数，正在考试任务和完成考试人数，通过列表展示学生姓名，方便得知消息
练习：主要功能为记录任务练习当前情况，当前练习人数，和完成任务人数，通过列表展示学生姓名，方便得知消息
题库管理：
题库管理：录入任务练习的习题，可添加到具体章节下面，方便添加任务的习题数量的编辑。（提供选择题和判断题的录入）
试题管理：录入考试题，可添加到具体章节下面，方便添加考试的试题数量的编辑。（提供选择题和判断题的录入）
通用功能：增，删，改，查试题和习题。
学生功能：
★实验记录：记录学生所完成的实验记录，包括姓名，学号，项目名称，警告次数，错误次数，完成时间，操作记录，成绩。（成绩为仿真平台自动判断生成）
课程任务：
★查询任务：获取教师发布任务的信息详情，包括学习内容，和学习时长等，（主要为学习时长和练习题测试）当完成练习可以通过提交按钮上传学习情况，是教师统计任务的一个基础
管理员功能：
课程班级管理：主要功能为分配教师到对应的班级，使教师获得该班级的管理权限，以列表的形式可以查看教师是否被分配。
学生审核：对学生注册的信息进行审核，通过审核的才能登陆云学堂获得学习的权利，被拒绝的账号无法登陆，需要再次注册，直到通过审核。
教师审核：对教师注册的信息进行审核，通过审核的才能登陆云学堂获得教师的权利，被拒绝的账号无法登陆，需要再次注册，直到通过审核。
★课程资源管理：管理热门资源和热门课程（清除点击量，修改点击量，管理资源课程实现上传资源和课程）
已审核用户查看：查看所有已通过审核的账户（学生，老师），对不需要的账户进行删除，删除后的账号不可以再用来作为登陆的账号。
附件二：机电仿真教学软件
一、软件整体要求
该软件是用于电气自动化、机电一体化及相关电类专业教学和实训的同步辅助3D仿真软件。通过对三维CAD模型的二次开发快速创建一个交互式3D 仿真和实训系统（虚拟样机），形成全开放式的模拟仿真电器联调数据模型，可以对各控制环节进行模拟仿真，包括实现故障诊断、排除等仿真操作与考核。
★实虚结合
软件平台针对电类相关硬件教学产品通过基于3D-CAD模型进行二次开发，通过全开放式的模拟仿真机电联调数据模型，创建一一对应的虚实结合实训系统（虚拟样机）构成与真实设备高度一致的虚拟自动生产线实训平台，系统的各机构采用气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互边的分布控制方式。
★软硬结合
软件可与实际PLC、单片机硬件等典型工控设备进行实时通讯，软件内置编程模块，可利用其虚拟的PLC程序或脚本语言对模型进行编程控制.目前，已经涵盖了欧姆龙、西门子和三菱等系列主流PLC。。
学员可以利用真实PLC编制的PLC程序，通过编辑工具，可编辑修改或载入PLC程序，PLC程序能够进行仿真运行，运行时具有输入输出状态指示。支持PLC程序与指令表间切换，支持PLC信息状态仿真测试。
★理虚结合
理论学习整合了常规的课件学习与3D模型相结合的方式,课件可以支持word，ppt，pdf等格式转换而来，支持页面跳转、缩放、翻转、抗锯齿、灰度显示、高对比度显示等调整；所有资源写在配置文件中，教师可定制自己的理论学习教程。电气元器件具有真实的物理属性，可以用万用表检测器件质量的好坏，再由基本的元器件组成控制回路，物理属性可任意修改并实时观察电路运算效果。
二、软件实训内容要求
理论环节：学员可以通过常用机电元器件库（电气类、仪表类），了解各元器件的3D结构、性能参数或进行组装，也可直接调用查看机电专业的PPT课件资料进行学习，目前系统自带的课件有机电一体化概述、检测与传感器、步进及伺服电机、机械传动、控制系统、接口技术、伺服系统，教师可以对这些PPT课件进行编辑，通过【VUBPPT3D Extend Helper】PPT扩展接口，将元器件中的3D模型或其它多媒体素材，引入到课件中。
实操环节：学员可以选择一种电路类型，参照对应的电气图纸，从元器件库中拖入正确的元器件，进行电路组装，设定各元器件的工作参数，对相应的元器件触点进行导线链接，在系统规定的时间内完成整个电路图的组装，并进行电路的仿真运行。系统支持在元器件布局、仿真接线、仿真运行状态间快速切换，方便教学使用。
评价考核：仿真实训教学的评价方式方法越来越受到关注，在某种程度上决定着实训教学的方向、效果和质量。由于学生个性特点、知识经验及努力程度的不同，实训内容难度及操作方法优劣的不同，技能的获得有先慢后快、先快后慢、先后一致等不同的表现形式，或者表现为速度快错误少、速度快错误多、速度慢错误少和速度慢错误多等情况。软件针对每一个仿真实训项目制订详尽的过程评价方案，将暂态的过程性行为表现记录在考核量表之上进行评判，不仅有技术技能方面的明确要求，分步骤控制实训质量，而且有体现职业道德、执行岗位守则、服从车间管理、融入企业文化方面的具体要求，分行为彰显职业精神。软件开发过程，始终贯彻企业生产过程中的6S要求--整理（SEIRI）、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、素养（SHITSUKE）、安全（SECURITY）,提前培养学生的职业认知能力。
评价考核模式带有MySQL数据库（或用户自行提供其它数据库系统），由教学指定要考核的电路图（或系统随机抽取），学员在规定的时间内完成电路装配，提交后系统进行自动评分，同时学员的成绩和装配数据会写入到数据库中做备案。考核模式不可切换到学习模式或实操模式进行参考。
三维模型编辑器：
关键元器件提供爆炸图、操作互动、原理讲解等3D资源。支持3D立体显示：红蓝模式，主动快门式，不闪偏光式。电气、液压、气动原理图并支持全屏、平移，缩放，自适应大小功能。仿真接线过程中，支持元器件布局、仿真接线、仿真运行3种状态间快速切换，方便老师教学讲解。仿真运行过程有整合元器件工作的声音、灯光、鼠标状态变化，使3D场景贴合实际生产环境;
★软件可支持多种操作系统平台（Windows、ios、Andriod、Linus等）,
软件提供了各种操作步骤的人机互动提示，以提高学习效率。通过网络实现随时随地的在线学习，真正实现教学实验不受实验室的空间及教学时间的限制，让学生真正体会到24小在线开放实验室的优越性和方便性。
二次开发功能：
用户可在系统上自行开发虚拟实训教学资源内容，并可自建三维模型及制作三维动画或对系统现有的3D模型与动画进行编辑修改。用户可以任意自绘具有3D互动功能的电路图并根据所绘电路图自动生3D装配图让用户进行接线，同时系统提供电路接线，自动验证并输出接线正确性的判断结果。所有的3D动画、3D模型及系统数据均采用128位随机加密技术以保证系统的安全性。支持CAD软件模型的导入，用户可通过CAD软件建模，利用VU pro对所建模型进行编程控制,支持的CAD软件有：Solidworks, Inventor, Catia, Solid Edge等，支持的模型格式有:3DXML, 3DS, OBJ等。
附件三：电气控制仿真教学软件
1、软件分别从三相异步电动机、交流伺服电机、直流伺服电机、歩进电机的结构和基本电机控制线路学习：（1）电路识读、（2）电路安装、（3）电路检修
2、电机及电力拖动实训室运行环境基于国际先进的开发平台，可在WINDOWS环境下直接运行，安装简单。
3、软件界面
（1）隐匿式菜单或工具条：软件界面上看不到菜单、功能图标，全部用于显示场景和虚拟设备，以保持界面的纯净。
（2）整屏展示：使用完整的屏幕显示场景，而不是将屏幕切割成若干区域。
（3）部件认知引出线：引出线将同时显示各部件名称，可根据用户观察视角与设备的距离自动进行层级显示。
（4）部件提示：鼠标移动到零部件时，自动显示其名称。
4、虚拟装备
（1）电机：根据实物尺寸规格进行建模，采用真实的材质贴图。每一种电机的内部结构都完整的展现在用户面前。每一种电机的工作原理都与实物相同
（2）低压电器：所有低压电器都是用电气元器件展厅中的低压电器，采用真实材质贴图。
电力拖动实训室操作
（3）电机学习：软件中对四种常用的电机，即三相异步电机、直流私服电机、交流私服电机、步进电机，学生对各种电机的名称、功能、结构、外观、电气符号、接线等进行学习。
（4）三相异步电动机：是转子定子有方向相同、转速不同的旋转磁场，存在转差率的电机。软件从模型展示，结构展示，定子，转子，动作演示等几方面进行介绍。
5、定子
（1）定子主要功能是从电网吸收电能产生旋转磁场，带动转子转动。
（2）定子由定子铁芯和定子绕组组成。
（3）定子铁芯由硅钢片叠成，构成电动机的磁路。
（4）定子绕组由铜线烧制而成，构成电动机的电路。
6、转子
（1）转子用来与定子铁芯构成完整的回路产生电磁转矩，输出机械能。
（2）转子由转子铁芯、转子绕组、转轴组成。
（3）转子铁芯是由圆周表面冲有槽的硅钢片叠成的圆柱体。
（4）转子绕组放置在转子铁芯槽内。
（5）转轴由中碳钢制成，用来支撑转子铁芯和绕组，输出机械转矩。
6、三相异步电动机的测量
（1）出线端组别的判断
打开抽屉，取出万用表，选用高阻档。红表笔接触定子绕组引出的其中一个端头，黑表笔分别与其它端头触及，观察万用表读数，电阻值达零值时表笔所触的两个端头属于同一相的，标出一组同相出线端；红表笔接触未确定的另一个端头，黑表笔分别与其余三个端头触及，电阻值达零值时红、黑表笔所触的两个端头是属于同一相的，标出第二组同相出线端。用此法即可找出三组出线端。
（2）绕线首末端的判断打开抽屉，取出MF-47型万用表,测量时要水平放置，将万用表选择小量程直流电压档（或直流电流档），取出一节电池，万用表表笔与一组端子相连，用导线将电池正负极与另一组端子相连，表针瞬时正转（向右转），电池正极触碰的那根线端头为首端，标上U1，与电池负极相接的一根线端头为尾端，标上U2，与万用表相接的端子首尾端和与电池相连的一致，标上W1、W2。同样的方法测第三组，标出第三组首尾端，表针瞬时反转（向左转），则该绕组的首尾端与上述判断相反。
（3）绝缘测量取出兆欧表并水平放置，将E、L 两端开路，以约120r/min 的转速摇动手柄，观测指针是否指到"∞"处，将 E、L 两端短接，缓慢摇动手柄，观测指针是否指到"0"处，经检查兆欧表完好可使用，测量前确认电机三相无电压，也无突然来电的可能性，E端、L端分别接上被测绕组，缓慢摇动手柄，指针转动，由慢到快摇动手柄，直到转速达120r/min左右，匀速转动1min，指针稳定后读数，500V以下电动机遥测绝缘电阻在0.5MΩ以上为合格，可多次选取不同端子进行测量。
7、交流伺服电机：是由交流电源供电的，将电压信号转换为转矩和转速的电机。软件从模型展示，结构展示，定子，转子，动作演示，接线，动力插头(接电机)，反馈插头(接编码器)等几方面进行介绍。
8、直流伺服电机：是由直流电源供电的将电压信号转换为转矩和转速的电机。软件从模型展示，结构展示，定子，转子，动作演示，接线，动力插头：接电机动力电缆，反馈插头：接编码器电缆等几方面进行介绍。
9、歩进电机：是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的电机。软件从模型展示，结构展示，定子，转子，动作演示等几方面进行介绍。
10、基本电机控制线路学习：（以点动控制线路为例）
（1）电路识读
A、打开电源
B、按下按钮SB
C、接触器KM线圈得电
D、接触器KM主触头闭合
E、电动机启动
（2）电路安装
A、根据电路图配齐所需元件
B、布置元器件
①.三相异步电动机M
②低压断路器QF
③低压熔断器FU
④接触器KM
⑤按钮SB
⑥电源箱
C、连接主电路
D、连接控制电路
根据电路原理图，对应高亮即连接哪根线。
（3）电路检修
故障一：打开电源，按下按钮，电路不运作。
A、确认故障现象
观察故障:电动机没有运转
B、判断故障范围
关闭电源，使用万用表电阻档分别测量主电路、控制电路。
①检测主电路，万用表红表笔接熔断器输入端，黑表笔接电机，读数为无穷大，说明该条线路连接无误，分别检测U相、V相、W相线路。
②检测控制电路，两表笔分别接在FU2两输入端，读数为0，说明控制电路有问题。
C、确定故障点
根据电路图检查控制电路连线
找出错误连线
D、修理故障点
拆除错误连线
根据电路图正确接线
E、检测修复后电路
①检测主电路，万用表红表笔接熔断器输入端，黑表笔接电机，读数为无穷大，说明该条线路连接无误。分别检测U相、V相、W相线路。
②检测控制电路，两表笔分别接在FU2两输入端，读数为无穷大，控制线路连接无误。
F、通电试车
打开电源，按下按钮，电机正常启动，松开按钮，电动机停止，电路维修完毕。
故障二：打开电源，电动机立刻运转。
A、确认故障现象
观察故障:没有按下按钮电路就开始工作
B、判断故障范围
分析控制电路部分没有起控制作用
C、确定故障点
根据电路图检查控制电路连线，找出错误连线
D、修理故障点
拆除错误连线
E、检测修复后电路
①检测主电路，万用表红表笔接熔断器输入端，黑表笔接电机，读数为无穷大，说明该条线路连接无误。分别检测U相、V相、W相线路。
②检测控制电路，两表笔分别接在FU2两输入端，读数为无穷大，说明该条线路连接无误。
F、通电试车
打开电源，按下按钮，电机正常启动，松开按钮，电动机停止，电路维修完毕。
基本电机控制线路接线：软件对基本电机控制线路组成、元器件摆放、接线等进行教学，学生可以自己根据电机控制线路原理图对线路进行模拟接线。
教学
项目化案例教学：可直接用于仿真实训。
包括：三相异步电机、直流伺服电机、交流伺服电机、步进电机，三相异步电机点动控制线路、三相异步电机连动控制线路、三相异步电机顺序控制线路、三相异步电机正反转控制线路、三相异步电机Y-△降压启动控制线路、三相异步电机制动控制电路、自动往返控制电路、位置控制线路等常见电机及基本电机控制线路的教学。
即学即练：可选择不同的实训项目，一步步演示电机控制线路设计的操作过程，并同步伴随操作说明。演示过程中，无需任何切换，就可以操作练习，即演示和操作练习可以随时转换。
练习
操作方式：人性化的操作方式，简便、快捷、明了。有充分的提示引导信息，如以手形图标结合说明文字提示下一步操作。
考核
智能考核：对学生的每一步操作的正确性、规范性、安全性进行自动记录、评估、计分，并输出和提交详细的考核记录单。防作弊功能：自动输出考核记录表，自动加密。
辅助功能加密方式：提供注册文件、加密狗、网络三种可选解密方式，由用户任意选择其中一种。
系统配置：可以对软件一些参数进行配置，例如可通过系统配置功能开关语音提示。
自主开发：所有能够由用户自定义的参数均应向用户开放，如所有的说明文字、配置参数均应采用EXCEL表驱动，甚至一些软件功能参数也可用EXCEL表驱动。