導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計總結(jié)，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.關(guān)注點不一樣，學(xué)校和學(xué)生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業(yè)論文（設(shè)計）進(jìn)行抽檢評優(yōu)，所以學(xué)校很緊張，萬一結(jié)果不好，影響學(xué)校的聲譽(yù)。但現(xiàn)狀是，機(jī)械類專業(yè)絕大多數(shù)學(xué)生從第5學(xué)期中后期開始進(jìn)行頂崗實習(xí)，而且大部分從事的是機(jī)床操作和產(chǎn)品檢驗、包裝等工種，沒有太多的技術(shù)含量，與“設(shè)計”無緣。少部分學(xué)生在產(chǎn)品銷售崗位實習(xí)，還有部分在售后服務(wù)崗位實習(xí)，與“設(shè)計”關(guān)系都不大，學(xué)生看不到畢業(yè)設(shè)計對他們將來的工作有多大作用，他們更關(guān)注的是就業(yè)。因此，沒有太大的動力去認(rèn)真地搞畢業(yè)設(shè)計。由于學(xué)校對老師有要求，老師本意當(dāng)然想認(rèn)真地指導(dǎo)學(xué)生，可是學(xué)生在頂崗實習(xí)階段，不能與老師經(jīng)常見面，有的根本見不了面，只能通過電話、網(wǎng)絡(luò)溝通，學(xué)生上網(wǎng)不便，郵件也說不清楚，老師只能過一段時間督促一下，指導(dǎo)效果大打折扣。

2.畢業(yè)設(shè)計所需信息和資料難以搜集，影響進(jìn)度畢業(yè)設(shè)計階段，學(xué)生都在企業(yè)頂崗實習(xí)，企業(yè)沒有專門的提供給學(xué)生的圖書館、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、實驗室等畢業(yè)設(shè)計所必須的基本條件。學(xué)生對相關(guān)專業(yè)資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱，這些資源的缺乏令學(xué)生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手，只能胡亂參照往年或網(wǎng)上資料相關(guān)題目。例如，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數(shù)控編程、各種零件的模具設(shè)計、各種普通機(jī)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造、電梯和機(jī)械手、水位、各種生產(chǎn)線等的PLC控制、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)械設(shè)備的故障診斷與維修等等，題目有的大而空，有的是課程設(shè)計內(nèi)容，有的是教材上的實例。學(xué)生撰寫論文時參考教材或網(wǎng)絡(luò)公開資料過多，沒有什么數(shù)據(jù)支撐，也沒有什么自己的觀點和實際作品，談不上論文的質(zhì)量及學(xué)生水平的提高。

3.學(xué)生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生，有提前單招，有注冊入學(xué)，還有中職對口單招，最后，通過真正參加高考錄取的考生，所占比例已經(jīng)較少了。即使是這些學(xué)生，錄取的分?jǐn)?shù)也很低。而且，江蘇省錄取的總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過了報考學(xué)生總數(shù)，基本上只要想上學(xué)，都能上。所以招進(jìn)來的學(xué)生的知識基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)興趣不高，水平和能力又參差不齊。畢業(yè)設(shè)計和頂崗實習(xí)時間重疊，絕大部分學(xué)生是自己通過人才市場選擇的實習(xí)企業(yè)，崗位要求學(xué)生和正式用工一樣的工作時間和強(qiáng)度，學(xué)生每天上8小時甚至12小時的班，有的企業(yè)兩班倒，有的三班倒，沒有精力再去搞畢業(yè)設(shè)計。另一方面，在學(xué)校的前兩年，也沒有好好學(xué)習(xí)專業(yè)知識，造成很多學(xué)生不知道畢業(yè)設(shè)計要做什么，怎么做。老師給學(xué)生的課題，學(xué)生做不了，學(xué)生自己定的題目，又很不恰當(dāng)。勉強(qiáng)寫出的論文不規(guī)范，文字欠通順，表述設(shè)計意圖和設(shè)計方案邏輯性不強(qiáng)，質(zhì)量很低，有的直接抄襲論文或干脆購買，沒有起到培養(yǎng)綜合能力和科研水平的目的。

4.指導(dǎo)老師方面的原因由于學(xué)生多而專業(yè)教師少，教師的指導(dǎo)工作量過大，一般平均每位專業(yè)教師要承擔(dān)十多個學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，學(xué)生遠(yuǎn)在四處各地，老師無法對學(xué)生進(jìn)行細(xì)致、系統(tǒng)和及時的指導(dǎo)和檢查。而且本身又有繁重的教學(xué)工作，老師的精力跟不上。另外，各個學(xué)校重點關(guān)注的是招生就業(yè)，使得老師可能不太重視畢業(yè)設(shè)計工作，不愿多花時間與精力。從教師本身來看，高職院校的年輕教師很多是剛從學(xué)校畢業(yè)的，沒有實踐環(huán)節(jié)，只能照本宣科；年長教師，沒有知識更新的再教育環(huán)節(jié)，對新技術(shù)不太了解。老師自己實踐水平不高，給學(xué)生的選題，為回避實踐環(huán)節(jié)，很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機(jī)仿真題目。這些都使畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作難度增大，難以保證質(zhì)量。

二、對策分析

1.提前啟動畢業(yè)設(shè)計工作在人才培養(yǎng)方案中，將各主要專業(yè)課程向前兩學(xué)年轉(zhuǎn)移，減少第三學(xué)年的計劃課程。第五學(xué)期初開始畢業(yè)設(shè)計，包括落實任務(wù)、查閱資料，掌握畢業(yè)設(shè)計的基本程序、要求，完成畢業(yè)論文的總體框架設(shè)計。學(xué)生在校完成畢業(yè)論文總體框架后，到企業(yè)、實習(xí)基地邊實習(xí)邊做畢業(yè)設(shè)計，更有針對性，學(xué)生不再感到茫然。

2.充分利用畢業(yè)頂崗實習(xí)到用人單位進(jìn)行半年以上頂崗實習(xí)，是高職院校落實《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高[2006]16號）文件精神，大力推行“校企合作、工學(xué)結(jié)合”，突出高職教育特色，改革人才培養(yǎng)模式的重要舉措。這幾年，我院機(jī)械類學(xué)生的頂崗實習(xí)已提前至第5學(xué)期的下半學(xué)期，由于企業(yè)對技能型人才的需求較旺，所以，絕大部分學(xué)生自己都能較容易找到相關(guān)實習(xí)崗位。學(xué)生帶著各自初擬的畢業(yè)設(shè)計課題，分散到不同地方、不同部門進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)，這種分散實習(xí)的方式不會影響企業(yè)的生產(chǎn)秩序，比較容易被企業(yè)接受；還有部分學(xué)生，在第3或者第4學(xué)期已經(jīng)選擇了進(jìn)入與學(xué)校簽有合作培養(yǎng)協(xié)議的“訂單班”學(xué)習(xí)，我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班，學(xué)生完成基本專業(yè)知識學(xué)習(xí)后直接進(jìn)入這些單位頂崗實習(xí)。畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容與實際所從事的崗位聯(lián)系，如果與初擬的框架有沖突，可再作研究內(nèi)容和方法的調(diào)整，甚至重新開展課題研究。做到理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生的解決實際問題能力，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

3.校企共同指導(dǎo)學(xué)校自己聘請公司的技術(shù)人員做企業(yè)兼職指導(dǎo)教師，實現(xiàn)校企共同指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。校內(nèi)指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)畢業(yè)設(shè)計規(guī)范化指導(dǎo)，負(fù)責(zé)過程管理，制定畢業(yè)設(shè)計流程，對畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督檢查，對后期的畢業(yè)論文的撰寫進(jìn)行指導(dǎo)和審核。保持與企業(yè)指導(dǎo)教師、畢業(yè)生的聯(lián)系與溝通。企業(yè)的指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)具體的技術(shù)、內(nèi)容指導(dǎo)，提供企業(yè)相關(guān)資料以及學(xué)生與實習(xí)企業(yè)合作環(huán)境的協(xié)調(diào)。學(xué)校應(yīng)支付企業(yè)導(dǎo)師一定報酬，同時，企業(yè)導(dǎo)師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習(xí)管理平臺，要求學(xué)生頂崗實習(xí)期間至少每周寫一次周記，每個周記提出一個工作問題，解決一個工作問題，學(xué)習(xí)一個工作中需要的新知識點，詳細(xì)記錄，并報告指導(dǎo)教師，指導(dǎo)老師進(jìn)行點評、指導(dǎo)，隨時關(guān)注學(xué)生動態(tài)，及時解決學(xué)生在實習(xí)過程中遇到的問題。另外，學(xué)生還要完成手寫的實習(xí)報告，也按周填寫，學(xué)生的企業(yè)指導(dǎo)老師，對學(xué)生一周的工作進(jìn)行評價、總結(jié).

4.豐富畢業(yè)設(shè)計課題來源

（1）指導(dǎo)教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學(xué)校科研環(huán)境的改善及本系教師隊伍的完善，科研項目逐漸增多，項目層次包括院級、市級、省級、國家級。

（2）依托技能競賽及各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽開展畢業(yè)設(shè)計的實踐活動。鼓勵學(xué)生積級申報江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目，參加大學(xué)生機(jī)械設(shè)計大賽、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、汽車維修、汽車營銷、數(shù)控操作大賽、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、職業(yè)規(guī)劃大賽等。畢業(yè)設(shè)計開始時間可以依據(jù)競賽時間進(jìn)行調(diào)整，畢業(yè)設(shè)計可以以綜合性競賽項目實物作為成果，由競賽輔導(dǎo)教師兼任畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師，對學(xué)生在前期創(chuàng)新過程中的作品進(jìn)行完善和理論升華。通過技能競賽學(xué)生熟練了技能，樹立了競爭意識、團(tuán)隊意識，更嘗到了學(xué)習(xí)技能、精通技能的甜頭。

（3）學(xué)生自己確立的課題。題目主要來自畢業(yè)頂崗實習(xí)或者將要就業(yè)的單位，收集與實際工作相關(guān)的資料，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下確定畢業(yè)設(shè)計題目。這說明學(xué)生下企業(yè)頂崗實習(xí)為畢業(yè)設(shè)計的選題提供了大量的專業(yè)實踐機(jī)會。對于部分搞不了設(shè)計的學(xué)生，要求他們將實習(xí)體會寫下來，形成實習(xí)報告。

（4）模具、數(shù)控、機(jī)械、機(jī)電專業(yè)跨專業(yè)整合，開展任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向的畢業(yè)設(shè)計課題探索，使學(xué)生綜合能力與素質(zhì)得到全面提升。

（5）參與教師的教學(xué)活動。學(xué)生參與教學(xué)課件的制作，如機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、液壓與氣動技術(shù)、夾具設(shè)計、數(shù)控編程、模具設(shè)計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學(xué)專業(yè)知識，又熟練掌握常用軟件的操作，為將來的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

（6）不斷完善畢業(yè)設(shè)計課題類型，開設(shè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)課程。經(jīng)過這幾年的實踐總結(jié)，我們大體上把機(jī)械類高職畢業(yè)設(shè)計的類型分為以下幾類，同時，我院已開設(shè)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)課程或講座。1）工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設(shè)計。2）數(shù)控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數(shù)控編程，可以和機(jī)械設(shè)計類結(jié)合，以團(tuán)隊的形式，完成機(jī)構(gòu)的設(shè)計、機(jī)構(gòu)零件的數(shù)控編程、加工。3）注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設(shè)計。4）機(jī)械設(shè)計類。減速器、機(jī)器人、機(jī)械手、各種泵、控制裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、液壓系統(tǒng)及各種設(shè)備的設(shè)計。5）機(jī)床類。機(jī)床主傳動系統(tǒng)及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計、鉆床、銑床、組合機(jī)床設(shè)計，也可以利用學(xué)校的金工實習(xí)車間進(jìn)行各類機(jī)床的拆裝、測繪訓(xùn)練。6）機(jī)械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設(shè)。7）機(jī)電一體化類普通車床數(shù)控化改造及各種設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。8）機(jī)電設(shè)備或生產(chǎn)線故障分析與診斷。

（7）答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式，答辯地點可以選擇校內(nèi)的多媒體教室、實訓(xùn)室，也可以搬到校外學(xué)生頂崗實習(xí)的企業(yè)現(xiàn)場，邀請企業(yè)指導(dǎo)老師、技術(shù)人員、學(xué)生的同事一起參加答辯；答辯形式可以是陳述性答辯，也可以是作品展示性答辯；團(tuán)隊項目，可指定一人進(jìn)行答辯。要保證各類形式如實習(xí)報告類、調(diào)查報告類、市場調(diào)研類、創(chuàng)業(yè)計劃類、售后報告分析類、設(shè)計類都可以參加答辯。

三、總結(jié)

根據(jù)上面分析，現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量較難保證，而現(xiàn)有國情下高職畢業(yè)設(shè)計暫時無法替代。但是，畢業(yè)設(shè)計也應(yīng)隨著形勢的發(fā)展進(jìn)行較大程度的改革，否則，不能發(fā)揮起應(yīng)有的過渡橋梁作用，有以下幾點值得思考：

（1）是否能強(qiáng)化課程綜合實訓(xùn)和課程設(shè)計，淡化畢業(yè)設(shè)計。例如機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程結(jié)合CAD/CAM課程進(jìn)行綜合實訓(xùn)；液壓與氣動技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、PLC等進(jìn)行課程設(shè)計；數(shù)控編程與操作理論課程結(jié)合實訓(xùn)進(jìn)行典型零件的數(shù)控編程與加工訓(xùn)練。這樣的訓(xùn)練更扎實，更有實效。

（2）畢業(yè)設(shè)計過程要增強(qiáng)學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的認(rèn)識、讓學(xué)生明確其目的和意義。

篇2

二、設(shè)計的目的

11）掌握機(jī)械手動作流程。

2）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。

3）掌握PLC選擇與應(yīng)用。

三、設(shè)計要求

兩條傳送帶分別由電動機(jī)驅(qū)動，機(jī)械手有液壓缸驅(qū)動上下左右旋轉(zhuǎn)兩個方向運(yùn)動，液壓系統(tǒng)是1000W電機(jī)。設(shè)計要求

1）機(jī)械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。

2）用常用的電氣元件控制。

3）有工作狀態(tài)指示及照明。

4）有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。

四、完成的任務(wù)

要求說明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。

（1）設(shè)計與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業(yè)設(shè)計說明書（8000以上）

1）設(shè)計題目

2）控制原理說明設(shè)計方案論證

3）主要器件選擇依據(jù)與計算

4）元件明細(xì)表

5）設(shè)計總結(jié)及改進(jìn)意見

6）主要參考資料

五、 工廠電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 方承遠(yuǎn)

工廠電氣控制設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 許廖

機(jī)床電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王炳實

可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王兆義

可編程序控制器的原理及程序設(shè)計 電子工業(yè)出版社 主編 崔亞軍

前言

由于可編程序控制器具有可靠性高、通用性強(qiáng)、程序設(shè)計簡單及便于安裝調(diào)試等優(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。社會對可編程序控制器技術(shù)人員的需長也越來越迫切。

可編程控制器的機(jī)型較多，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設(shè)計書以是用最廣泛的德國西門子可編程控制器為核心，主要介紹了可編程控制器的基礎(chǔ)知識、基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、控制系統(tǒng)以及可編程序控制器在邏輯控制系統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等知識。本設(shè)計書結(jié)合了大量的圖形，使設(shè)計一目了然。并給出了程序調(diào)試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細(xì)注釋及助記符語言等。

本設(shè)計書參考了眾多可編程序控制器教學(xué)用書，結(jié)合自己所掌握的知識，并由指導(dǎo)教師田林紅老師的指導(dǎo)下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導(dǎo)幫助。

由于本人水平有限，錯誤和不妥之處再所難免，敬請各位老師及各位讀者批評指正。

目 錄

前言...................................................（）

摘要...................................................（1）

一、電器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.............................（3）

二、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...........................（3）

1、PLC的基本結(jié)構(gòu)...................................（ ）

2、PLC的工作原理...................................（ ）

三、可編程控制器的特點及基本功能.......................（）

1、PLC的特點.......................................

2、PLC的基本功能...................................

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢...........................（3）

五、PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題.........................（4）

六、機(jī)械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機(jī)械手移動工件控制系統(tǒng)的基本機(jī)構(gòu)................（5）

2、機(jī)械手移動工件的控制要求與工作流程..............（6）

3、操作面板布置....................................（6）

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成....................................（6）

七、梯形圖設(shè)計.........................................（6）

1、梯形圖的整體設(shè)計................................（6）

2、各部分梯形圖的設(shè)計..............................（8）

3、機(jī)械手的PLC控制梯形圖..........................（8）

4、程序語言............................... ........（8）

八、總結(jié)... ...........................................（26）

）

附錄...............................................

摘 要

在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動強(qiáng)度，甚至于危機(jī)生命。機(jī)械手就在這樣誕生了,機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機(jī)械器件組成；電氣方面有步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動模塊、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)、檢測技術(shù)等，是機(jī)電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機(jī)械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅(qū)動橫軸、豎軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，控制機(jī)械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關(guān)將位置信傳給PLC主機(jī)；直流電機(jī)拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)，位置信號由旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)反饋給PLC主機(jī)；電磁閥控制氣開閥的開關(guān)來控制機(jī)械手手爪的張合，從而實現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。

關(guān)鍵字：

可編程控制器PLC；

機(jī)械手；

脈沖；

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；

步進(jìn)電機(jī)；

直流電機(jī)；

傳感器；

限位開關(guān)；

電磁閥。

一、電氣控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

在現(xiàn)代工業(yè)中,為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程的要求,驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動的電器機(jī)械裝置稱為電力動。在電力拖動中，電動機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械的原動力。必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，通過各種控制電器，自動實現(xiàn)其啟動、制動、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動控制技術(shù)。

20世紀(jì)20—30年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動機(jī)的運(yùn)行，這種制動系統(tǒng)稱為繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方便，因此被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中。采用這種系統(tǒng)不但可以方便地實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且還可以實現(xiàn)集中控制。目前，我國的大部分機(jī)床和其他機(jī)械設(shè)備仍舊采用繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是固定接線形式，故在改變生產(chǎn)工藝時需要重新布線，控制的靈活性較差。另外，該系統(tǒng)采用有觸點元件控制，動作頻率低，觸點易損壞，系統(tǒng)的可靠性差。

20世紀(jì)40年代，世界上出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動機(jī)控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，它利用輸出量與給定量的偏差進(jìn)行自動控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管—晶閘管控制，到了70年展成為集成電路—晶閘管控制。由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)速性能大為改善，而且減少了機(jī)電設(shè)備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機(jī)—電動機(jī)系統(tǒng)。

在實際生產(chǎn)中，由于大量存在一些由開關(guān)量控制的簡單程序控制過程,而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因此需要一種能靈活改變程序的次新型控制器.于是,在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要方便的改變控制程序,而又比電子計算機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制.它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器—接觸器控制線路功能的裝置,能滿足程序經(jīng)常改變的控制要求,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定的限制.隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本變化,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了以微處理器為核心的、用軟件手段來實現(xiàn)各種控制控制功能的新型工業(yè)控制器—可編程序控制器(PLC).它不僅充分利用了微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求,而且還照顧到了現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣,摒棄了微機(jī)常用的計算機(jī)程序語言的表達(dá)形式,獨具風(fēng)格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學(xué),更容易調(diào)試和查錯.它已經(jīng)取代了繼電器—接觸器控制系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn)過程控制中,具有通用性強(qiáng)、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護(hù)方便等優(yōu)點,故目前世界各國已將它作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制中.

電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷提高兒訊發(fā)展的。在控制方法上，它手動控制到自動控制；在控制功能上，它是從簡單到復(fù)雜；在操縱上，它笨重到輕巧;在控制原理上,它從由單一的有觸點接線的繼電器—接觸器控制系統(tǒng),到以微處理器為中心的軟件控制系統(tǒng).隨著新的控制理論和新型電器及電子元件的出現(xiàn),電氣控制技術(shù)還將不斷得到發(fā)展.

二、 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1、 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。

1）.整體式結(jié)構(gòu)的PLC

整體式結(jié)構(gòu)的PLC由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組裝在一起組成。

2）.模塊式結(jié)構(gòu)的PLC

模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時將這些模塊根據(jù)控制要求插在機(jī)架上，各模塊間通過機(jī)架上的總線相互聯(lián)系。

3）.PLC各組成部分介紹

（1）、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當(dāng)于PLC的“大腦”。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲器、輸入/輸出、通信端口等單元相連。通過制造廠家預(yù)制在系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項任務(wù)。其主要功能是由編程器寫入控制程序和數(shù)據(jù)到存儲器、檢驗用戶程序、從存儲器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進(jìn)行PLC內(nèi)部故障的診斷等。

（2）、存儲器

根據(jù)存儲器存儲內(nèi)容的不同，我們把存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。

系統(tǒng)程序存儲器：用來存放系統(tǒng)軟件的存儲器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于計算機(jī)操作系統(tǒng)。是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令來編寫的，并固化到ROM里，用戶不能修改其內(nèi)容。

用戶程序存儲器：用來存放用戶根據(jù)控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲容量也不一樣。

數(shù)據(jù)存儲器：用以存放PLC運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)的存儲器。因為運(yùn)行中數(shù)據(jù)不斷變化，所以這種存儲器必須可讀寫。

（3）、輸入/輸出（I/O）單元

輸入/輸出（I/O）單元是PLC與此同時外部設(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)備向PLC提供的開頭量信號，經(jīng)過處理后，變成CPU能夠識別的信號。輸出單元將CPU的信號經(jīng)處理后來控制 外部設(shè)備的。

（4）、電源部分 （5）、通信端口

PLC的CPU模塊上至少有一個通信端口。通過這個通信端口PLC可以直接和編程器或上位機(jī)相連。

（6）編程器

幾乎每個PLC廠家都有自己的編程器。用戶通過編程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測程序的運(yùn)行情況。在出現(xiàn)故障時，通過編程器可以很方便的找出錯誤。

（7）特殊功能單元

主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信模塊、高速計數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進(jìn)一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)用也越來越多。

2、PLC的工作原理

PLC的工作原理與繼電器構(gòu)成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行方式，即如果輸出或電，該線圈的觸點立即動作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只是該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時，該線圈觸點才會動作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序、輸出3個階段才能完成控制過程。

PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)可以分為3個階段：輸入階段（將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設(shè)備）。

1)、輸入階段

在這個階段中，PLC讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲單元。

2)、執(zhí)行程序階段

在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行指令。從相應(yīng)的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。

、輸出階段

在這個階段中，PLC將相應(yīng)的輸出存儲單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。

三、 PLC的特點及基本功能

1、PLC的特點

1）、編程簡單，易于掌握，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，經(jīng)常采用的是梯形圖方式的編程語言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀，清晰、修改方便，易掌握等優(yōu)點，即便未掌握專門計算機(jī)的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場技術(shù)人員的歡迎。

2）、可靠性高，抗干擾能力 PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的，由于采了一系列的措施，使之在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時間可達(dá)到4-5萬小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往電器控制系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)。

3）、通用性能好，PLC品種多，檔次高，同一以PLC可適用于不同的控制對象或同一對象的不同控制要求，同一檔次，不同機(jī)型的功能也能方便地相互轉(zhuǎn)換。

4）、功能強(qiáng)，PLC運(yùn)用了計算機(jī)、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，在

硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使菘具備很強(qiáng)的信息處理能力，可進(jìn)行邏輯、定時，計數(shù)和步進(jìn)等控制，能完成A/D與D/A

5）、開發(fā)周期短 PLC在許多方面是以軟件編程來取代硬件接線實現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，且編程簡單，程序設(shè)計和高度修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)周期。

6）、體積小，使用方便，由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，是機(jī)電技術(shù)的理想控制器，PLC編程簡單，自診斷能力強(qiáng)，能判斷和顯示自身故障，使操作人員檢查判斷故障方便迅速，而且接線少，維修時只需更換插入式模塊，維護(hù)方便，修改程序和監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)也容易。

2、PLC的基本功能

1）、邏輯控制 PLC具有邏輯運(yùn)算功能，它設(shè)置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，能工巧匠夠描述繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等各種連接。因此它可以代替繼電器進(jìn)行組合邏輯與順序邏輯控制。

2）、定時控制 PLC具有定時控制功能。它為用戶提供了若干個定時器并設(shè)置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設(shè)定，并能在運(yùn)行中被讀出與修改，使用靈活，操作方便。

3）、計數(shù)控制 PLC還具有計數(shù)功能。它為用戶提供了若干個計數(shù)器并設(shè)置了計數(shù)指令，計數(shù)值可由用戶在編程時設(shè)定，并可在運(yùn)行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。

4）、步進(jìn)控制 PLC能完成步進(jìn)控制功能。步進(jìn)控制是指在完成一道工序以后，再進(jìn)行下一步工序，也就是順序控制。PLC為用戶提供了若干個移位寄存器，或者直接有步進(jìn)指令，可用于步進(jìn)控制，編程與使用很方便。

5）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換 有些PLC還具有“模數(shù)”轉(zhuǎn)換（A/D）和“數(shù)?！保―/A），功能，能完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。

6）、數(shù)據(jù)處理 有的PLC還具有數(shù)據(jù)處理能力，并具有并行運(yùn)算指令，如兩個數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運(yùn)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。

7）、通信與聯(lián)網(wǎng) 有些PLC采用了通信技術(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺PLC之間可以進(jìn)行同位鏈接，計算機(jī)作為上機(jī)可對其命令并返回執(zhí)行結(jié)果，這種采用一臺計算機(jī)，多臺PLC組成的頒式控制網(wǎng)絡(luò)可完成圈套規(guī)模的復(fù)雜控制。

8）、監(jiān)控控制 PLC具有較強(qiáng)的監(jiān)控功能。在控制系統(tǒng)中，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)設(shè)定值，因而高度、使用和維護(hù)都很方便。

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢

目前，PLC在國內(nèi)已得到了廣泛的應(yīng)用。利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時、記數(shù)等功能進(jìn)行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機(jī)床、印刷機(jī)、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。

較高檔次的PLC具有位置控制模塊，特別適用于機(jī)床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構(gòu)成模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于過程控制。

隨著計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國外近幾年興起自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機(jī)之間連成網(wǎng)絡(luò)，通過光纜傳遞信息，構(gòu)成大型的多級分布式控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）。PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200多家，生產(chǎn)300多個品種。作為控制裝置，它在許多工業(yè)控制領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。

& nbsp;PLC的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1、高速度、高I/O容量、功能強(qiáng)大

隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，相應(yīng)地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多。

2、強(qiáng)大的PLC聯(lián)網(wǎng)能力

隨著人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對幾個設(shè)備、幾條生產(chǎn)線的PLC控制，而是要求實現(xiàn)對全工廠的自動化 ，所以提高PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能成為PLC的發(fā)展趨勢。以后人們不公能通過通信模塊進(jìn)行PLC與PLC、PLC與上位機(jī)之間的連接，還能通過撥號或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。

3、編程軟件多樣化

PLC的梯形力語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好的實現(xiàn)控制要求，倡在處理一些高級功能（復(fù)雜運(yùn)算、報表生成和打印等功能）時存在明顯的不足，所以就要求高級語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不公可以通過梯形圖語言、助記符語言和功能 模塊語言來編寫程序，也可以通過高級語言來編程。

五、 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題

本節(jié)主要介紹PLC在應(yīng)用過程中經(jīng)常遇到的一些對PLC的某些輸入信號的處理問題。

1、PLC輸入信號抖動的消除

在實際應(yīng)用中，有些開關(guān)輸入信號在接通過程中，由于外界干擾會出現(xiàn)時通時斷的“抖動”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會造成誤動作，沒什么影響。但在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC是不斷掃描工作，掃描周期一般比繼電器動作時間短得多，抖動信號很可能被PLC檢測到，造成錯誤的結(jié)果。所以，必須對這些“抖動”進(jìn)行處理，已保證系統(tǒng)正常工作。

2、兩線式傳感器輸入的處理

如果PLC輸入設(shè)備采用兩線式傳感器（如接近開關(guān)、光電開關(guān)等）時它們的漏電電流較大，可能會出現(xiàn)錯誤的輸入信號。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)輸入電阻R，

旁路電阻R的阻值由下式確定：

I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL

式子中，I為傳感器的漏電流；Un、In分別是PLC的額定輸入電壓和額定電流；Um是PLC輸入電壓低電平的上限值。

3、 由晶體管提供輸入信號的處理

如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應(yīng)大于10千歐姆，導(dǎo)通電阻應(yīng)小于800歐姆。

六、機(jī)械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機(jī)械手移動工件的基本機(jī)構(gòu)

機(jī)械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機(jī)械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用PLC控制機(jī)械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)效率。

如圖 [1] 所示，是一臺工件傳送機(jī)械手的動作示意圖。

其作用是將工件從A位置傳送到B位置。其上升、下降和左移、右移動作由雙線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動氣缸來控制完成，一旦電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動直到相對的線圈通電為止。另外夾緊、放松的動作由只有一個線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動的氣缸控制完成，線圈通電，夾住工件，線圈斷電，放松工件（若擔(dān)心停電時的工件跌落，可選用通電時松開、斷電時夾緊的夾具）。

圖 [1]

2、機(jī)械手移動工件的控制要求與工作流程

機(jī)械手的全部動作由氣官缸驅(qū)動，而氣缸又有相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時，機(jī)械手下降；下降電磁閥斷電時，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時，機(jī)械手上升停止。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機(jī)械手的放松/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。當(dāng)該線圈通電時，機(jī)械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時，機(jī)械手放松。

當(dāng)機(jī)械手右移到位并準(zhǔn)備下降時，為了確保安全，必須右工作臺無工件時才允許機(jī)械手下降。也就是說，若上一次搬運(yùn)到右工作臺上的工件尚未搬走時，機(jī)械手應(yīng)自動停止下降，用光電開關(guān)進(jìn)行無工件檢測。

機(jī)械手的動作過程如圖 [2] 所示。

圖 [2]

從原點開始，按下起動按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通加緊電磁閥，機(jī)械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。右移到位時，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止，同時接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機(jī)械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。經(jīng)過八步動作完成了一個周期的動作。

3、操作面板布置

如圖 [3] 是可編程控制器控制盤面板布置圖

  ; 圖 [3]

機(jī)械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。

手動操作：就是用按鈕操作對機(jī)械手的每一步運(yùn)動單獨進(jìn)行控制。例如，當(dāng)選擇上/下運(yùn)動時，按下啟動按鈕，機(jī)械手下降；按下停止按鈕，機(jī)械手上升。當(dāng)選擇左/右運(yùn)動時，按下啟動按鈕，機(jī)械手右移。當(dāng)選擇夾緊/放松運(yùn)動時，按下啟動按鈕，機(jī)械手夾緊；按下停止按鈕，機(jī)械手放松。

自動操作方式又分為步進(jìn)、單周期和連續(xù)操作方式。

步進(jìn)操作：每按一次啟動按鈕，機(jī)械手完成一步動作后自動停止。

單周期操作：機(jī)械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機(jī)械手自動完成一個周期的動作后停止（如果在操作過程中按下停止按鈕，機(jī)械手停在該工序上，再按下啟動按鈕，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）。

連續(xù)操作：機(jī)械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機(jī)械手的動作將自動地、連續(xù)地不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機(jī)械手將繼續(xù)完成一個周期的動作后，回到原點自動停止。

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成

（1）控制系統(tǒng)圖

機(jī)械手移動工件控制系統(tǒng)圖如圖 [4] 所示

圖 [4]

（2）輸入/輸出端子地址分配

該機(jī)械手控制系統(tǒng)所采用的可編程控制器是由德國西門子公司生產(chǎn)的S7－200CPU214。如圖 [5] 是可編程控制器輸入輸出端子地址分配圖。

圖 [5]

該機(jī)械手控制系統(tǒng)共使用了14個輸入量，6個輸出量。

七、梯形圖設(shè)計

機(jī)械手的控制屬于順序控制，采用步進(jìn)指令，根據(jù)說明機(jī)器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，進(jìn)行程序設(shè)計。

1.梯形圖的整體設(shè)計

根據(jù)機(jī)械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應(yīng)執(zhí)行“自動程序”，故梯形圖的總體構(gòu)成應(yīng)如圖 [6] 所示。其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。

圖 [6]

2.各部分梯形圖的設(shè)計

1）通用部分梯形圖設(shè)計

（1）狀態(tài)器的初始化：

初始狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)處于“返回原位”（X501接通）時，按下返回原位按鈕（X505）時被置位；在“單步操作”（X500接通）時，S600復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動動作復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復(fù)位，故初始化梯形圖如圖 [7] 所示（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。

圖 [7]

（2）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動：

若機(jī)械手工作在自動工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器M575一直保持到停機(jī)按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機(jī)器是否處于原位。當(dāng)M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖：

激活特殊輔助繼電器M574，并用步進(jìn)指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng)按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。

圖 [9]

在“步進(jìn)”工作方式時，M574應(yīng)始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。

在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。

PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止體形圖如圖 [9] 所示。

通過對圖 [8]、圖 [9] 分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通（按下啟動按鈕時除外）；執(zhí)行“步進(jìn)”程序時，每按一次啟動按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作：程序時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。

2）單步操作梯形圖 ：

圖 [10]

3）返回原位梯形圖 ：

在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動作應(yīng)被停止，上限位未動作時應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如圖 [11] 所示。

圖 [11]

4）“自動”狀態(tài)流程圖 ：

如圖 [12] 所示

圖 [12]

圖 [12] 表示了機(jī)械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況。表明了各工步的實現(xiàn)以及各工步的轉(zhuǎn)換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時，X401接通，轉(zhuǎn)化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅(qū)動T450。T450接通后，轉(zhuǎn)化為第一次上升。此后執(zhí)行類似的操作，完成由初始條件到下一個初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復(fù)位松開。如上所述一步一步按順序驅(qū)動各個負(fù)載動作，稱為順序控制或過程步進(jìn)型控制。這種控制過程用繼電器符號程序很難實現(xiàn)程序設(shè)計。

用狀態(tài)器替代自動工作流程圖中的各個工步，可得到圖 [13] 所示的功能表圖。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。

圖 [13]

根據(jù)圖 [13] 的功能表圖，可設(shè)計出自動操作時的梯形圖，

如圖 [14]所示。

圖 [14]

3.繪制機(jī)械手PLC控制梯形圖 &n bsp; 圖 [15-1]

該機(jī)械手在自動工作時，應(yīng)先將其工作方式選擇開關(guān)放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進(jìn)行置位，然后再將工作方式選擇開關(guān)放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應(yīng)將工作方式選擇開關(guān)放至“單步操作”位置 。

4、程序語言：

0 LD X501 30 AND X503

1 AND X505 31 OR X502

2 S S600 32 OR X500

3 LD X500 33 OR X501

4 R S600 34 OR M71

5 LD X500 35 OR M574

6 OR X501 36 ANI M101

7 OR &nbs 陳立定、吳玉香、蘇開才 編

7.《電器及PLC控制技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 黃凈

8.《機(jī)床電器與PLC 》 西安電子科技大學(xué)出版社 主編 李偉

9.《PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐》 人民郵電出版社 求是科技

10.《PLC實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書》 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 主編 路劍

11.《可編程控制器的原理與應(yīng)用》 北京希望電子出版社 主編 史增芳

附錄：

表1 數(shù)字量輸入地址定義

地 址 符 號 定 義 備 注

I0.0 啟動按鈕

I0.1 下限位 下限位開關(guān)

I0.2 上限位 上限位開關(guān)

I0.3 右限位 右限位開關(guān)

I0.4 左限位 左限位開關(guān)

I0.5 無工件檢測 無工件檢測開關(guān)

I0.6 停止按鈕

I0.7 單操作 單步方式開關(guān)

I1.0 步進(jìn)操作 步進(jìn)方式開關(guān)

I1.1 單周期操作 單周期方式開關(guān) I1.3 左與右

I1.4 上與下

I1.5 夾與松

表2 數(shù)字量輸出地址定義

地址 符 號 定 義 備 注

Q0.0 下降電磁閥 下降電磁閥線圈

Q0.2 夾緊電磁閥 松開/夾緊線圈

Q0.1 上升電磁閥 上升電磁閥線圈

篇3

一、引言

畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)過程中最后一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，五年制高職機(jī)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高獨立分析和解決問題的能力，也是培養(yǎng)以后從事企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革工作的初步能力的一個重要環(huán)節(jié)。為了貫徹《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高［2006］16號）文件精神，“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，走工學(xué)結(jié)合發(fā)展道路”的辦學(xué)方針，根據(jù)教育部高等職業(yè)教育畢業(yè)設(shè)計方面的要求，我們總結(jié)了近幾年各職業(yè)院校的實際教學(xué)經(jīng)驗與教改情況：由具有豐富專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗及生產(chǎn)實際經(jīng)驗的雙師型教師來指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，以工作任務(wù)為驅(qū)動、工作過程為導(dǎo)向的“教、學(xué)、做”三合一的職業(yè)技術(shù)項目的設(shè)計。其特點有以下幾點。

1.內(nèi)容選擇上充分體現(xiàn)“理論夠用，能力為本，應(yīng)用型人才培養(yǎng)”的新世紀(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的思想，以工作任務(wù)為中心，彰顯針對性、實踐性和指導(dǎo)性強(qiáng)的特征，通過設(shè)計日常生活中經(jīng)常遇到的實例，按照生產(chǎn)實際要求和實際方法、步驟，進(jìn)行設(shè)計、選材、加工等。

2.精選日常生活中常見的典型題目，查詢所必需的一般設(shè)計資料和最新的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品的加工工藝及畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)知識進(jìn)行必要的融合，對引導(dǎo)學(xué)生形成實踐計劃方案，完成具體的工作任務(wù)，針對性很強(qiáng)。

3.從拓展學(xué)生對本專業(yè)廣度和深度的要求角度出發(fā)，我們選擇了10個典型的畢業(yè)設(shè)計課題，對于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題有很好的作用。

從當(dāng)前機(jī)電專業(yè)的普通高校的本科、?？?；職業(yè)院校的?？?、電大生五年制高職的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的情況（如下表）調(diào)查情況看：

1.普通高校的多以論文和樣品的形式，論文為主，樣品為輔；

2.職業(yè)院校的?？?、電大生以論文的形式，論文為主；

3.五年制高職以論文和樣品的形式，論文為輔，機(jī)械加工產(chǎn)品為主。

畢業(yè)課題列表

根據(jù)高職學(xué)生的技能優(yōu)勢，我校根據(jù)學(xué)生的實際情況，對2005級學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計小組要進(jìn)行課題的開題報告論證、要進(jìn)行中期畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程的報告、要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計答辯及畢業(yè)成果演示。

二、確定選題進(jìn)行理論設(shè)計

05大專機(jī)電有兩個班級，80多人，我們把它分成10個小組。每個小組7―9名學(xué)生。

1.選題并確立10個課題。選題主要從機(jī)電專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，在利于鞏固、深化、擴(kuò)大所學(xué)知識；利于培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力，使學(xué)生能夠得到全面的訓(xùn)練；盡可能與生產(chǎn)、科研、管理、教學(xué)等實際需要相結(jié)合。課題由指導(dǎo)教師組提供十個選題方向的主導(dǎo)意見，允許學(xué)生提供建議供指導(dǎo)教師組參考。選題應(yīng)盡可能選擇已經(jīng)在實際生產(chǎn)中投入使用的，在內(nèi)容的深度和廣度符合教學(xué)要求、價格適中、能夠組裝完成的產(chǎn)品。選題難度要適中，任務(wù)量應(yīng)保證中等水平學(xué)生經(jīng)努力八周時間內(nèi)能完成，不得選擇純論文性的選題。教師指導(dǎo)組經(jīng)過分析、篩選提供的十個題目是：交通燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計、自動化立體倉庫的設(shè)計、弓形模具的設(shè)計、基于單片機(jī)的路燈照明控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用、物料自動分揀系統(tǒng)、圓形薄片沖裁模的設(shè)計、智能小車的設(shè)計、CA6140車床控制系統(tǒng)的設(shè)計、機(jī)械手的制作設(shè)計、四層樓自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。

學(xué)生可以自由結(jié)合組成10個小組，但是每個組的人員不能偏差過大。每個小組組長根據(jù)學(xué)生個人的特點，合理地把小組成員進(jìn)行分工。允許每個小組在10個課題內(nèi)自選，每個小組完成一個選題相關(guān)資料的查閱工作。

根據(jù)選題時查閱資料的情況，學(xué)生要做好開題報告。開題報告是畢業(yè)設(shè)計可行性的論證，也可作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及系審查后生效。

開題報告一般由本課題的研究目的及意義、本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；本課題的研究內(nèi)容和擬解決的主要問題、本課題的研究思路和方法、本課題的預(yù)期效果、本課題研究的進(jìn)度安排六個部分組成。

中期匯報主要是學(xué)生對前期設(shè)計的情況是否和計劃中一致，存在什么問題，如何解決，后期如何修正計劃，可能出現(xiàn)什么問題，采取什么措施進(jìn)行完善。答辯領(lǐng)導(dǎo)小組的建議。

2.畢業(yè)設(shè)計的書面文字的形成

畢業(yè)設(shè)計既要保證每個學(xué)生經(jīng)歷一個課題的全過程，又要保證每個學(xué)生均有其獨立完成的部分。學(xué)生通過網(wǎng)上查詢，圖書資料的查閱，把自己的思路和指導(dǎo)老師交流，通過多次的修改后，形成書面文字，理論部分的文字說明和圖形不得少于8000字，不包括封面、目錄、總結(jié)、參考資料，等等。所有圖形、表格和文字都須用計算機(jī)打印，裝訂成冊，人手兩冊。

3.答辯

答辯是檢查學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的一場“口試”。通過這一形式，有助于學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)設(shè)計、材料購買、零件加工、產(chǎn)品裝配的過程中需要注意的問題，提高應(yīng)變能力及自信心，為真正走上社會打下堅實的基礎(chǔ)。答辯主要考查學(xué)生的一些專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本理論。答辯的過程實際上也是幫助學(xué)生總結(jié)的過程。教師要積極引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)在設(shè)計過程中積累起來的經(jīng)驗，分析設(shè)計效果，找出不足和改進(jìn)方法，幫助學(xué)生把實踐轉(zhuǎn)化成自己的知識和技能。答辯專家組由本專業(yè)的專家和校外院校專家組成，指導(dǎo)教師不能參加，并邀請學(xué)生家長和相關(guān)用人企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)參加，讓家長和企業(yè)了解畢業(yè)生的學(xué)習(xí)情況和工作能力，為下一步學(xué)生就業(yè)做好宣傳工作。

學(xué)生答辯小組，由本小組推選一到兩人主答辯，其他同學(xué)輔助答辯，主答辯要把小組人員的分配情況、開題報告的論證、設(shè)計的思路、設(shè)計過程遇到的問題及解決方法、零件購買、加工、裝配過程、演示效果進(jìn)行匯報。專家組提出的問題原則上應(yīng)該由分工的組員回答，其他同學(xué)可以進(jìn)行補(bǔ)充，并充分利用畢業(yè)設(shè)計成果的運(yùn)行，回答直到專家滿意為好。

4.成績評定

評定成績的根據(jù)主要有幾個方面：一是畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量；二是答辯的表現(xiàn)，而答辯的表現(xiàn)不低于畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量；三是選題報告；四是畢業(yè)設(shè)計中期匯報；五是材料購買的價格及質(zhì)量的好壞的評定；六是產(chǎn)品加工、裝配后的運(yùn)行效果如何。成績評定分優(yōu)秀、良好、及格和不及格四個檔次。

三、產(chǎn)品的形成

購買小組的同學(xué)要進(jìn)行市場調(diào)研，了解材料及各種零件的性價比。把需要的材料、外購件及標(biāo)準(zhǔn)件買回來。

負(fù)責(zé)加工小組的同學(xué)了解零件使用的材料及性能，熟悉零件圖紙，了解加工方法及加工設(shè)備。同學(xué)們有的要進(jìn)行鉗工加工、焊接、車工加工、數(shù)控加工、線切割，等等。

裝配小組要了解機(jī)電設(shè)備的裝配工藝過程，做好裝配前的準(zhǔn)備工作，研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖及有關(guān)的技術(shù)資料，了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，各零件的作用，相互關(guān)系及連接方法。確定裝配方法，確定裝配順序，檢查裝配時所需的工具、量具和輔具，對照裝配圖清點零件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件，等等。對裝配零件進(jìn)行清理和清洗，對某些零件還需進(jìn)行裝配前的鉗加工（如：刮削、修配、平衡試驗、配鉆、鉸孔，等等）。先進(jìn)行組件裝配，再部件裝配，最后總裝配。調(diào)節(jié)零件和機(jī)構(gòu)的相互位置、配合間隙、結(jié)合松緊，等等，使機(jī)構(gòu)或機(jī)器工作協(xié)調(diào)(軸承間隙、鑲條位置、齒輪軸向位置的調(diào)整，等等）。用量具或量儀對產(chǎn)品的工作精度、幾何精度進(jìn)行檢驗，直至達(dá)到技術(shù)要求為止。進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)和負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗其靈活性、振動、溫升、密封性、轉(zhuǎn)速、功率、動態(tài)性能。凡要求不發(fā)生漏油、漏水和漏油的零件或部件在裝配前都需做密封性試驗。為了防止不加工面銹蝕和使產(chǎn)品外表美觀要進(jìn)行噴漆和涂油處理。

四、實物成果演示

學(xué)生通過親自動手購買材料，加工零件，組裝產(chǎn)品，試運(yùn)轉(zhuǎn)，收獲了成果，感到五年的學(xué)習(xí)還是有成效的，心理上得到滿足。小組成員輪流擔(dān)任演示員，向評委專家、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)生家長及學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師和學(xué)生展示自己的成果，向他們解說產(chǎn)品的功能；也是向領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們匯報自己五年來的學(xué)習(xí)是有效的勞動；還可以把自己畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的制作過程用相機(jī)錄制下來，作為自己就業(yè)時的一種很好的推薦材料。

五、成果擴(kuò)大

經(jīng)過05級學(xué)生的第一次畢業(yè)設(shè)計的成功，我們對五年制高職畢業(yè)設(shè)計的前景有了很大的信心；06機(jī)電大專我們也選擇了10個不同課題，不同的是畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師的經(jīng)驗豐富多了，把05機(jī)電學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的優(yōu)缺點分析給06的學(xué)生聽，讓他們在畢業(yè)設(shè)計中少走彎路；07機(jī)電大專也選擇了10個不同的課題，他們畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量將會越來越高?，F(xiàn)在我們的畢業(yè)設(shè)計成果展覽室的樣品越來越多，我們誠心地邀請領(lǐng)導(dǎo)、專家和同行們來我校指導(dǎo)、交流。

五、結(jié)語

我校機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，通過畢業(yè)設(shè)計，既能符合普通大專生理論畢業(yè)設(shè)計的要求，又能把五年制高職學(xué)生的技能水平展示出來。這向社會說明在職業(yè)學(xué)校的學(xué)習(xí)是有很大收獲的，展示了高職學(xué)校學(xué)生的能力，向社會交出了一份滿意的答卷。

參考文獻(xiàn)：

［1］張桂香主編.機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南.機(jī)械工業(yè)出版社.

［2］張華主編.電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社.

［3］孫波主編.機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典.西安電子科技大學(xué)出版社.

［4］宋守許，劉志峰，夏鏈，李軍鵬，李旗號.工科大學(xué)畢業(yè)設(shè)計調(diào)查及其分析.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報.

［5］韓曉燕，張彥通，李漢邦.對本科教學(xué)工作水平評估中畢業(yè)設(shè)計評審的分析和建議.高教發(fā)展與評估.

篇4

現(xiàn)代學(xué)徒制實行企業(yè)和學(xué)校結(jié)合交替式培養(yǎng)的模式，學(xué)生具備雙重身份：即在學(xué)校是學(xué)生，在企業(yè)是學(xué)徒工。依靠企業(yè)中的實踐與學(xué)校職業(yè)教育中的理論學(xué)習(xí)密切結(jié)合。每周1~2天在職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識，4~5天在企業(yè)實踐學(xué)習(xí)，理論課與實踐課課時之比約為3∶7或2∶8。理論學(xué)習(xí)時間之短，要求專業(yè)課教學(xué)必須整合一切教學(xué)資源，以學(xué)生的專業(yè)能力素質(zhì)和專業(yè)技能為本，突出實踐性，大膽地創(chuàng)新教學(xué)模式。

一、推行實施性教學(xué)計劃與開放性課程體系的創(chuàng)新

多數(shù)專業(yè)課實踐性較強(qiáng)，抽象概念又多，設(shè)備及工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有些內(nèi)容在課堂上不能很好地表達(dá)，教學(xué)效果必然差。所以實施性教學(xué)計劃的創(chuàng)新就是要把教材中實踐性強(qiáng)的內(nèi)容放到實習(xí)實驗、課程設(shè)計中去完成，把抽象的知識由模糊變清晰，這樣才能取得事半功倍的效果。例如機(jī)電專業(yè)，機(jī)械基礎(chǔ)中的軸的結(jié)構(gòu)可放在車工實習(xí)現(xiàn)場中，指導(dǎo)學(xué)生動手拆開車床主軸箱，再講解；拉伸試驗可放在實驗室結(jié)合實驗過程和結(jié)論，進(jìn)行現(xiàn)場講解、分析。

開放性課程體系的創(chuàng)新主要突出開放性。表現(xiàn)在兩個方面：一是進(jìn)行多元化整合課程模式，要求課程間整合形成模塊，課程內(nèi)實現(xiàn)知識、技能、態(tài)度整合，整合的突出特征，就是實行理實一體化，而理實一體化整合的有效途徑，是課程的項目化。讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做；二是積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，注重學(xué)科間知識的滲透，使學(xué)生所學(xué)的知識由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，形成綜合職業(yè)能力，實現(xiàn)職業(yè)能力的遞進(jìn)。例如，機(jī)電專業(yè)在機(jī)械制圖測繪綜合練習(xí)時改變以往測繪減速器，而測繪一副典型模具或車床尾座頂尖。又如金屬材料與熱處理課程在適當(dāng)位置插入常用零件如帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪蝸桿等零件的常用材料選擇及熱處理方法。

二、教學(xué)方法與教學(xué)手段的創(chuàng)新

現(xiàn)代學(xué)徒制要求盡量壓縮專業(yè)理論課的教學(xué)時間，以注重學(xué)生的智力發(fā)展和創(chuàng)造思維的形成為主。教學(xué)方法的改革就是全面推行素質(zhì)教育，用啟發(fā)式取代“灌輸式”，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。對教材的主要內(nèi)容、重點和難點講清、講透，對次要內(nèi)容略講或不講，留給學(xué)生自學(xué)、思考。

1充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，加大直觀教學(xué)力度

為進(jìn)一步提高學(xué)生的觀察與思維能力，在專業(yè)課教學(xué)中應(yīng)廣泛應(yīng)用多媒體技術(shù)。例如機(jī)械制圖中的圖樣表達(dá)方式，利用多媒體使學(xué)生能觀察到假想剖切、分離、旋轉(zhuǎn)、投影等整個過程。再如液壓系統(tǒng)分析，通過多媒體技術(shù)可以讓學(xué)生觀察到各控制閥的開啟、油液的流動方向、執(zhí)行元件的動作的全過程。這樣既能有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察思維能力，又能使學(xué)生在寓教于樂中學(xué)到各種專業(yè)的知識和技能。

2講練結(jié)合的教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體性

講解與練習(xí)相結(jié)合是專業(yè)課教學(xué)的有效方法之一。在講解過程中，精選授課內(nèi)容，在對重難點講深、講透的同時，要著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，再讓學(xué)生自主練習(xí)，在實際參與和反復(fù)練習(xí)中獲得知識與技能。比如定軸輪系傳動比分析是機(jī)械基礎(chǔ)課的重點和難點。在分析過程中著重講清傳動比的定義和對公式的理解與運(yùn)用。難點在于怎樣靈活地確定首輪和末輪，再對公式進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變和運(yùn)用。那么在教學(xué)中得首先分析一種基本形式的定軸輪系例題，然后讓學(xué)生自主練習(xí)一次。再以機(jī)械手表中的齒輪傳動為例，討論首輪和末輪的確定，告訴學(xué)生其實末輪也可以作為首輪，首輪也可以作為末輪，只要對分析問題有利，可以作適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。然后讓學(xué)生動手練習(xí)，老師巡視，以發(fā)現(xiàn)問題并作相應(yīng)的提示。最后根據(jù)學(xué)生完成的情況進(jìn)行講解、答疑。

3引導(dǎo)與討論相結(jié)合的教學(xué)模式

在專業(yè)課的教學(xué)中，有些內(nèi)容如果用引導(dǎo)和討論相結(jié)合的教學(xué)模式可能會起到更佳的效果，能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造潛能。例如《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》課中的基準(zhǔn)選擇的內(nèi)容是該課的重點和難點，它對產(chǎn)品質(zhì)量、夾具結(jié)構(gòu)及操作加工影響均很大。為培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)造思維能力，可采用引導(dǎo)和討論的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。在講授基準(zhǔn)內(nèi)容時，先提出以下問題：什么是基準(zhǔn)？基準(zhǔn)有哪些類型？選擇定位基準(zhǔn)要考慮選擇原則？接著讓學(xué)生觀看基準(zhǔn)選擇的教學(xué)錄像片，使學(xué)生對選擇定位基準(zhǔn)有一個直觀的認(rèn)識。然后結(jié)合實物、模型進(jìn)行講授和課堂討論，在講授過程中重點講解選擇原則。然后結(jié)合幾種不同形狀零件，讓學(xué)生自己分析，選擇基準(zhǔn)并在課堂上展開討論。在討論過程中老師要注意引導(dǎo)、啟發(fā)和總結(jié)。通過課堂討論使學(xué)生能根據(jù)不同零件，不同加工方法，靈活地選擇不同的定位基準(zhǔn)。

三、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新

實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是向?qū)W生傳授專業(yè)知識和操作技能的重要途徑。書本上所學(xué)的理論知識要通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)來消化、鞏固和提高。創(chuàng)新實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要從以下兩方面入手：

1課程設(shè)計與專業(yè)實習(xí)相結(jié)合

課程設(shè)計與專業(yè)實習(xí)相結(jié)合是在學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實習(xí)前布置有關(guān)的課程設(shè)計題目。讓學(xué)生帶著問題、帶著任務(wù)進(jìn)行實習(xí)，這樣就能讓學(xué)生把觀察到的、大量的原本是零散、無序的內(nèi)容，按課程設(shè)計的要求清楚地表述出來。而教師在學(xué)生實習(xí)過程中的作用則是引導(dǎo)學(xué)生收集有關(guān)資料、數(shù)據(jù)、參數(shù)等，以便實習(xí)結(jié)束后能結(jié)合實際生產(chǎn)情況進(jìn)行課程設(shè)計。這樣理論聯(lián)系實際的課程設(shè)計不再是紙上談兵，而是理實一體化，既充分調(diào)動和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又讓課程設(shè)計結(jié)合了企業(yè)的實際需求，取得了雙贏的教學(xué)效果。

篇5

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 教學(xué)理念與改革思路

作為教育部和中國工程院共同實施的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目的首批十所高校之一，天津大學(xué)非常重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視國家級實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)。2004年，天津大學(xué)投資3300萬元建成15000㎡的實踐教學(xué)大樓，將原來分散的實習(xí)中心和各基礎(chǔ)實驗室以及專業(yè)實驗室集中在一起，成立了機(jī)械工程實踐教學(xué)中心。

天津大學(xué)機(jī)械工程實踐教學(xué)中心圍繞國家級實驗教學(xué)中心的建設(shè)目標(biāo)，明確了長期建設(shè)發(fā)展方向：

（1）圍繞學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)“培養(yǎng)理論基礎(chǔ)厚、專業(yè)口徑寬、實踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高，具有社會責(zé)任感、國際視野和創(chuàng)新精神的高層次人才”進(jìn)行中心的規(guī)劃和建設(shè)。

（2）深化工程實踐教育改革，樹立以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念；提升認(rèn)知、動手、創(chuàng)新三個能力和整體綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

（3）構(gòu)建工程實踐教育體系，將實踐教學(xué)活動貫穿于現(xiàn)代工程教育的各個環(huán)節(jié)，用科研成果帶動系列課程和教學(xué)實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新。

（4）整合優(yōu)化資源配置，與機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展緊密結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃實驗室建設(shè)，以學(xué)科科研成果提升本科生實驗教學(xué)水平。

2 教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容

2.1 建立與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，以能力培養(yǎng)為核心，分層次的實驗教學(xué)體系

配合工程實踐教育改革，中心建立層次化、模塊化實踐教學(xué)體系。將實踐教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)型實踐教學(xué)、綜合設(shè)計型實踐教學(xué)和研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)三個層次。形成了包括實習(xí)、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、課內(nèi)外科技創(chuàng)新活動等主要教學(xué)環(huán)節(jié)，貫穿于本科教育人才培養(yǎng)全過程的綜合工程實踐教育的新體系。

（1）基礎(chǔ)型實踐教學(xué)：面向本科低年級學(xué)生，培養(yǎng)基本的工程實踐能力。學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求，在教師指導(dǎo)下，按照既定方法和儀器條件，完成全部實驗過程，以深化課堂理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗?zāi)芰Α?/p>

（2）綜合設(shè)計型實驗教學(xué)：面向機(jī)械類和近機(jī)類學(xué)生，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識能力和一定的系統(tǒng)集成能力。學(xué)生經(jīng)過一個階段理論課和實驗課的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，完成一定的實驗內(nèi)容?？梢栽谝婚T課程的一個小循環(huán)之后安排綜合實驗，或在幾門課程之后安排較大規(guī)模的、較長時間的綜合實驗，在教師指導(dǎo)下，采用集設(shè)計與制作為一體的開放式教學(xué)模式進(jìn)行，主要目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和綜合設(shè)計與實驗?zāi)芰Α?/p>

（3）研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)：面向機(jī)械類高年級學(xué)生。學(xué)生根據(jù)實驗題目，運(yùn)用所學(xué)知識，開展創(chuàng)造性思維，確定實驗方案。獨立操作完成實驗，并進(jìn)行綜合分析。培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考（科學(xué)研究）能力、組織能力、實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

以我校黃田教授科研成果——Diamond 高速并聯(lián)機(jī)械手為載體，以其技術(shù)創(chuàng)新過程為典型案例，將設(shè)計、制造和控制三大系列課程的主要內(nèi)容貫穿于機(jī)電產(chǎn)品的研究、創(chuàng)新與開發(fā)流程中，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識能力和系統(tǒng)集成能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力。并聯(lián)機(jī)械手實驗室面積120平方米，可同時容納一個班學(xué)生開展實驗。實驗貫穿了包括概念設(shè)計、運(yùn)動學(xué)/剛性動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維造型與運(yùn)動仿真，工藝設(shè)計、數(shù)控編程、零件加工、裝配，機(jī)械手離線編程、控制系統(tǒng)搭建、程序網(wǎng)絡(luò)傳輸、運(yùn)動控制等內(nèi)容系列課程的堂上案例教學(xué)和實驗教學(xué)；使用同一載體，開設(shè)創(chuàng)新型綜合實驗，構(gòu)建可重構(gòu)的模組散件和控制系統(tǒng)。該實驗是以科研成果為引導(dǎo)的研究創(chuàng)新性教學(xué)——Research lead teaching，并實現(xiàn)了實驗教學(xué)的國際交流。這種基于“1+X”模式的教學(xué)改革與實踐，獲2009年第六屆高等教育天津市級教學(xué)成果一等獎。

基礎(chǔ)型實驗 28個，占54.9%；綜合設(shè)計型實驗20個，占39.2 %；研究創(chuàng)新型實驗3個，占5.9%。綜合設(shè)計型實驗和研究創(chuàng)新型實驗占總實驗的45.1%。更新實驗占總實驗的15.7%。

2.2 教學(xué)內(nèi)容注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合，與科研、工程和社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系，融入科技創(chuàng)新和實驗教學(xué)改革成果，實驗項目不斷更新

在實驗內(nèi)容建設(shè)方面，著重開展以下三方面的工作：

（1）規(guī)范基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容。對于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗，進(jìn)行規(guī)范化管理，更新實驗手段，修訂實驗教程，完善實驗內(nèi)容，提高教學(xué)效果。

（2）加強(qiáng)數(shù)控等新設(shè)備、新材料、新工藝等實踐教學(xué)內(nèi)容。利用世行貸款、天南大共建、“985”項目等建設(shè)經(jīng)費(fèi)，采購一批數(shù)控車床、數(shù)控銑床、電火花加工等設(shè)備，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)實踐教學(xué)內(nèi)容。

（3）采購快速原型、教學(xué)機(jī)器人、MPS模塊化制造系統(tǒng)、激光焊機(jī)、三坐標(biāo)測量機(jī)等設(shè)備和儀器，用于實踐教學(xué)，籌建了金相實驗室和熔模鑄造實驗室，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

3 教學(xué)方法與教學(xué)手段

（1）實驗教學(xué)實施過程中，不斷引入現(xiàn)代技術(shù)，采用多媒體等教學(xué)手段，融合計算機(jī)輔助設(shè)計及制造等多種方式輔助實驗教學(xué)。例如：通過多媒體資料作為實習(xí)、實訓(xùn)的輔助教學(xué)手段，擴(kuò)充學(xué)生對機(jī)械加工全面知識的認(rèn)識，開闊視野。在線切割實習(xí)環(huán)節(jié)，利用CAD、CAM軟件輔助教學(xué)，使學(xué)生對現(xiàn)代加工流程有直觀的認(rèn)識與了解。

在實驗教學(xué)方案的設(shè)計中，中心注重啟迪學(xué)生思維，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識。通過開放實驗室建設(shè)和創(chuàng)新實驗的開發(fā)、開辟校外實踐教學(xué)基地，組織大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽等科技競賽活動，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力。

（2）建立適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)、鼓勵探索的多元實驗考核方法和實驗教學(xué)模式。中心采用命題實驗、自選實驗、開放實驗等多種方法，逐步形成以學(xué)生為中心的自主式、合作式、研究式實驗教學(xué)模式。所有試驗全部為學(xué)生親自動手完成，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、實踐能力。不同實踐教學(xué)模塊采用不同的考試制度和考試方法。對于獨立設(shè)課的綜合性、研究型、開放式實驗，重點考核學(xué)生的完成項目的思路、質(zhì)量、工作態(tài)度、團(tuán)隊合作精神和研究創(chuàng)新能力，并為此制定了詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)，其中包括實驗操作、實驗報告和實驗總結(jié)等內(nèi)容。改革考試制度和考核方法讓學(xué)生真正體會到：考試是手段，真正學(xué)到本事才是目的。

中心鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗和多人共同設(shè)計大型實驗。例如：機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計及三維實體構(gòu)型創(chuàng)新實驗旨在鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新能力以及熟練使用三維實體繪圖軟件的能力；實驗要求學(xué)生分組進(jìn)行，在具備一定的知識背景后，融入創(chuàng)新理念和方法，鼓勵學(xué)生從生活中觀察、討論、研究并確定每組各自的機(jī)器人方案，完成從概念設(shè)計、功能設(shè)計到產(chǎn)品構(gòu)型設(shè)計的過程。在成果展示階段，本組對各自機(jī)器人的名稱、功能、用途和傳動機(jī)構(gòu)的特點等做詳細(xì)介紹，同學(xué)們自由提問與當(dāng)堂解答的方式調(diào)動了課堂氣氛，最終成績?yōu)楦鹘M互評和教師打分相結(jié)合。為學(xué)生在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中奠定基礎(chǔ)。

4 教學(xué)效果與成果

篇6

[中圖分類號] G42 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0012-03

一、引言

2000 年10 月，CDIO 工程教育改革的項目由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等工程院校共同發(fā)起，經(jīng)過近十年的傳播，已經(jīng)擴(kuò)展到全世界。該改革的愿景是為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)，基于真實產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計、執(zhí)行、運(yùn)作過程的工程教育[1]。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運(yùn)作，是“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)。它以產(chǎn)品的從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

項目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，近年來流傳到我國。目前，在我國的中、高職院校的教學(xué)中應(yīng)用項目教學(xué)法已漸普及，應(yīng)用型本科院校盛行CDIO工程教育模式，在CDIO模式下，應(yīng)用項目教學(xué)法的研究尚少，還處在一種探索階段。如何以CDIO 為教育理念，借鑒成熟國家的項目教學(xué)法做法，在應(yīng)用型本科工程實踐中實施“項目教學(xué)”呢？不乏是一個新的課題。

二、國外項目教學(xué)法研究

它最初的含義是“知識可以在一定的條件下自主建構(gòu)獲得， 學(xué)習(xí)是信息與知識、技能與行為、態(tài)度與價值觀等方面的長進(jìn)，教育是滿足長進(jìn)需要的有意識、有系統(tǒng)、有組織的持續(xù)交流活動”。[2]2003年7月德國聯(lián)邦政府教育部職教所制定了以行動為導(dǎo)向的項目教學(xué)法，不僅傳授給學(xué)生理論知識和操作技能，更重要的是培養(yǎng)他們的職業(yè)能力。

德國項目教學(xué)法為什么能夠盛行多年不衰呢？源于德國先進(jìn)的職業(yè)技術(shù)教育體制，為發(fā)展我國的職教事業(yè)提供了可借鑒的經(jīng)驗。[3]

德國項目教學(xué)法的實施過程包括布置項目、分析項目相關(guān)學(xué)科知識、材料購置及經(jīng)濟(jì)核算、項目設(shè)計及制造分工、項目總成本核算等。下面以 “立式銑床” 模型為例，介紹德國原汁原味的項目教學(xué)法的實施過程。

1.布置項目。項目名稱――立式銑床模型的設(shè)計與制造。此環(huán)節(jié)首先由蓋爾森基辛（Gelsenkirchen）的職業(yè)技術(shù)學(xué)院的老師Rode先生周密地準(zhǔn)備一套立式銑床模型，展現(xiàn)在同學(xué)們的面前，演示立式銑床模型的三個自由度的運(yùn)動，提出項目任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.老師向?qū)W生分析跨專業(yè)學(xué)科相關(guān)知識

（1）CNC與經(jīng)濟(jì)關(guān)系。例：從簡單的零件到復(fù)雜的裝配好的立式銑床模型，教師首先從材料角度分析，從而引出其價格不同，要求學(xué)生通過數(shù)學(xué)計算，計算出最低耗材成本。

（2）CNC與電子、控制學(xué)關(guān)系。老師演示了一個方向在伺服電機(jī)驅(qū)動下，通過絲杠副傳動機(jī)構(gòu)的傳遞，完成一個自由度的運(yùn)動功能。這涉及到了電子。類似關(guān)聯(lián)學(xué)科的相關(guān)知識仍存在，不再贅述。

（3）學(xué)生（可以是不同專業(yè)的學(xué)生）在老師的指導(dǎo)下集中采購材料，了解市場成品“象棋”的價錢，從而體驗市場經(jīng)濟(jì)，珍惜材料，計算成本。

（4） 學(xué)生在教師指導(dǎo)下，分小組實施完成項目，不同小組之間協(xié)作完成不同項目內(nèi)容：設(shè)計圖紙、編寫工藝、制造加工、檢測、裝配等。

（5）學(xué)生對項目總成本進(jìn)行核算，為提高生產(chǎn)率找出最低成本。

（6）老師提到了如果把立式銑床模型實施三個方向數(shù)控化，如何實現(xiàn)？

在以上六個環(huán)節(jié)中，貫穿在這個項目中有很多跨學(xué)科的知識在其內(nèi)。設(shè)計階段涉及到了機(jī)械設(shè)計的知識，加工前材料的采購階段涉及到物理學(xué)的知識，物資采購的能力以及經(jīng)濟(jì)關(guān)系，制造裝配階段，需要查工具書、切削參數(shù)的選擇、工藝的確定、程序的編制，實際操作機(jī)床進(jìn)行加工、監(jiān)測以及最后的裝配，涉及到了學(xué)生制造能力的培養(yǎng)，成本核算階段涉及到了數(shù)學(xué)和金融的知識，采用數(shù)控化機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的設(shè)計制造進(jìn)行比較，提出問題，讓學(xué)生考慮解決的方法，涉及到了電子、控制學(xué)等相關(guān)技術(shù)。

一個看似相對簡單的立式銑床模型竟然包含了如此廣的知識面，德國教師在設(shè)計方面所下的功夫很大。項目“小組”的形式體現(xiàn)了學(xué)生團(tuán)隊合作精神，共同或分工完成整個項目的設(shè)計和制作。參加項目教學(xué)工作小組的學(xué)生來自不同的專業(yè)和工種，甚至不同的專業(yè)領(lǐng)域，目的是訓(xùn)練他們今后在實際工作中與不同專業(yè)、不同的部門同事的合作能力。

綜上分析，德國的項目教學(xué)法滋生在“雙元制”教育體制的土壤內(nèi)，教師綜合素質(zhì)很高，每個專業(yè)教師都具備很寬泛又很扎實的專業(yè)功底。我國的中、高職業(yè)教育與崇尚技藝的德國相比，無論在教育發(fā)展的成熟程度，還是在人們心理認(rèn)同程度上都存在一定的差距。

三、在國內(nèi)應(yīng)用型本科中，嘗試以CDIO為理念，“項目”引領(lǐng)工程實踐

德國的學(xué)生在學(xué)習(xí)階段采用項目式教學(xué)方法，一切學(xué)習(xí)活動都是圍繞“項目”進(jìn)行。工程實踐在本科院校是指實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、工程訓(xùn)練、生產(chǎn)實習(xí)等環(huán)節(jié)。

1.開發(fā)項目

我們從德國開發(fā)項目的設(shè)計中得到的啟發(fā)是：在本科實踐環(huán)節(jié)中，抓住每一種工程實踐的特點，確定相關(guān)的項目。例如：開發(fā)各類小裝備、參加的各種級別的機(jī)械設(shè)計比賽、機(jī)電液課程設(shè)計項目等，都屬于收集典型項目的焦點。

2. 以CDIO為教育理念，實證應(yīng)用型本科院校“項目”引領(lǐng)工程實踐

首先，確定方案，實現(xiàn)設(shè)計單一機(jī)構(gòu)向綜合機(jī)構(gòu)教學(xué)轉(zhuǎn)移，比較方案、驗證方案可行性并優(yōu)化方案；其次，準(zhǔn)確設(shè)計機(jī)構(gòu)；最后，實施制造，實現(xiàn)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)移，“知”向“行”轉(zhuǎn)移；最后，知行合一。

（1）構(gòu)思項目：（Conceive ）： 概念階段。針對工程實踐，讓學(xué)生掌握專業(yè)知識的基本原理，確定“項目”的未來發(fā)展方向。接到項目首先研究項目產(chǎn)品完成的任務(wù)，然后構(gòu)思整個項目的架構(gòu)和初步方案。讓學(xué)生構(gòu)思出整個產(chǎn)品的幾個分機(jī)構(gòu)的設(shè)計，結(jié)合以前所學(xué)，學(xué)生在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，就會對該項目有一定的進(jìn)一步認(rèn)識和構(gòu)思，從而對整個項目實現(xiàn)草案設(shè)計。

以2011年第八屆浙江省機(jī)械設(shè)計大賽為例，小車能順利穿越一區(qū)的狹窄隧道和二區(qū)并到達(dá)三區(qū)、四區(qū)完成救援任務(wù)，為實現(xiàn)短時間內(nèi)救援機(jī)器人順利完成救援任務(wù)，其行走機(jī)構(gòu)除具備良好的轉(zhuǎn)向性能及行駛穩(wěn)定性之外，還必須具有較高的行駛效率。

項目要求得到的相應(yīng)構(gòu)思：主要分兩大類，構(gòu)思一： “救援小車”的行走機(jī)構(gòu)，滿足速度、滿足差速轉(zhuǎn)向、滿足通過隧道、滿足車體拓寬，構(gòu)思二：“救援小車”的救援目標(biāo)抓取機(jī)構(gòu)，滿足限定范圍內(nèi)的救援活動，構(gòu)思機(jī)械手式抓取還是吸盤吸入式。

（2）設(shè)計項目（Design）：技術(shù)階段。以項目產(chǎn)品設(shè)計與規(guī)劃為核心，通過研發(fā)，擬解決某一具體的問題或某些問題。仍以“救援小車”為例：根據(jù)構(gòu)思的初步草案，學(xué)生通過了解現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計思路，產(chǎn)品功能、應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合自己所學(xué)提出優(yōu)化設(shè)計理念和產(chǎn)品設(shè)計改進(jìn)建議，對于能力比較強(qiáng)的學(xué)生選為技術(shù)小組組長，帶領(lǐng)其他組員主要解決設(shè)計和創(chuàng)新過程中，發(fā)現(xiàn)的一些問題，提交指導(dǎo)教師或通過查閱資料解決。

仍以“救援小車”為例，構(gòu)思一中，可分解出兩類機(jī)構(gòu)的設(shè)計：變距裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、差速轉(zhuǎn)向行走機(jī)構(gòu)設(shè)計；構(gòu)思二中，可分解出機(jī)械手式抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計、掃鏟式救援裝置設(shè)計、吸盤式救援裝置設(shè)計等。分解出的機(jī)構(gòu)中通過比較進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計階段，確定最后方案。在每一個機(jī)構(gòu)的設(shè)計中，都可以有不同種實現(xiàn)的途徑，這個時候一定要發(fā)揮學(xué)生之所能，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，翻閱豐富的參考資料，設(shè)計各個不同的分機(jī)構(gòu)，然后小組成員在老師的帶動下，優(yōu)化取舍，確定最佳方案，這是個很艱苦的重要階段。圖1 、圖2為學(xué)生設(shè)計的“救援小車”的三維設(shè)計和二維設(shè)計。

（3）執(zhí)行項目（Implement）：制造階段。以制造、建造為核心，組織一體化的項目制造。結(jié)合“產(chǎn)、學(xué)、研”互動的特色，將設(shè)計產(chǎn)品引入到工程訓(xùn)練中心來，學(xué)生自己動手完成零件的加工和裝配，以設(shè)計圖紙為藍(lán)本，完全按照工件圖紙要求進(jìn)行，把所有零件加工后，組裝成裝配產(chǎn)品。在制造過程中直接加工零件和裝配零件，可以增強(qiáng)學(xué)生的生產(chǎn)勞動觀念、產(chǎn)品質(zhì)量觀念和經(jīng)濟(jì)價值觀念，零件加工和裝配的訓(xùn)練過程為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐素質(zhì)、理論聯(lián)系實際和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)打下了堅實的基礎(chǔ)，過程中產(chǎn)生的問題可以磨練學(xué)生的工程意志和提升學(xué)生的工程素質(zhì)。圖3、圖4分別為學(xué)生設(shè)計的“救援小車”的行走機(jī)構(gòu)圖，和“救援小車”的抓取結(jié)構(gòu)。

■

圖3 “救援小車”的行走機(jī)構(gòu)

■

圖4 “救援小車”的抓取結(jié)構(gòu)

（4）運(yùn)作項目（Operate）：服務(wù)階段。各個機(jī)構(gòu)設(shè)計完整后，確定最終方案，制造組裝出來完整的產(chǎn)品。可以對項目進(jìn)行運(yùn)作，完成任務(wù)。圖5和圖6為學(xué)生設(shè)計的“救援小車”的最后兩種不同方案的“救援小車”。

■

圖5 “救援小車”方案一圖 圖6 “救援小車”方案二

四、CDIO與項目引領(lǐng)工程實踐的相輔相成的關(guān)系

CDIO工程教育雖然包含培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)項目，但不同于項目教學(xué)。在應(yīng)用型本科的工程實踐中，兩者是相輔相成的。CDIO工程教育在一體化的課程體系中不僅包括實踐教學(xué)項目，也包括專業(yè)技術(shù)的系統(tǒng)知識教育，具有長期性與學(xué)制化的特點；而項目教學(xué)是針對某一具體項目開展的教學(xué)活動，具有短期性與臨時性的特點 [4，5]；從表面上看，兩者有些相似，項目教學(xué)包括立項、計劃、實施、展示和結(jié)項等各個階段，學(xué)生需要在教師的幫助下對各個階段中可能產(chǎn)生的問題找出相應(yīng)的解決方法。但是兩者的實質(zhì)性不同在于，CDIO工程教育旨在提供一種學(xué)生獲取知識與經(jīng)驗的背景環(huán)境，它是制度化的、循環(huán)性的，而不是即時性的，并不隨著實踐教學(xué)項目的完成而終結(jié)。而項目引領(lǐng)工程實踐是實實在在的項目在貫穿整個工程實踐的訓(xùn)練。

五、總結(jié)

借鑒德國“項目教學(xué)”的做法，以CDIO為工程教育理念，項目引領(lǐng)工程實踐，不僅提高了學(xué)生綜合素質(zhì)、工程意識和創(chuàng)新能力，而且促進(jìn)教師和學(xué)生互動實踐教學(xué)。對比德國項目教學(xué)法，也看到了我國項目引領(lǐng)工程實踐實施的軟硬環(huán)境均存在不足之處，德國項目教學(xué)注重項目成本的核算、指導(dǎo)教師的綜合素質(zhì)較高、項目完成后的功能拓展、制造項目的工業(yè)化程度等等，而應(yīng)用性本科的工程實踐，若要借鑒德國項目教學(xué)法，與師資力量、實踐教學(xué)體制、軟硬件都存在直接關(guān)聯(lián)。因此，在科學(xué)的方法論指導(dǎo)下與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男袆涌蚣軆?nèi)推進(jìn)應(yīng)用型本科的項目引領(lǐng)工程實踐不妨是一個很有效的嘗試和發(fā)展趨勢。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊[M].汕頭：汕頭大學(xué)出版社，2008.

[2] 李坤.趙陽.寧靜等.德國職教項目教學(xué)法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2009（3）：25-27.

篇7

最初負(fù)責(zé)控制大小球的機(jī)械手大都采用繼電器接觸邏輯控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。它的接線復(fù)雜，抗擾性差且不方便維修。所以它的工作壽命受到很大的影響。本設(shè)計采用最新推出的日本三菱最新推出的FX1N-40MR型PLC控制系統(tǒng)代替繼電器接觸邏輯控制系統(tǒng)對機(jī)械手的控制。通過改進(jìn)后的系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、便于維護(hù)等優(yōu)點。

本設(shè)計由鄭厚亮完成，感謝劉耀元教授的熱心指導(dǎo)。因本人知識面的局限性以及實踐經(jīng)驗有所欠缺。設(shè)計中如有不足之處，懇請批評指正。

目錄

前言

內(nèi)容摘要

第一章 工作概況及過程.......................5

第二章 方案論證.............................7

第三章 單元分述.............................10

第四章 程序設(shè)計.............................14

第五章 系統(tǒng)設(shè)計.............................22

第六章 調(diào)試說明書...........................29

小結(jié).........................................31

內(nèi)容摘要

本設(shè)計首先介紹了大小球分類的工作示意圖和工作流程圖，分析了控制系統(tǒng)的要求。緊接著對大小球分類控制系統(tǒng)提出了三種不同的設(shè)計方案，通過比較并結(jié)合控制系統(tǒng)的要求，決定選用PLC狀態(tài)編程方案。然后根據(jù)工作流程圖，對各個工作環(huán)節(jié)作了詳細(xì)的描述，并給出了相應(yīng)的操作程序。根據(jù)本設(shè)計的控制特點：選擇性分支，分別對分支狀態(tài)和匯合狀態(tài)作了描述，再綜合起來得到系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，由此得出對應(yīng)的梯形圖程序和系統(tǒng)指令表。根據(jù)控制要求，結(jié)合程序設(shè)計，得到系統(tǒng)電路圖和系統(tǒng)接線圖，列出了所需要的元器件表。接著是調(diào)試部分，列出了相應(yīng)的操作步驟。最后是對本設(shè)計的總結(jié)

The design of the first ball on the size of the work of classification diagram and work flow chart of the control system. Immediately after the ball on the size classification system to control the three different design options, by comparison with control system and the requirements of state decided to choose PLC programming programme. Then the basis of the flow chart of the various aspects of the detailed description, and gives the corresponding procedures. According to the design of the control features: selective branches, respectively, and the convergence of the state branch of state described, to be integrated with state of the transfer system plans, which come to the corresponding ladder procedures and systems command table. Under the control requirements, the combination of programming, system by system and circuit wiring diagram, the list of the necessary components table. Followed by the commissioning of the list of the corresponding steps. Finally, there is a summary of the design

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng) 可編程控制器（PLC） 選擇性分支 程序設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計

第一章 工作概況及過程

一、概況

如圖1所示，大小球分類傳送裝置的主要功能是將大球吸住送到大容器中，將小球吸住送到小容器中，實現(xiàn)大、小球分類。

大小球分類傳送裝置原理圖1--1

二、生產(chǎn)工藝過程

1、初始狀態(tài) 如圖1所示，左上為原點位置，上限位SQ1開關(guān)和左限位SQ3開關(guān)壓合動作，原點指示燈HL亮。裝置必須停在原點位置時才能啟動。若初始時不在原點位置，可通過手動方式調(diào)整到原點位置后再啟動。

2、大小球判斷 當(dāng)電磁鐵碰到小球時，下限位開關(guān)SQ2動作壓合；當(dāng)電磁鐵碰到大球時，SQ2不動作。

3、工作過程 按下啟動按鈕SB，裝置按以下規(guī)律工作（下降時間為2秒，吸球放球時間為1秒）：

圖1--2

第二章 方案論證

方案一：

采用繼電接觸器控制。

此方案主要是繼

電接觸器控制，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，按一定的控制要求用電氣連接線連接而成，通過對電動機(jī)的啟動、制動、反向的控制，來實現(xiàn)對大小球分類傳送的自動化。

其優(yōu)點是價格低，設(shè)計安裝方便。但因為繼電器接觸控制采用固定接線，其缺點有：

1、繼電控制的電路復(fù)雜，若要想改變邏輯關(guān)系就要改變接線關(guān)系。

2、繼電控制的所有觸點的動作是它的通電或斷電同時發(fā)生的，因而工作效率低。

3、繼電控制器的器件體積大。

4、可靠性差。

方案二：

PLC的梯形圖方案

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式。也可以說是，梯形圖是在電器控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的。它利用基本指令的互鎖、自鎖等連接實現(xiàn)控制要求。因此，梯形圖具有形象、直觀、實用，電器技術(shù)人員容易接受等特點。是目前用的較多的一種PLC編程語言。

梯形圖是形象化的語言，很容易讓廣大的電器技術(shù)人員接受，但對于一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部的連鎖、互動關(guān)系復(fù)雜，其梯形圖往往長達(dá)數(shù)百頁，通常要由熟悉的電氣工程師才能編制出這樣的程序。另外，如果在梯形圖上不加上注釋，則這種梯形圖的可讀性會大大的降低。

方案三：

采用PLC狀態(tài)編程的方案。

近年來，許多新生產(chǎn)的PLC在梯形圖語言之外加上了采用IEC標(biāo)準(zhǔn)SFC語言，用于編制復(fù)雜的順序控制程序。利用這種先進(jìn)的編程方法，初學(xué)者也很容易編出復(fù)雜的順控程序，即便是熟練的電氣工程師用這種方法后也能大大的提高工作效率。另外這種方法也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來許多難以言傳的方便。

利用該方案設(shè)計控制大小球分類傳送的系統(tǒng)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖2--1

說明表2--1

X1 上限位開關(guān) Y4 左移操作程序

X2 下限位開關(guān) Y5 下降操作程序

X3 左限位開關(guān) Y6 放球操作程序

X4 小球限位開關(guān) Y7 上升操作程序

X5 大球限位開關(guān) Y8 左移操作程序

Y1 下降操作程序 M0 輔助開關(guān) Y3 上升操作程序 T2 1S定時器

備注：由于整個設(shè)計中牽涉的開關(guān)按扭特別多，為了使整個設(shè)計過程有一個明確、清晰的結(jié)構(gòu)。使參閱者能夠快速的看懂整個設(shè)計思路，本工序圖中的限位開關(guān)和輸出信號以及其他的章節(jié)中的開關(guān)是獨立的，沒有共同作用。

通過上面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以發(fā)現(xiàn)利用該方案有以下優(yōu)點： （2）各工序之間的聯(lián)系清楚，工序的轉(zhuǎn)換條件直觀。

（3）可讀性強(qiáng)、易理解、清晰的反映了整個工序的控制過程。

通過以上三種方案的比較，得出以下結(jié)論：

方案三采用了PLC狀態(tài)編程方法的方案最優(yōu)。PLC的狀態(tài)編程是根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行的編程，而狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是描述控制過程和特性的一種圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制程序的有力工具，順序控制功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言。可以進(jìn)一步設(shè)計和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流之用，所以方案三才是最佳的方案。

第三章 單元分述

分析控制要求，確定輸入輸出設(shè)備

1、分析控制要求 根據(jù)步進(jìn)狀態(tài)編程的思想，首先將系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行分解，其流程如圖3所示。

2、確定輸入設(shè)備 系統(tǒng)的輸入設(shè)備要有五個行程開關(guān)和一只按鈕，因此PLC需要6個輸入點分別和它們的常開觸頭相接。 二、I/O點分配

根據(jù)確定的輸入輸出點數(shù)，分配I/O點見表3—1

分配I/O表3--1

輸入 輸出

元件代號 功能 輸入點 元件代號 功能 輸出點

SB 系統(tǒng)啟動 X0 KM1 上升 Y0

SQ1 上限位 X1 KM1 下降 Y1 SQ3 左限位 X3 KM1 右移 Y3

SQ4 小球限位 X4 YA 吸球 Y4

SQ5 大球限位 X5 HL 原點顯示 Y10

三、用PLC控制后，機(jī)械臂的動作要求如下：

1、上限位開關(guān)SQ1（X001）和左限位開關(guān)SQ3（X003）壓合動作，機(jī)械臂到達(dá)原點位置，原點指示燈亮。其操作程序如下：

3、機(jī)械臂上的吸球電磁鐵開始吸球，經(jīng)過定時器（T2）1秒延時，吸球動作結(jié)束。其操作程序如下：

4、機(jī)械臂開始上升，到達(dá)上限位開關(guān)SQ1（X001）時，SQ1（X001）壓合，上升動作結(jié)束。其操作程序如下：

5、機(jī)械臂開始右移，若到達(dá)小球限位開關(guān)SQ4（X004）時，SQ4（X004）壓合；若到達(dá)大球限位開關(guān)SQ5（X005）時，SQ5（X005）壓合右移動作結(jié)束。其操作程序如下：

&nbs p;

6、機(jī)械臂開始下降，到達(dá)下限位開關(guān)SQ2（X002）時，SQ2（X002）壓合，下降動作結(jié)束。其操作程序如下：

7、機(jī)械臂上的吸球電磁鐵開始放球，經(jīng)過定時器（T4）1秒延時，放球動作結(jié)束。其操作程序如：

8、機(jī)械臂開始上升，到達(dá)上限位開關(guān)SQ1（X001）時，SQ1（X001）壓合，上升動作結(jié)束。其操作程序如：

9、機(jī)械臂開始左移，到達(dá)左限位開關(guān)SQ3（X003）時，SQ3（X003）壓合，左移動作結(jié)束。其操作程序如下：

10、一個工作循環(huán)過程完畢，機(jī)械臂的工作方式為單步循環(huán)。

第四章 程序設(shè)計

根據(jù)大小球的分類裝置的工作過程，以吸引球的大小作為選擇條件。SQ2壓合時，系統(tǒng)執(zhí)行小球分支，反之，系統(tǒng)執(zhí)行大球分支。 分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--1

S21分支狀態(tài)編程采用：先進(jìn)行分支狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依次轉(zhuǎn)移的方法進(jìn)行編程。

分支狀態(tài)S21的指令表4--1

編程狀態(tài) 指令 元件號 指令功能 備注

第一步： OUT T1 K20

驅(qū)動負(fù)載

LDI T1

OUT Y001

第二步：

依次轉(zhuǎn)移 LD T1

第一分支轉(zhuǎn)移條件

向第一分支轉(zhuǎn)移

AND X002

SET S22 第一分支轉(zhuǎn)移方向

LD T1

第二分支轉(zhuǎn)移條件

向第二分支轉(zhuǎn)移 SET S32 第二分支轉(zhuǎn)移方向

二、S25為匯合狀態(tài)。S25狀態(tài)是分支程序的匯合點，稱其回合狀態(tài)。匯合狀態(tài)S25由S24，S34中的任一狀態(tài)驅(qū)動。其狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖4--2和指令表4—2如下：

匯合狀態(tài)S25的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--2

S25匯合狀態(tài)編程采用的方法是：依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動處理，再依次向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

匯合狀態(tài)S25的編程指令表4—2

編程步驟 指令 元件號 指令功能 備注

第一步：

依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動處理

第一分支 STL S22 激活S22狀態(tài) S22狀態(tài)的驅(qū)動處理

OUT T2 K10 驅(qū)動負(fù)載

SET Y004

LD T2 轉(zhuǎn)移條件

SET S23 轉(zhuǎn)移方向

STL S23 激活S23狀態(tài)

OUT Y000 驅(qū)動負(fù)載

LD X001 轉(zhuǎn)移條件

SET S24 轉(zhuǎn)移方向

STL S24 激活S24狀態(tài) S24狀態(tài)的驅(qū)動處理

LDI X004 驅(qū)動負(fù)載

OUT Y003

第二分支 STL S32 激活S32狀態(tài) S32狀態(tài)的驅(qū)動處理

OUT T3 K10 驅(qū)動負(fù)載

SET Y004

LD T3 轉(zhuǎn)移條件

SET S33 轉(zhuǎn)移方向

第一步：

依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動處理 第二分支 STL S33 激活S33狀態(tài) S33狀態(tài)的驅(qū)動處理

OUT Y000 驅(qū)動負(fù)載

LD X001 轉(zhuǎn)移條件

SET S34 轉(zhuǎn)移方向

STL S34 激活S24狀態(tài) S34狀態(tài)的驅(qū)動處理

LDI X004 驅(qū)動負(fù)載

OUT Y003   ;

第一步：

依次向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移 STL S24 再次激活S24狀態(tài) 第一分支向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

LD X004 轉(zhuǎn)移條件

SET S25 轉(zhuǎn)移方向

STL S34 再次激活S34狀態(tài) 第二分支向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

LD X005 轉(zhuǎn)移條件

SET S25 轉(zhuǎn)移方向 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--2

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖所對應(yīng)的程序梯形圖如圖4--3所示。

圖4--3

根據(jù)單流程的編程方法和選擇性分支的編程方法，對照狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖4—2。寫出系統(tǒng)指令表 表4—3。

系統(tǒng)指令表 表4--3

程序步 指令 元件號 程序步 指令 元件號

0 LD M8002 4 LD X001

1 SET S0 5 AND X003

3 STL S0 6 SET S20

（續(xù)）

程序步 指令 元件號 程序步 指令 元件號

8 STL S20 35 STL S23

9 OUT Y010 36 OUT X000

10 LD X000 37 LD X001 13 STL S21 40 STL S24 17 LDI T1 42 OUT Y003 19 LD T1 44 OUT T3 K10

20 AND X002 47 SET Y004 23 LD T1 49 SET S33

24 ANI X002 51 STL S33

25 SET S32 52 OUT Y000

27 STL S22 53 LD X001

28 OUT T2 K10 54 SET S34

31 SET Y004 56 STL S34

32 LD T2 57 LDI X004

33 SET S23 58 OUT Y003

（續(xù)）

程序步 指令 元件號 程序步 指令 元件號

59 STL S24 77 LD T4

60 LD X004 78 SET S27 63 STL S34 81 OUT Y000

64 LD X005 82 LD X001

65 SET S25 83 SET S28

67 STL S25 85 STL S28 69 LD X004 87 LD X003

70 SET S26 88 SET S20

72 STL S26 90 RET

73 OUT T4 K10 91 END

76 RST Y004

第五章 系統(tǒng)設(shè)計

本章的主要內(nèi)容是設(shè)計本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)。

一、硬件接線

執(zhí)行電路 圖5--1

PLC輸入輸出電路 圖5--2

根據(jù)輸入輸出設(shè)備及I/O點分配表，把執(zhí)行電路圖（8）和PLC電路圖（9）連接起來，完成大小球分類傳送控制系統(tǒng)電路圖（10）

大小球分類傳送控制系 統(tǒng)電路圖5--3

其電路組成及元件功能見表5—1

電路組成及元件功能見表 表5--1

序號 電路名稱 電路組成 元件功能 備注

1

電源電路 QF 電源開關(guān)

2 FU3 作變壓器短路保護(hù)用

3 TC 給PLC及PLC輸出設(shè)備提供電源

4

主電路 FU1 作電動機(jī)M1的電源短路保護(hù)用

5 KM1主觸頭 控制電動機(jī)M1的正轉(zhuǎn)

6 KM2主觸頭 控制電動機(jī)M1的反轉(zhuǎn)

7 FR1 作電動機(jī)M1的過載保護(hù)用

8 M1 升降電動機(jī)

9 FU2 作電動機(jī)M2的電源短路保護(hù)用 11 KM4主觸頭 控制電動機(jī)M2的反轉(zhuǎn) 13 M2 水平移動電動機(jī)

14

控制電路

PLC輸入電路 FU4 作PLC電源電路短路保護(hù)用

15 SB 啟動按鈕

16 SQ1 上限位 18 SQ3 左限位

19 SQ4 小球限位

20 SQ5 大球限位

（續(xù)）

21

控制電路

PLC輸出電路 FU5 作PLC輸出電路短路保護(hù)用 安裝時，YA用接觸器KM代替

22 KM1線圈 控制KM1的吸合與釋放

23 KM2線圈 控制KM2的吸合與釋放

24 KM3線圈 控制KM3的吸合與釋放

25 KM4線圈 控制KM4的吸合與釋放

26 YA 吸球

27 KM1常閉觸頭 M1正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù)

28 KM1常閉觸頭 M1正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù) 30 KM1常閉觸頭 M2正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù)

31 FU6 PLC輸出電路短路保護(hù)

32 HL 原點顯示

備注：

二、安裝接線圖

根據(jù)大小球分類傳送控制系統(tǒng)電路圖5--3繪制系統(tǒng)接線圖5--4

大小球分類傳送控制系統(tǒng)接線圖 圖5—4

三、器件清單

器件清單 表5--2

序號 分類 名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 單位 備注

1 工具 常用電工工具 1 套

2 萬能表 MF47 1 只

3

設(shè)備 PLC FX1n-40MR 1 只

4 小型三級熔斷器 DZ47-63 1 只 6 三相電源插頭 16A 1 只 8 熔管 2A 4 只

9 6A 6 只 11 指示燈 24V 1 只

12 按鈕 LA4-3H 1 只

13 行程開關(guān) JLXKI-111 5 只 15 & nbsp;端子板 TD-1520 1 只

16 安裝鐵板 600mm*700mm 1 塊

17 導(dǎo)軌 35mm 0.5 m （續(xù)）

19

消耗材料 銅導(dǎo)線 BVR-1.5 8 m

20 BVR-1.5 4 m 雙色

21 BVR-1.5 5 m

22 緊固件 M4x20mm螺釘 若干 只

23

緊固件 M4螺母 若干 只

24 Ф4mm墊圈 若干 只

25 編碼管 Ф1.5mm 若干 m

26 編碼筆 小號 1 支

大小球分類傳送控制系統(tǒng)安裝板圖（12）

第六章 調(diào)試說明書

大小球分類傳送裝置的主要功能是將大球吸住送到大容器中，將小球吸住送到小容器中，實現(xiàn)大、小球分類。

一、 安裝電路 2、根據(jù)接線圖5--4，固定元器件。

3、根據(jù)配線原則及工藝要求，對照元件的接線圖進(jìn)行配線安裝。

4、板上元件及外圍設(shè)備的配線安裝。

二、 自檢

1、檢查布線。對照接線圖5--4檢查是否掉線，錯線，是否漏編，錯編，接線是否牢固等。

2、使用萬能表檢測安裝的電路，測量相應(yīng)阻值與正確阻值是否相符。根據(jù)線路圖檢查是否有錯線、掉線、錯位、短路等。

3、通電觀察PLC的指示LED經(jīng)自檢，確認(rèn)電路正確且無安全隱患。

三、輸入指令表 指令表窗口圖6--1

四、 通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)

1、連接計算機(jī)與PLC，用SC-09編程線纜連接計算機(jī)COM1串行口與PLC的編程接口。

2、進(jìn)行端口設(shè)置后，寫入程序

3、調(diào)試系統(tǒng)。將PLC的RUN/STOP開關(guān)拔至RUN位置后，觀察系統(tǒng)的遠(yuǎn)行情況。如出現(xiàn)故障，立即斷電。重新分析原因，檢查電路或梯形圖后重新調(diào)試，直至系統(tǒng)實現(xiàn)功能。

小結(jié)

畢業(yè)設(shè)計是綜合檢驗大學(xué)所學(xué)知識應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)，也是使理論知識系統(tǒng)化、強(qiáng)化實踐能力的有效手段，它能鞏固所學(xué)知識、加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計能力，起到啟發(fā)思想的效果。

本設(shè)計為大小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，是可編程控制器在工業(yè)上的重要應(yīng)用。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)及自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)懂得發(fā)展也越來越快，PLC的功能也越來越強(qiáng)大，PLC在工業(yè)上的應(yīng)用也越來越廣泛。

大小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)使用了簡單明了的機(jī)械動作。它能精確、快速的實現(xiàn)大小球的分類。而且有效工作時間長，維護(hù)方便。應(yīng)用起來相當(dāng)?shù)姆奖恪?/p>

感謝劉耀元老師及同組同學(xué)的大力支持和幫助，通過本次畢業(yè)設(shè)計制作，使我對自己所學(xué)的知識有一個新的提高。在查詢資料和收集有關(guān)材料期間，經(jīng)歷了不少的艱辛，但收獲同樣是巨大的。在整個設(shè)計過程中，使我所學(xué)的知識得到了一定程度的融會貫穿。也培養(yǎng)了我獨立工作的能力；樹立了對自己工作能力的信心；大大提高了動手能力。通過本次的設(shè)計，相信對今后的學(xué)習(xí)工作有著重要的影響。

最后，再次感謝老師劉耀元，在他的細(xì)心指導(dǎo)下，讓我解開了許許多多的疑問和難提。也在次感謝我的同組同學(xué)，在這次設(shè)計中，更體現(xiàn)出真誠、合作的團(tuán)隊精神，而這種精神也是當(dāng)今社會所需要的。

[2] 張萬忠主編. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 第3版. 化學(xué)工業(yè)出版社.

篇8

前言

電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自動化、信息化、遠(yuǎn)程化及智能化領(lǐng)域中?！峨姎饪刂婆cPLC》是現(xiàn)代控制設(shè)備中應(yīng)用最廣泛、實用性最強(qiáng)、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一。它是一門集理論性、實踐性很強(qiáng)的課程?！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》要求學(xué)生掌握電氣設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、安裝及調(diào)試等方面的理論知識和應(yīng)用能力。對于電氣工程與自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的畢業(yè)生來說，就業(yè)前景廣闊。但是以前缺少對實踐技能和職業(yè)能力的培養(yǎng)，表明《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程的教學(xué)設(shè)計不完善，授課內(nèi)容不能滿足各專業(yè)學(xué)生的需要。同時，為了確保教學(xué)效果，各學(xué)校建設(shè)了PLC實訓(xùn)室，但是因沒有設(shè)施較為齊全的實驗室，在實際的教學(xué)中很難收到應(yīng)有的教學(xué)效果。為此，筆者根據(jù)幾年來對該課程教學(xué)的實踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，總結(jié)出在《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程方面積累的經(jīng)驗，以供大家參考。

一、整合課程教學(xué)內(nèi)容，注重技術(shù)能力培養(yǎng)

通過市場調(diào)研分析得知，《電氣控制與PLC》課程在實踐中所需要的能力是：電氣控制操作能力、PLC基本原理及應(yīng)用能力、編程能力、功能指令應(yīng)用能力與維護(hù)能力。按照這些能力培養(yǎng)的需要，重新構(gòu)建實踐教學(xué)內(nèi)容體系，即將實踐教學(xué)比重提高到70%，為以后從事現(xiàn)代設(shè)備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎(chǔ)。因此，在課程內(nèi)容教學(xué)安排上，要注重相關(guān)課程（如電工技術(shù)、電機(jī)控制、單片機(jī)控制技術(shù)等）在該課程中的應(yīng)用，采用循序漸進(jìn)的方式，在內(nèi)容上從電氣控制主回路到控制回路、從局部電路到整體電路、從原理應(yīng)用到工藝安裝，使學(xué)生由易到難學(xué)習(xí)，逐步掌握現(xiàn)代設(shè)備電氣控制原理分析和故障診斷方法。

經(jīng)過大量的調(diào)查研究，結(jié)合電氣工程與自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的特點，將《電氣控制技術(shù)》與《PLC技術(shù)》整合為《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。在課程教學(xué)中，通過一體化教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)形式，修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，調(diào)整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容和教材，并且對教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法等進(jìn)行了精心組織和安排。根據(jù)課程特點和教學(xué)大綱要求，明確了各章節(jié)的重點和難點知識，選出學(xué)生應(yīng)重點，并且在教學(xué)過程中，合理使用多媒體教學(xué)，這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又便于更好的理解知識。

二、為提高教學(xué)效果開發(fā)出配套的多媒體課件

對于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作原理以及種類繁多的各種功能指令的應(yīng)用等重、難點，以往用板書的形式教學(xué)，效果往往不是很理想。對于這種情況，本人結(jié)合實際案例，以訓(xùn)練學(xué)生的實踐技能能力為目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實該課程的設(shè)置內(nèi)容，使學(xué)生能更好的得到的訓(xùn)練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如：Flas、影像和聲音等，使課程內(nèi)容形象生動。

三、采取多種教學(xué)方法

在《電氣控制與PLC》課程教學(xué)過程中可以采用項目教學(xué)法或任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。這種學(xué)習(xí)方法是使學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞完成一個具體任務(wù)進(jìn)行，這個具體任務(wù)將教學(xué)內(nèi)容融合在一起，把理論與實踐有機(jī)地結(jié)合。這一教學(xué)方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動，讓學(xué)生通過自己的操作，把書上死的理論變成活的應(yīng)用，教師的引導(dǎo)、點撥更多的是把知識加以引申，使學(xué)生能夠觸類旁通，點面結(jié)合、以點帶面、以舊帶新。教師引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”，從而使學(xué)生獲得清晰的思路，能夠把握知識的脈絡(luò)。

四、加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。該課程的設(shè)置包括理論教學(xué)、實驗環(huán)節(jié)和課程設(shè)計環(huán)節(jié)教學(xué)。為了更好的體現(xiàn)課程內(nèi)容，開設(shè)高質(zhì)量的實驗課，達(dá)到實踐的目的和效果，在評價方法中，將實驗過程中的進(jìn)行情況、解決問題的能力及實驗成績納入整個實驗的最終成績中，這樣可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和自我解決實際問題的能力。同時，利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)新型的實驗。另外，鼓勵學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新實驗室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這方面可以開展以下活動：

（一）自主開發(fā)多種PLC控制對象的控制裝置。

其一，通過各種方法收集了一些廢棄不用的挖掘機(jī)、遙控車等玩具做為學(xué)生實訓(xùn)的控制對象。另一方面，開發(fā)了面向工程應(yīng)用的多種PLC控制對象（交通燈、電梯和液體混合）的控制裝置。通過一段時間的實踐，這些控制裝置可以適用于4個層次（課程實驗、課程設(shè)計、設(shè)計創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計）不同專業(yè)（電氣工程及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化、機(jī)械制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及信息控制）的實踐教學(xué)體系，這些裝置發(fā)揮了重要作用，繼續(xù)完善并用于PLC的實踐教學(xué)。

（二）利用現(xiàn)成的教學(xué)模型進(jìn)行二次開發(fā)。

先期建立的PLC實驗室，購置了一些先進(jìn)的教學(xué)模型，如機(jī)械手控制模型、立體倉儲模型、四層電梯模型、八層變頻調(diào)速電梯模型、挖掘機(jī)控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機(jī)PLC控制，從最近幾年的應(yīng)用來看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學(xué)生都失去了興趣。鑒于這種現(xiàn)狀，為了充分利用這些價值不菲的教學(xué)模型，研發(fā)了現(xiàn)代化物流倉儲控制系統(tǒng)、基于現(xiàn)場總線的PLC實訓(xùn)實驗室。這些二次開發(fā)的新的教學(xué)裝置與企業(yè)現(xiàn)場的實際控制接近，成本低，學(xué)生興趣高，課堂教學(xué)效果好，。

（三）基于組態(tài)技術(shù)的PLC實訓(xùn)仿真系統(tǒng)開發(fā)。

PLC的控制對象可以是實物模型，但它成本高、種類少，也可以是模擬演示的PLC實驗箱，相對成本較低，不過，觀察不直觀。利用組態(tài)軟件在計算機(jī)屏幕上模擬PLC的控制對象可以彌補(bǔ)上述不足，并且成本低、免維護(hù)、靈活多樣、形象直觀、豐富學(xué)生的實訓(xùn)課內(nèi)容，增強(qiáng)PLC實訓(xùn)課的教學(xué)效果。到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開發(fā)了自動售貨機(jī)、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對象，并且這些組態(tài)實訓(xùn)仿真對象已經(jīng)用于PLC各個實訓(xùn)環(huán)節(jié)，在實訓(xùn)過程中，學(xué)生的參與性增強(qiáng)了，提高了教學(xué)質(zhì)量。

（四）建立開放式實驗室。

在老師的指導(dǎo)下讓感興趣的學(xué)生選擇實驗項目，進(jìn)行實驗，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高。在實驗教學(xué)資源的利用，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生實驗時間和空間的調(diào)節(jié)等方面不同程度地起到了積極的作用。在實驗室的開放過程中發(fā)現(xiàn)，通過開放實驗項目的實施，使學(xué)生的動手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學(xué)生在實驗項目的進(jìn)行中體會了科研的樂趣。

（五）通過補(bǔ)充新知識滿足學(xué)生技能需求。

篇9

論文鍵詞：自主學(xué)習(xí)；工作坊；效果；不足

自主學(xué)習(xí)，又稱自我調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)，一般是指學(xué)習(xí)者自覺確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)方法、進(jìn)行學(xué)習(xí)監(jiān)控、評價學(xué)習(xí)結(jié)果的過程。自主學(xué)習(xí)對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、挖掘?qū)W習(xí)潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新精神以及形成獨立學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的思想等都具有重要意義。

現(xiàn)階段調(diào)查研究表明，高職學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主動性普遍偏低，主要表現(xiàn)為學(xué)習(xí)方法不明確、理論與實踐結(jié)合能力較弱、工藝能力和工藝優(yōu)化能力與理論結(jié)合能力不強(qiáng)、自主學(xué)習(xí)理論和專業(yè)技術(shù)的氛圍不濃厚及自主學(xué)習(xí)條件不足。

一、工作坊教學(xué)模式的運(yùn)作

2010年年末寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院將工作坊教學(xué)模式引入教學(xué)工作中?！肮ぷ鞣弧本褪且詫嶋H項目為載體、以學(xué)生鍛煉實際動手能力、強(qiáng)化專業(yè)技能、體驗職業(yè)氛圍及開展科技創(chuàng)新實踐活動為目的的新型實訓(xùn)場所，是學(xué)生進(jìn)行課外工作實踐和提高自我管理能力的場所，同時也可作為學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計和教師進(jìn)行技術(shù)研發(fā)提供項目設(shè)計和制作平臺。

（一）工作坊的組成

工作坊以項目團(tuán)隊為單位，項目團(tuán)隊由不同年級、不同專業(yè)的學(xué)生自愿組合而成，每個項目配備指導(dǎo)技師，均利用課外時間進(jìn)行。

（二）工作內(nèi)容的確定

工作坊的內(nèi)容以項目為核心，項目的題目或由指導(dǎo)技師給定，或由學(xué)生自己提出，學(xué)生寫出項目的可行性報告，經(jīng)項目審核小組審核，審核通過的作為工作坊項目開展活動。

（三）工作坊的管理方式

工作坊的運(yùn)作完全由學(xué)生自主管理，學(xué)生自主選出項目組組長、副組長，明確分工，并自主完成項目資料收集、項目策劃、制定技術(shù)方案、擬制項目計劃書、技術(shù)設(shè)計、加工制作、成果評價、成果等各個過程。項目進(jìn)行中的資金管理、進(jìn)度檢查、會議和討論安排等事務(wù)均由學(xué)生自己完成。

（四）學(xué)生自主實踐的運(yùn)作

在活動中，學(xué)生憑個人興趣愛好，在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計自己所要制作的物品，利用課外時間進(jìn)入工作坊從事設(shè)計、制圖、加工制作、裝配調(diào)試和修理。

每一位使用工作坊設(shè)備的人員必須接受不少于3小時的安全培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格后方可進(jìn)入操作技能培訓(xùn)環(huán)節(jié)。學(xué)生進(jìn)工作坊憑學(xué)生卡登錄，憑實踐卡進(jìn)行活動。經(jīng)過工作坊培訓(xùn)并能積極參加活動的學(xué)生，達(dá)到一定的活動時間并能獨立制作完整作品，經(jīng)指導(dǎo)教師考核認(rèn)定后可以計算公選課學(xué)分，畢業(yè)時還可以獲得實踐經(jīng)歷的證明材料。

二、工作坊教學(xué)模式取得的效果

（一）搭建了自主學(xué)習(xí)平臺，豐富學(xué)生課余生活，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

工作坊的建設(shè)為學(xué)生搭建了自主學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生利用課余時間參加自己感興趣的工作坊實踐活動，不僅豐富了學(xué)生的課余生活，而且使學(xué)生的課余時間更多的用于知識、技能的學(xué)習(xí)上，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（二）推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理念和模式，提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力

工作坊工作的推進(jìn)倡導(dǎo)校園“無界化”理念，通過不同專業(yè)、不同年級學(xué)生的自由組合，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域知識，為學(xué)生提供“文（科）工（科）交叉，多元發(fā)展”的平臺。學(xué)生通過自我管理、自主完成項目開發(fā)、設(shè)計，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識、發(fā)現(xiàn)和解決實際問題能力以及自我管理等能力。學(xué)生通過小組協(xié)作完成項目的開發(fā)，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識，避免出現(xiàn)我行我素的“人才”，提高了學(xué)生組織、交流、協(xié)調(diào)能力。

（三）發(fā)現(xiàn)人才、儲備參加技能大賽人才

在每期的項目開發(fā)過程中，都會有十分優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出，這些優(yōu)秀學(xué)生將作為工作坊的指導(dǎo)小老師，負(fù)責(zé)指導(dǎo)下一期的學(xué)生，并作為科技大賽儲備人才。其中“機(jī)械手的制作與操作”工作坊的同學(xué)在參加2011年浙江省高職院?！皺C(jī)器人”項目技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽中獲得一等獎，“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與制作”工作坊的同學(xué)在參加2011年浙江省大學(xué)生職業(yè)技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽機(jī)械部件創(chuàng)新設(shè)計與制造項目技能大賽中獲得二等獎。這些參加大賽的同學(xué)都是在工作坊的學(xué)習(xí)選拔中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀學(xué)生。學(xué)生之所以能夠取得這些可喜的成績，都是學(xué)生平時通過在工作坊的項目開發(fā)過程中不斷學(xué)習(xí)與磨練的結(jié)果。

（四）為教師科技研發(fā)提供平臺，提高教師的科研能力

工作坊不僅為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的平臺，同時也為教師提供了科技研發(fā)的平臺，教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中同學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在研討的過程中，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有產(chǎn)品中存在許多不足之處，并將這些不足作為技術(shù)難題攻關(guān)，這為教師提供了很有價值的科研項目。教師在工作坊中同學(xué)生一起動手操作，不僅提高了學(xué)生的實踐動手能力，同時也為教師提供了一個實踐操作的場地。

三、工作坊存在的不足之處

工作坊的建設(shè)還在起步階段，還存在許多不足之處。

（一）工作坊的指導(dǎo)老師由專業(yè)教師兼職，教師指導(dǎo)學(xué)生同時還要擔(dān)任教學(xué)任務(wù)，由于指導(dǎo)教師的精力有限因此指導(dǎo)教師不能將全部經(jīng)歷花費(fèi)在工作坊的指導(dǎo)工作中，雖然工作坊配備了企業(yè)技術(shù)兼職人員，企業(yè)技術(shù)員由于工作原因也不能隨時指導(dǎo)學(xué)生，因此學(xué)生在遇到自己無法解決的問題需要指導(dǎo)老師的幫助時不能第一時間得到幫助，影響工作坊項目的進(jìn)度。因此工作坊還需配備專職的指導(dǎo)教師。

（二）由于大部分專業(yè)教師缺乏實踐經(jīng)驗，對遇到的許多實踐操作方面的難題有時也無法解決，從而影響工作坊的成績的提高。因此教師還需要經(jīng)常到企業(yè)實踐，以提高自身的實踐能力。

（三）學(xué)生在開展工作坊項目時，學(xué)生參差不齊，能力強(qiáng)的學(xué)生能夠按照指導(dǎo)老師的要求完成各項任務(wù)，有些同學(xué)能力相對較弱，雖然參與的積極性很高，但在遇到自己不能解決的問題時，依賴?yán)蠋煛⑵渌瑢W(xué)的依賴性很強(qiáng)，因此工作坊的開展還應(yīng)考慮針對不同層次的學(xué)生在分配任務(wù)方面應(yīng)依據(jù)不同學(xué)生的特點，針對其長處分配不同任務(wù)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生的特長能夠得到充分發(fā)揮。

篇10

中圖分類號：C45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2014）10-0005-02

可編程控制器（PLC）是20世紀(jì)60年代誕生并發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，集自動控制、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體。PLC以其體積小、功能齊全，通用性強(qiáng)，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、能適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動化的三大支柱之一?！犊删幊炭刂破髟砼c應(yīng)用》是武漢東湖學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院面向電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)課程，對于自動化專業(yè)，還將其列為重點專業(yè)課程之一。本文在近5年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，對《可編程控制器原理與應(yīng)用》這門課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索和總結(jié)，以期能進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、我院《可編程控制器原理及應(yīng)用》課程現(xiàn)狀

《可編程控制器原理及應(yīng)用》是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)課。這門課程設(shè)置的最終目的是讓學(xué)生掌握可編程控制器的工作原理、編程方法，并達(dá)到能利用它來實現(xiàn)簡單系統(tǒng)的自動控制，為他們將來走向工作崗位打下一定基礎(chǔ)。

根據(jù)以往學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋來看，大部分覺得本課程學(xué)習(xí)起來比較困難。一方面，可編程控制器涉及的知識面比較廣，綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思路清晰，概念準(zhǔn)確。但由于學(xué)生思維能力、知識基礎(chǔ)和綜合分析能力方面存在差異，給教學(xué)帶來一定難度。另一方面，本課程除了理論學(xué)習(xí)外，還需要實際動手操作能力，這是三本院校部分學(xué)生比較欠缺的一部分。

我所在的學(xué)院對《可編程控制器原理與應(yīng)用》安排的理論課時比較少，只有32課時，如何在這么短的時間讓學(xué)生掌握PLC的工作原理、指令以及相應(yīng)編程方法，最后再應(yīng)用于簡單的系統(tǒng)，對任課教師來說是一個挑戰(zhàn)。選擇合理的教學(xué)內(nèi)容并把握好教學(xué)重點是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

二、教學(xué)方法探索

1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生最好的老師，也是他們學(xué)習(xí)的動力。如何才能提高學(xué)生的興趣呢？

（1）充分重視初期課程

通過教學(xué)實踐我們發(fā)現(xiàn)，剛開始的幾次課非常重要，要讓學(xué)生在初期的教學(xué)中，建立起對PLC技術(shù)應(yīng)用的全面了解，而不僅是一個抽象的概念?？梢詮V泛收集PLC在生活中的廣泛應(yīng)用，比如：電梯控制、十字路通燈控制、洗衣機(jī)控制、工業(yè)機(jī)械手控制等，并通過圖片展現(xiàn)，視頻短片播放等形式建立起對PLC的感性直觀認(rèn)識，讓學(xué)生體會到PLC能應(yīng)用在我們身邊的很多領(lǐng)域，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

（2）教學(xué)案例緊貼生活

可編程控制器原理與應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容很多，其中編程方法是重點也是難點。而編程方法的基礎(chǔ)則是指令的學(xué)習(xí)，指令學(xué)習(xí)是非常單一的，如果按照傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，會讓學(xué)生覺得難以理解并且會感到枯燥乏味，會降低他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。因此，我引入了案例教學(xué)法，而且所選案例緊貼日常生活，為學(xué)生所熟悉。比如引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計十字路通燈，從中介紹定時器的應(yīng)用；引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計某食品包裝線控制系統(tǒng)，引入計數(shù)器的指令等案例去取代空洞的理論，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇

可編程控制技術(shù)的涵蓋面非常廣，可以應(yīng)用于自動化、電力、交通運(yùn)輸、航海等各個領(lǐng)域，其知識點也非常多，在有限的課堂時間內(nèi)，如何有針對性地選擇教學(xué)內(nèi)容至關(guān)重要。

由于我所面對的專業(yè)為電氣和自動化，在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中需要具備一定的電氣控制基礎(chǔ)，但前期并沒有開設(shè)相關(guān)課程。故在設(shè)計本課程教學(xué)內(nèi)容時加入了一小部分電氣控制，其次是PLC的基本知識，包括其組成、編程語言、工作原理等內(nèi)容，然后再結(jié)合學(xué)校實驗設(shè)備――OMRONCPM2A，讓學(xué)生掌握該設(shè)備的內(nèi)部元器件、基本指令、常用功能指令等知識，最后再選擇一些日常生活中典型的案例讓學(xué)生掌握基本的總體程序設(shè)計方法，包括經(jīng)驗設(shè)計法、時序邏輯設(shè)計法和順序控制設(shè)計法等。讓學(xué)生逐步由簡到難，慢慢掌握PLC的用法。重要的是還要讓學(xué)生能夠觸類旁通，通過學(xué)習(xí)了CPM2A PLC后也能去掌握其它型號PLC的相關(guān)用法。

同時，在講課過程中，重視案例選擇，針對不同專業(yè)的學(xué)生，選擇不同的案例。盡量所選擇的案例與他們的專業(yè)相關(guān)，而且能和其他專業(yè)課掛鉤。

3.教學(xué)方法探索

（1）采用啟發(fā)式教學(xué)

在教學(xué)過程中，采用啟發(fā)式教學(xué)，將教學(xué)重心從教轉(zhuǎn)到學(xué)，避免“滿堂灌”和“填鴨式”的教學(xué)，造成學(xué)生沒有足夠的思考空間，時間長了會造成學(xué)生的抵觸情緒。因此，在教學(xué)方法上要注重老師主導(dǎo)，學(xué)生主體的模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動學(xué)習(xí)精神。比如在程序設(shè)計方法中，學(xué)生掌握基本編程方法后，程序設(shè)計就不再局限于條條框框，學(xué)生可以在老師的引導(dǎo)下去自主編程來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，以增加他們的成就感，讓他們體會到其中的樂趣。

（2）更新教學(xué)模式

在授課時，突出加強(qiáng)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和開啟學(xué)生工程思維方式的教學(xué)理念。在講指令和程序設(shè)計案例時，從實際工程問題的角度出發(fā)，以典型案例為主線，將每個案例分解為若干任務(wù)來進(jìn)行解決，在其中引入相關(guān)原理和概念，并在適當(dāng)?shù)臅r候?qū)τ嘘P(guān)知識進(jìn)行拓展，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工程思維方式去理解問題和解決問題，縮短他們與就業(yè)崗位之間的距離。

同時，注重課堂教學(xué)與科研成果的融合，加強(qiáng)課堂教學(xué)和工程實際的聯(lián)系，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，不僅使課堂教學(xué)即具有基礎(chǔ)理論性，又具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，而且使學(xué)生能更準(zhǔn)確把握理論知識與工程實際的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

（3）教學(xué)手段靈活

近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的主要形式。多媒體教學(xué)能夠通過圖像、文字、動畫等多種形式來呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。針對課程的特點，在上課過程中，對一些重點、難點問題和一些典型案例的講解采用板書與多媒體相結(jié)合，以充分發(fā)揮板書層次清晰和多媒體教學(xué)手段形象生動、信息量大的特點，加深學(xué)生對課程重點難點的理解，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

4.重視實踐環(huán)節(jié)

該課程實踐性非常強(qiáng)，需要充分鍛煉學(xué)生的動手能力，直觀的實踐環(huán)節(jié)是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

（1）實踐環(huán)節(jié)安排

實踐教學(xué)作為專業(yè)教學(xué)的一個重要組成部分，與理論課教學(xué)處于同等重要的位置。針對該課程特點，我們院設(shè)計了幾個不同的實踐環(huán)節(jié)，比如對于自動化專業(yè)，要求他們必須要有較強(qiáng)的PLC基礎(chǔ)，則為他們設(shè)置的實踐環(huán)節(jié)是從“認(rèn)知――課程實驗――課程設(shè)計”，有一部分特別感興趣的學(xué)生，還可以在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)和專業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中選擇合適的案例和控制系統(tǒng)來進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時，學(xué)校配備了并建立了設(shè)計性、開放性、綜合性、先進(jìn)性的實驗教學(xué)平臺，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要自主選擇、設(shè)計完成不同類型實驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和設(shè)計創(chuàng)新能力。

（2）充分調(diào)動學(xué)生積極性

在實踐環(huán)節(jié)中，為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在動手的過程中去掌握PLC的相關(guān)應(yīng)用方法，也為了避免學(xué)生“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，我們將教學(xué)內(nèi)容分成不同的設(shè)計任務(wù)，然后將學(xué)生分成若干個興趣小組，由興趣小組的學(xué)生來進(jìn)行討論，分組完成設(shè)計任務(wù)。在教學(xué)過程中，教師處于主導(dǎo)地位，調(diào)動興趣小組的協(xié)作能力，讓學(xué)生自己動手編程序，然后進(jìn)行程序調(diào)試，在調(diào)試過程中找出問題并解決，不斷進(jìn)行總結(jié)。從而慢慢掌握可編程控制器的幾種基本編程方法和可編程控制器的接線方法和運(yùn)用。

同時，從各個興趣小組中抽調(diào)出一部分優(yōu)秀的學(xué)生去參加相關(guān)大賽，以大賽促進(jìn)教學(xué)，也可以進(jìn)一步帶動并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、結(jié)束語

《可編程控制器原理與應(yīng)用》是一門理論性、趣味性和實踐性都比較強(qiáng)的課程，要針對不同的教學(xué)對象去設(shè)置不同的教學(xué)內(nèi)容，并采用合適的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的興趣并培養(yǎng)他們的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，才能使學(xué)生能更好地掌握該課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖常初.PLC編程及應(yīng)用（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2]林仁軍.《可編程控制技術(shù)》教學(xué)難點的突破[J].四川文理學(xué)院學(xué)報，2007，（17）.

[3]楊佳.淺談如何提高PLC教學(xué)效果[J].科學(xué)咨詢，2013，（19）.