導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機械手畢業(yè)設計總結，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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.關注點不一樣，學校和學生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業(yè)論文（設計）進行抽檢評優(yōu)，所以學校很緊張，萬一結果不好，影響學校的聲譽。但現(xiàn)狀是，機械類專業(yè)絕大多數(shù)學生從第5學期中后期開始進行頂崗實習，而且大部分從事的是機床操作和產(chǎn)品檢驗、包裝等工種，沒有太多的技術含量，與“設計”無緣。少部分學生在產(chǎn)品銷售崗位實習，還有部分在售后服務崗位實習，與“設計”關系都不大，學生看不到畢業(yè)設計對他們將來的工作有多大作用，他們更關注的是就業(yè)。因此，沒有太大的動力去認真地搞畢業(yè)設計。由于學校對老師有要求，老師本意當然想認真地指導學生，可是學生在頂崗實習階段，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)絡溝通，學生上網(wǎng)不便，郵件也說不清楚，老師只能過一段時間督促一下，指導效果大打折扣。

2.畢業(yè)設計所需信息和資料難以搜集，影響進度畢業(yè)設計階段，學生都在企業(yè)頂崗實習，企業(yè)沒有專門的提供給學生的圖書館、機房、網(wǎng)絡、實驗室等畢業(yè)設計所必須的基本條件。學生對相關專業(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)上資料相關題目。例如，機械類專業(yè)學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、各種零件的模具設計、各種普通機床經(jīng)濟型數(shù)控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產(chǎn)線等的PLC控制、機床夾具設計、機械設備的故障診斷與維修等等，題目有的大而空，有的是課程設計內容，有的是教材上的實例。學生撰寫論文時參考教材或網(wǎng)絡公開資料過多，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，談不上論文的質量及學生水平的提高。

3.學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，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。即使是這些學生，錄取的分數(shù)也很低。而且，江蘇省錄取的總人數(shù)已經(jīng)超過了報考學生總數(shù)，基本上只要想上學，都能上。所以招進來的學生的知識基礎較差，學習興趣不高，水平和能力又參差不齊。畢業(yè)設計和頂崗實習時間重疊，絕大部分學生是自己通過人才市場選擇的實習企業(yè)，崗位要求學生和正式用工一樣的工作時間和強度，學生每天上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)設計。另一方面，在學校的前兩年，也沒有好好學習專業(yè)知識，造成很多學生不知道畢業(yè)設計要做什么，怎么做。老師給學生的課題，學生做不了，學生自己定的題目，又很不恰當。勉強寫出的論文不規(guī)范，文字欠通順，表述設計意圖和設計方案邏輯性不強，質量很低，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.指導老師方面的原因由于學生多而專業(yè)教師少，教師的指導工作量過大，一般平均每位專業(yè)教師要承擔十多個學生的畢業(yè)設計指導，學生遠在四處各地，老師無法對學生進行細致、系統(tǒng)和及時的指導和檢查。而且本身又有繁重的教學工作，老師的精力跟不上。另外，各個學校重點關注的是招生就業(yè)，使得老師可能不太重視畢業(yè)設計工作，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)，對新技術不太了解。老師自己實踐水平不高，給學生的選題，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仿真題目。這些都使畢業(yè)設計指導工作難度增大，難以保證質量。

二、對策分析

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

2.充分利用畢業(yè)頂崗實習到用人單位進行半年以上頂崗實習，是高職院校落實《教育部關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》（教高[2006]16號）文件精神，大力推行“校企合作、工學結合”，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，我院機械類學生的頂崗實習已提前至第5學期的下半學期，由于企業(yè)對技能型人才的需求較旺，所以，絕大部分學生自己都能較容易找到相關實習崗位。學生帶著各自初擬的畢業(yè)設計課題，分散到不同地方、不同部門進行畢業(yè)實習，這種分散實習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；還有部分學生，在第3或者第4學期已經(jīng)選擇了進入與學校簽有合作培養(yǎng)協(xié)議的“訂單班”學習，我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班，學生完成基本專業(yè)知識學習后直接進入這些單位頂崗實習。畢業(yè)設計的內容與實際所從事的崗位聯(lián)系，如果與初擬的框架有沖突，可再作研究內容和方法的調整，甚至重新開展課題研究。做到理論聯(lián)系實際，提高學生的解決實際問題能力，提高畢業(yè)設計的質量。

3.校企共同指導學校自己聘請公司的技術人員做企業(yè)兼職指導教師，實現(xiàn)校企共同指導畢業(yè)設計。校內指導教師主要負責畢業(yè)設計規(guī)范化指導，負責過程管理，制定畢業(yè)設計流程，對畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查，對后期的畢業(yè)論文的撰寫進行指導和審核。保持與企業(yè)指導教師、畢業(yè)生的聯(lián)系與溝通。企業(yè)的指導教師負責具體的技術、內容指導，提供企業(yè)相關資料以及學生與實習企業(yè)合作環(huán)境的協(xié)調。學校應支付企業(yè)導師一定報酬，同時，企業(yè)導師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習管理平臺，要求學生頂崗實習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，學習一個工作中需要的新知識點，詳細記錄，并報告指導教師，指導老師進行點評、指導，隨時關注學生動態(tài)，及時解決學生在實習過程中遇到的問題。另外，學生還要完成手寫的實習報告，也按周填寫，學生的企業(yè)指導老師，對學生一周的工作進行評價、總結.

4.豐富畢業(yè)設計課題來源

（1）指導教師的科研課題。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)設計的實踐活動。鼓勵學生積級申報江蘇省大學生實踐創(chuàng)新項目，參加大學生機械設計大賽、自動化生產(chǎn)線安裝與調試、汽車維修、汽車營銷、數(shù)控操作大賽、大學生創(chuàng)業(yè)大賽、職業(yè)規(guī)劃大賽等。畢業(yè)設計開始時間可以依據(jù)競賽時間進行調整，畢業(yè)設計可以以綜合性競賽項目實物作為成果，由競賽輔導教師兼任畢業(yè)設計指導教師，對學生在前期創(chuàng)新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學生熟練了技能，樹立了競爭意識、團隊意識，更嘗到了學習技能、精通技能的甜頭。

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

（4）模具、數(shù)控、機械、機電專業(yè)跨專業(yè)整合，開展任務驅動、項目導向的畢業(yè)設計課題探索，使學生綜合能力與素質得到全面提升。

（5）參與教師的教學活動。學生參與教學課件的制作，如機械設計基礎、液壓與氣動技術、夾具設計、數(shù)控編程、模具設計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學專業(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。

（6）不斷完善畢業(yè)設計課題類型，開設畢業(yè)設計指導課程。經(jīng)過這幾年的實踐總結，我們大體上把機械類高職畢業(yè)設計的類型分為以下幾類，同時，我院已開設指導畢業(yè)設計的相關課程或講座。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，可以和機械設計類結合，以團隊的形式，完成機構的設計、機構零件的數(shù)控編程、加工。3）注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設計。4）機械設計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農業(yè)機械、汽車、液壓系統(tǒng)及各種設備的設計。5）機床類。機床主傳動系統(tǒng)及進給系統(tǒng)設計、鉆床、銑床、組合機床設計，也可以利用學校的金工實習車間進行各類機床的拆裝、測繪訓練。6）機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設。7）機電一體化類普通車床數(shù)控化改造及各種設備的PLC控制系統(tǒng)設計。8）機電設備或生產(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的多媒體教室、實訓室，也可以搬到校外學生頂崗實習的企業(yè)現(xiàn)場，邀請企業(yè)指導老師、技術人員、學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；團隊項目，可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習報告類、調查報告類、市場調研類、創(chuàng)業(yè)計劃類、售后報告分析類、設計類都可以參加答辯。

三、總結

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

（1）是否能強化課程綜合實訓和課程設計，淡化畢業(yè)設計。例如機械設計基礎課程結合CAD/CAM課程進行綜合實訓；液壓與氣動技術、機械制造基礎、PLC等進行課程設計；數(shù)控編程與操作理論課程結合實訓進行典型零件的數(shù)控編程與加工訓練。這樣的訓練更扎實，更有實效。

（2）畢業(yè)設計過程要增強學生對畢業(yè)設計的認識、讓學生明確其目的和意義。

篇2

二、設計的目的

11）掌握機械手動作流程。

2）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。

3）掌握PLC選擇與應用。

三、設計要求

兩條傳送帶分別由電動機驅動，機械手有液壓缸驅動上下左右旋轉兩個方向運動，液壓系統(tǒng)是1000W電機。設計要求

1）機械手由原位下降抓物上升右轉下降放物上升左旋原位結束。

2）用常用的電氣元件控制。

3）有工作狀態(tài)指示及照明。

4）有必要的電氣保護和聯(lián)鎖。

四、完成的任務

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

（1）設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)設計說明書（8000以上）

1）設計題目

2）控制原理說明設計方案論證

3）主要器件選擇依據(jù)與計算

4）元件明細表

5）設計總結及改進意見

6）主要參考資料

五、 工廠電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 主編 方承遠

工廠電氣控制設備 機械工業(yè)出版社 主編 許廖

機床電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實

可編程序控制器的應用技術 機械工業(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、程序設計簡單及便于安裝調試等優(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領域發(fā)揮著越來越重要的作用。社會對可編程序控制器技術人員的需長也越來越迫切。

可編程控制器的機型較多，但其基本結構和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設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知識、基本結構、指令系統(tǒng)、程序設計、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)中的應用等知識。本設計書結合了大量的圖形，使設計一目了然。并給出了程序調試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細注釋及助記符語言等。

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

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、電器控制技術的發(fā)展狀況.............................（3）

二、PLC的基本結構和工作原理...........................（3）

1、PLC的基本結構...................................（ ）

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的應用領域和發(fā)展趨勢...........................（3）

五、PLC應用中應注意的若干問題.........................（4）

六、機械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機械手移動工件控制系統(tǒng)的基本機構................（5）

2、機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)構成....................................（6）

七、梯形圖設計.........................................（6）

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

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

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

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

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

）

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

摘 要

在工業(yè)生產(chǎn)和其他領域內，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度，甚至于危機生命。機械手就在這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。機械手的機械結構采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機械器件組成；電氣方面有步進電機、驅動模塊、傳感器、開關電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術，位置控制技術、氣動技術、檢測技術等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅動橫軸、豎軸步進電機驅動器，控制機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關將位置信傳給PLC主機；直流電機拖動手爪和底盤旋轉，位置信號由旋轉碼盤和接近開關反饋給PLC主機；電磁閥控制氣開閥的開關來控制機械手手爪的張合，從而實現(xiàn)機械手精確運動的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運機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)進行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數(shù)。

關鍵字：

可編程控制器PLC；

機械手；

脈沖；

步進電機驅動器；

步進電機；

直流電機；

傳感器；

限位開關；

電磁閥。

一、電氣控制技術的發(fā)展狀況

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,驅動生產(chǎn)機械的工作機構運動的電器機械裝置稱為電力動。在電力拖動中，電動機是生產(chǎn)機械的原動力。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、反轉及調速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動控制技術。

20世紀20—30年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動機的運行，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)結構簡單、價格低廉、維護方便，因此被廣泛應用于各類機床和機械設備中。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，我國的大部分機床和其他機械設備仍舊采用繼電器—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40年代，世界上出現(xiàn)了交磁放大機—電動機控制，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行自動控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀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速系統(tǒng)和交流調速系統(tǒng)不僅調速性能大為改善，而且減少了機電設備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機—電動機系統(tǒng)。

在實際生產(chǎn)中，由于大量存在一些由開關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,而又比電子計算機結構簡單、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的發(fā)展和應用,上述控制技術也發(fā)生了根本變化,在20世紀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)領域的實時控制要求,而且還照顧到了現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習慣,摒棄了微機常用的計算機程序語言的表達形式,獨具風格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結構,使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學,更容易調試和查錯.它已經(jīng)取代了繼電器—接觸器控制系統(tǒng),被廣泛應用于大規(guī)模的生產(chǎn)過程控制中,具有通用性強、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點,故目前世界各國已將它作為一種標準化通用設備普遍應用于工業(yè)控制中.

電氣控制技術是隨著科學的不斷發(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),電氣控制技術還將不斷得到發(fā)展.

二、 PLC的基本結構和工作原理

1、 PLC的基本結構

PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同。根據(jù)結構形式的不同，PLC的基本結構分為整體式和模塊式結構兩類。

1）.整體式結構的PLC

整體式結構的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）.模塊式結構的PLC

模塊式結構的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的模塊，應用時將這些模塊根據(jù)控制要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線相互聯(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。通過制造廠家預制在系統(tǒng)存儲器內部的系統(tǒng)程序完成各項任務。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，還可以進行PLC內部故障的診斷等。

（2）、存儲器

根據(jù)存儲器存儲內容的不同，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)程序相當于計算機操作系統(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運行中的各種數(shù)據(jù)的存儲器。因為運行中數(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與此同時外部設備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設備向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調解模塊等。隨著PLC的進一步發(fā)展，特殊功能單元的應用也越來越多。

2、PLC的工作原理

PLC的工作原理與繼電器構成的控制裝置一樣，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，只是該線圈通電或斷電，并且必須當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)輸入和邏輯控制結構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)進行邏輯運算，得到運算結果，并將這些結果存入相應的輸出存儲單元。這一階段執(zhí)行完后，進入輸出階段。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將相應的輸出存儲單元的運算結果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設備傳送輸出信號，開始控制外部設備。

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的設計者充分考慮到現(xiàn)場技術人員的技能和習慣，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的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場技術人員的歡迎。

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到4-5萬小時，遠遠超過以往電器控制系統(tǒng)和計算機控制系統(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，不同機型的功能也能方便地相互轉換。

4）、功能強，PLC運用了計算機、電子技術和集成工藝的最新技術，在

硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使菘具備很強的信息處理能力，可進行邏輯、定時，計數(shù)和步進等控制，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采用了半導體集成電路，其體積小，重量輕，結構緊湊，功耗低，是機電技術的理想控制器，PLC編程簡單，自診斷能力強，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，維護方便，修改程序和監(jiān)視運行狀態(tài)也容易。

2、PLC的基本功能

1）、邏輯控制 PLC具有邏輯運算功能，它設置有“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置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設定，并能在運行中被讀出與修改，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)器并設置了計數(shù)指令，計數(shù)值可由用戶在編程時設定，并可在運行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。

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

5）、A/D、D/A轉換 有些PLC還具有“模數(shù)”轉換（A/D）和“數(shù)模”（D/A），功能，能完成對模擬量的控制與調節(jié)。

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

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

8）、監(jiān)控控制 PLC具有較強的監(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)視有關部分的運行狀態(tài)，可以調整定時或計數(shù)設定值，因而高度、使用和維護都很方便。

四、PLC的應用領域和發(fā)展趨勢

目前，PLC在國內已得到了廣泛的應用。利用PLC最基本的邏輯運算、定時、記數(shù)等功能進行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機床、印刷機、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，特別適用于機床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構成模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于過程控制。

隨著計算機控制技術的發(fā)展，國外近幾年興起自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機之間連成網(wǎng)絡，通過光纜傳遞信息，構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)控制領域都得到了廣泛的應用。隨著微處理器技術的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術和產(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，相應地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠實現(xiàn)的功能越來越多。

2、強大的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行PLC與PLC、PLC與上位機之間的連接，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（復雜運算、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應用中應注意的若干問題

本節(jié)主要介紹PLC在應用過程中經(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

在實際應用中，有些開關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，造成錯誤的結果。所以，必須對這些“抖動”進行處理，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輸入設備采用兩線式傳感器（如接近開關、光電開關等）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大于10千歐姆，導通電阻應小于800歐姆。

六、機械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機械手移動工件的基本機構

機械手是工業(yè)自動控制領域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應用非常廣泛。應用PLC控制機械手實現(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、機械手移動工件的控制要求與工作流程

機械手的全部動作由氣官缸驅動，而氣缸又有相應的電磁閥控制。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，當下降電磁閥通電時，機械手下降；下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當上升電磁閥通電時，機械手才上升；當上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。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。當該線圈通電時，機械手夾緊；當該線圈斷電時，機械手放松。

當機械手右移到位并準備下降時，為了確保安全，必須右工作臺無工件時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應自動停止下降，用光電開關進行無工件檢測。

機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，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通加緊電磁閥，機械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時，碰到右限位開關，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關接通，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止，同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手由原位下降抓物上升右轉下降放物上升左旋原位結束。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械手的每一步運動單獨進行控制。例如，當選擇上/下運動時，按下啟動按鈕，機械手下降；按下停止按鈕，機械手上升。當選擇左/右運動時，按下啟動按鈕，機械手右移。當選擇夾緊/放松運動時，按下啟動按鈕，機械手夾緊；按下停止按鈕，機械手放松。

自動操作方式又分為步進、單周期和連續(xù)操作方式。

步進操作：每按一次啟動按鈕，機械手完成一步動作后自動停止。

單周期操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機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：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機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)構成

（1）控制系統(tǒng)圖

機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、梯形圖設計

機械手的控制屬于順序控制，采用步進指令，根據(jù)說明機器工作狀態(tài)轉換的圖形，進行程序設計。

1.梯形圖的整體設計

根據(jù)機械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時，應執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應執(zhí)行“自動程序”，故梯形圖的總體構成應如圖 [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.各部分梯形圖的設計

1）通用部分梯形圖設計

（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、復位。當方式選擇開關處于“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復位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動動作復位操作，即在方式選擇開關位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復位，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)器轉換啟動：

若機械手工作在自動工作方式下，當初始狀態(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，即可以進行轉換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機器是否處于原位。當M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態(tài)器轉換禁止梯形圖：

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

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應復位，即重新允許轉換。

圖 [9]

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

在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進行狀態(tài)轉換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉換禁止解除，M574復位。

PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止狀態(tài)轉換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉換禁止體形圖如圖 [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”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)可一步一步向下轉換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉換被禁止，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”動作應被停止，上限位未動作時應進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應停止，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，轉化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅動T450。T450接通后，轉化為第一次上升。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，直到夾持輸出復位松開。如上所述一步一步按順序驅動各個負載動作，稱為順序控制或過程步進型控制。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，可設計出自動操作時的梯形圖，

如圖 [14]所示。

圖 [14]

3.繪制機械手PLC控制梯形圖 &n bsp; 圖 [15-1]

該機械手在自動工作時，應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式選擇開關放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應將工作方式選擇開關放至“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》 機械工業(yè)出版社 主編 黃凈

8.《機床電器與PLC 》 西安電子科技大學出版社 主編 李偉

9.《PLC應用開發(fā)技術與工程實踐》 人民郵電出版社 求是科技

10.《PLC實驗實訓指導書》 河南工業(yè)職業(yè)技術學院 主編 路劍

11.《可編程控制器的原理與應用》 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

I0.2 上限位 上限位開關

I0.3 右限位 右限位開關

I0.4 左限位 左限位開關

I0.5 無工件檢測 無工件檢測開關

I0.6 停止按鈕

I0.7 單操作 單步方式開關

I1.0 步進操作 步進方式開關

I1.1 單周期操作 單周期方式開關 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)設計是教學過程中最后一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，五年制高職機電專業(yè)畢業(yè)設計的目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、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)進行技術改革工作的初步能力的一個重要環(huán)節(jié)。為了貫徹《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》（教高［2006］16號）文件精神，“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向，走工學結合發(fā)展道路”的辦學方針，根據(jù)教育部高等職業(yè)教育畢業(yè)設計方面的要求，我們總結了近幾年各職業(yè)院校的實際教學經(jīng)驗與教改情況：由具有豐富專業(yè)教學經(jīng)驗及生產(chǎn)實際經(jīng)驗的雙師型教師來指導學生的畢業(yè)設計，以工作任務為驅動、工作過程為導向的“教、學、做”三合一的職業(yè)技術項目的設計。其特點有以下幾點。

1.內容選擇上充分體現(xiàn)“理論夠用，能力為本，應用型人才培養(yǎng)”的新世紀應用型人才培養(yǎng)的思想，以工作任務為中心，彰顯針對性、實踐性和指導性強的特征，通過設計日常生活中經(jīng)常遇到的實例，按照生產(chǎn)實際要求和實際方法、步驟，進行設計、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計資料和最新的國家標準及行業(yè)標準，對產(chǎn)品的加工工藝及畢業(yè)設計的相關知識進行必要的融合，對引導學生形成實踐計劃方案，完成具體的工作任務，針對性很強。

3.從拓展學生對本專業(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)設計課題，對于培養(yǎng)學生解決實際問題有很好的作用。

從當前機電專業(yè)的普通高校的本科、專科；職業(yè)院校的?？?、電大生五年制高職的學生畢業(yè)設計的情況（如下表）調查情況看：

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，機械加工產(chǎn)品為主。

畢業(yè)課題列表

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

二、確定選題進行理論設計

05大專機電有兩個班級，80多人，我們把它分成10個小組。每個小組7―9名學生。

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

學生可以自由結合組成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)學生個人的特點，合理地把小組成員進行分工。允許每個小組在10個課題內自選，每個小組完成一個選題相關資料的查閱工作。

根據(jù)選題時查閱資料的情況，學生要做好開題報告。開題報告是畢業(yè)設計可行性的論證，也可作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導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、本課題的國內外的研究現(xiàn)狀；本課題的研究內容和擬解決的主要問題、本課題的研究思路和方法、本課題的預期效果、本課題研究的進度安排六個部分組成。

中期匯報主要是學生對前期設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，采取什么措施進行完善。答辯領導小組的建議。

2.畢業(yè)設計的書面文字的形成

畢業(yè)設計既要保證每個學生經(jīng)歷一個課題的全過程，又要保證每個學生均有其獨立完成的部分。學生通過網(wǎng)上查詢，圖書資料的查閱，把自己的思路和指導老師交流，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、參考資料，等等。所有圖形、表格和文字都須用計算機打印，裝訂成冊，人手兩冊。

3.答辯

答辯是檢查學生畢業(yè)設計質量的一場“口試”。通過這一形式，有助于學生進一步總結設計、材料購買、零件加工、產(chǎn)品裝配的過程中需要注意的問題，提高應變能力及自信心，為真正走上社會打下堅實的基礎。答辯主要考查學生的一些專業(yè)基礎知識和基本理論。答辯的過程實際上也是幫助學生總結的過程。教師要積極引導學生總結在設計過程中積累起來的經(jīng)驗，分析設計效果，找出不足和改進方法，幫助學生把實踐轉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，指導教師不能參加，并邀請學生家長和相關用人企業(yè)的領導參加，讓家長和企業(yè)了解畢業(yè)生的學習情況和工作能力，為下一步學生就業(yè)做好宣傳工作。

學生答辯小組，由本小組推選一到兩人主答辯，其他同學輔助答辯，主答辯要把小組人員的分配情況、開題報告的論證、設計的思路、設計過程遇到的問題及解決方法、零件購買、加工、裝配過程、演示效果進行匯報。專家組提出的問題原則上應該由分工的組員回答，其他同學可以進行補充，并充分利用畢業(yè)設計成果的運行，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)設計的質量；二是答辯的表現(xiàn)，而答辯的表現(xiàn)不低于畢業(yè)設計的質量；三是選題報告；四是畢業(yè)設計中期匯報；五是材料購買的價格及質量的好壞的評定；六是產(chǎn)品加工、裝配后的運行效果如何。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

購買小組的同學要進行市場調研，了解材料及各種零件的性價比。把需要的材料、外購件及標準件買回來。

負責加工小組的同學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備。同學們有的要進行鉗工加工、焊接、車工加工、數(shù)控加工、線切割，等等。

裝配小組要了解機電設備的裝配工藝過程，做好裝配前的準備工作，研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖及有關的技術資料，了解產(chǎn)品的結構，各零件的作用，相互關系及連接方法。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、標準件，等等。對裝配零件進行清理和清洗，對某些零件還需進行裝配前的鉗加工（如：刮削、修配、平衡試驗、配鉆、鉸孔，等等）。先進行組件裝配，再部件裝配，最后總裝配。調節(jié)零件和機構的相互位置、配合間隙、結合松緊，等等，使機構或機器工作協(xié)調(軸承間隙、鑲條位置、齒輪軸向位置的調整，等等）。用量具或量儀對產(chǎn)品的工作精度、幾何精度進行檢驗，直至達到技術要求為止。進行空運轉和負載運轉，試驗其靈活性、振動、溫升、密封性、轉速、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)品外表美觀要進行噴漆和涂油處理。

四、實物成果演示

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

五、成果擴大

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

五、結語

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

參考文獻：

［1］張桂香主編.機電類專業(yè)畢業(yè)設計指南.機械工業(yè)出版社.

［2］張華主編.電類專業(yè)畢業(yè)設計指導.機械工業(yè)出版社.

［3］孫波主編.機械專業(yè)畢業(yè)設計寶典.西安電子科技大學出版社.

［4］宋守許，劉志峰，夏鏈，李軍鵬，李旗號.工科大學畢業(yè)設計調查及其分析.合肥工業(yè)大學學報.

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

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

一、推行實施性教學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，抽象概念又多，設備及工藝裝備結構復雜。有些內容在課堂上不能很好地表達，教學效果必然差。所以實施性教學計劃的創(chuàng)新就是要把教材中實踐性強的內容放到實習實驗、課程設計中去完成，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。例如機電專業(yè)，機械基礎中的軸的結構可放在車工實習現(xiàn)場中，指導學生動手拆開車床主軸箱，再講解；拉伸試驗可放在實驗室結合實驗過程和結論，進行現(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：一是進行多元化整合課程模式，要求課程間整合形成模塊，課程內實現(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。讓學生在做中學、學中做；二是積極創(chuàng)設教學情境，注重學科間知識的滲透，使學生所學的知識由簡單到復雜，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。例如，機電專業(yè)在機械制圖測繪綜合練習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、教學方法與教學手段的創(chuàng)新

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

1充分利用現(xiàn)代化教學手段，加大直觀教學力度

為進一步提高學生的觀察與思維能力，在專業(yè)課教學中應廣泛應用多媒體技術。例如機械制圖中的圖樣表達方式，利用多媒體使學生能觀察到假想剖切、分離、旋轉、投影等整個過程。再如液壓系統(tǒng)分析，通過多媒體技術可以讓學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)和提高學生的觀察思維能力，又能使學生在寓教于樂中學到各種專業(yè)的知識和技能。

2講練結合的教學方法，突出學生的主體性

講解與練習相結合是專業(yè)課教學的有效方法之一。在講解過程中，精選授課內容，在對重難點講深、講透的同時，要著重培養(yǎng)學生分析問題的能力，再讓學生自主練習，在實際參與和反復練習中獲得知識與技能。比如定軸輪系傳動比分析是機械基礎課的重點和難點。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用。難點在于怎樣靈活地確定首輪和末輪，再對公式進行相應的轉變和運用。那么在教學中得首先分析一種基本形式的定軸輪系例題，然后讓學生自主練習一次。再以機械手表中的齒輪傳動為例，討論首輪和末輪的確定，告訴學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?shù)募僭O。然后讓學生動手練習，老師巡視，以發(fā)現(xiàn)問題并作相應的提示。最后根據(jù)學生完成的情況進行講解、答疑。

3引導與討論相結合的教學模式

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

三、實踐性教學環(huán)節(jié)的創(chuàng)新

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

1課程設計與專業(yè)實習相結合

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

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

1 教學理念與改革思路

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，天津大學非常重視實踐教學環(huán)節(jié)，重視國家級實驗教學示范中心的建設。2004年，天津大學投資3300萬元建成15000㎡的實踐教學大樓，將原來分散的實習中心和各基礎實驗室以及專業(yè)實驗室集中在一起，成立了機械工程實踐教學中心。

天津大學機械工程實踐教學中心圍繞國家級實驗教學中心的建設目標，明確了長期建設發(fā)展方向：

（1）圍繞學校人才培養(yǎng)目標“培養(yǎng)理論基礎厚、專業(yè)口徑寬、實踐能力強、綜合素質高，具有社會責任感、國際視野和創(chuàng)新精神的高層次人才”進行中心的規(guī)劃和建設。

（2）深化工程實踐教育改革，樹立以學生為主體，教師為主導，知識、能力和素質協(xié)調發(fā)展的教育理念；提升認知、動手、創(chuàng)新三個能力和整體綜合素質的培養(yǎng)。

（3）構建工程實踐教育體系，將實踐教學活動貫穿于現(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實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新。

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

2 教學體系與教學內容

2.1 建立與理論教學有機結合，以能力培養(yǎng)為核心，分層次的實驗教學體系

配合工程實踐教育改革，中心建立層次化、模塊化實踐教學體系。將實踐教學內容劃分為基礎型實踐教學、綜合設計型實踐教學和研究創(chuàng)新型實驗教學三個層次。形成了包括實習、實驗、課程設計、畢業(yè)設計、課內外科技創(chuàng)新活動等主要教學環(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）基礎型實踐教學：面向本科低年級學生，培養(yǎng)基本的工程實踐能力。學生根據(jù)實驗指導書的要求，在教師指導下，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，培養(yǎng)學生基本實驗能力。

（2）綜合設計型實驗教學：面向機械類和近機類學生，培養(yǎng)綜合應用知識能力和一定的系統(tǒng)集成能力。學生經(jīng)過一個階段理論課和實驗課的學習，綜合運用所學知識和技能，完成一定的實驗內容?？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，在教師指導下，采用集設計與制作為一體的開放式教學模式進行，主要目標在于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際和綜合設計與實驗能力。

（3）研究創(chuàng)新型實驗教學：面向機械類高年級學生。學生根據(jù)實驗題目，運用所學知識，開展創(chuàng)造性思維，確定實驗方案。獨立操作完成實驗，并進行綜合分析。培養(yǎng)學生的獨立思考（科學研究）能力、組織能力、實驗能力和創(chuàng)新能力。

以我校黃田教授科研成果——Diamond 高速并聯(lián)機械手為載體，以其技術創(chuàng)新過程為典型案例，將設計、制造和控制三大系列課程的主要內容貫穿于機電產(chǎn)品的研究、創(chuàng)新與開發(fā)流程中，是以培養(yǎng)學生綜合應用知識能力和系統(tǒng)集成能力，進一步提高學生的工程設計能力、工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力。并聯(lián)機械手實驗室面積120平方米，可同時容納一個班學生開展實驗。實驗貫穿了包括概念設計、運動學/剛性動力學分析、結構設計、三維造型與運動仿真，工藝設計、數(shù)控編程、零件加工、裝配，機械手離線編程、控制系統(tǒng)搭建、程序網(wǎng)絡傳輸、運動控制等內容系列課程的堂上案例教學和實驗教學；使用同一載體，開設創(chuàng)新型綜合實驗，構建可重構的模組散件和控制系統(tǒng)。該實驗是以科研成果為引導的研究創(chuàng)新性教學——Research lead teaching，并實現(xiàn)了實驗教學的國際交流。這種基于“1+X”模式的教學改革與實踐，獲2009年第六屆高等教育天津市級教學成果一等獎。

基礎型實驗 28個，占54.9%；綜合設計型實驗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 教學內容注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結合，與科研、工程和社會應用實踐密切聯(lián)系，融入科技創(chuàng)新和實驗教學改革成果，實驗項目不斷更新

在實驗內容建設方面，著重開展以下三方面的工作：

（1）規(guī)范基礎實驗教學內容。對于傳統(tǒng)的基礎實驗，進行規(guī)范化管理，更新實驗手段，修訂實驗教程，完善實驗內容，提高教學效果。

（2）加強數(shù)控等新設備、新材料、新工藝等實踐教學內容。利用世行貸款、天南大共建、“985”項目等建設經(jīng)費，采購一批數(shù)控車床、數(shù)控銑床、電火花加工等設備，加強數(shù)控技術實踐教學內容。

（3）采購快速原型、教學機器人、MPS模塊化制造系統(tǒng)、激光焊機、三坐標測量機等設備和儀器，用于實踐教學，籌建了金相實驗室和熔模鑄造實驗室，豐富了教學內容。

3 教學方法與教學手段

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

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

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

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

4 教學效果與成果

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[中圖分類號] G42 [文獻標識碼] 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院和瑞典皇家工學院等工程院校共同發(fā)起，經(jīng)過近十年的傳播，已經(jīng)擴展到全世界。該改革的愿景是為學生提供一種強調工程基礎，基于真實產(chǎn)品的構思、設計、執(zhí)行、運作過程的工程教育[1]。CDIO代表構思、設計、實現(xiàn)和運作，是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達。它以產(chǎn)品的從研發(fā)到運行的生命周期為載體讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。

項目教學法起源于美國，盛行于德國，近年來流傳到我國。目前，在我國的中、高職院校的教學中應用項目教學法已漸普及，應用型本科院校盛行CDIO工程教育模式，在CDIO模式下，應用項目教學法的研究尚少，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法做法，在應用型本科工程實踐中實施“項目教學”呢？不乏是一個新的課題。

二、國外項目教學法研究

它最初的含義是“知識可以在一定的條件下自主建構獲得， 學習是信息與知識、技能與行為、態(tài)度與價值觀等方面的長進，教育是滿足長進需要的有意識、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向的項目教學法，不僅傳授給學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。

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

德國項目教學法的實施過程包括布置項目、分析項目相關學科知識、材料購置及經(jīng)濟核算、項目設計及制造分工、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法的實施過程。

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

2.老師向學生分析跨專業(yè)學科相關知識

（1）CNC與經(jīng)濟關系。例：從簡單的零件到復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，要求學生通過數(shù)學計算，計算出最低耗材成本。

（2）CNC與電子、控制學關系。老師演示了一個方向在伺服電機驅動下，通過絲杠副傳動機構的傳遞，完成一個自由度的運動功能。這涉及到了電子。類似關聯(lián)學科的相關知識仍存在，不再贅述。

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

（4） 學生在教師指導下，分小組實施完成項目，不同小組之間協(xié)作完成不同項目內容：設計圖紙、編寫工藝、制造加工、檢測、裝配等。

（5）學生對項目總成本進行核算，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科的知識在其內。設計階段涉及到了機械設計的知識，加工前材料的采購階段涉及到物理學的知識，物資采購的能力以及經(jīng)濟關系，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，實際操作機床進行加工、監(jiān)測以及最后的裝配，涉及到了學生制造能力的培養(yǎng)，成本核算階段涉及到了數(shù)學和金融的知識，采用數(shù)控化機床與傳統(tǒng)機床的設計制造進行比較，提出問題，讓學生考慮解決的方法，涉及到了電子、控制學等相關技術。

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，德國教師在設計方面所下的功夫很大。項目“小組”的形式體現(xiàn)了學生團隊合作精神，共同或分工完成整個項目的設計和制作。參加項目教學工作小組的學生來自不同的專業(yè)和工種，甚至不同的專業(yè)領域，目的是訓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，德國的項目教學法滋生在“雙元制”教育體制的土壤內，教師綜合素質很高，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，還是在人們心理認同程度上都存在一定的差距。

三、在國內應用型本科中，嘗試以CDIO為理念，“項目”引領工程實踐

德國的學生在學習階段采用項目式教學方法，一切學習活動都是圍繞“項目”進行。工程實踐在本科院校是指實驗、課程設計、畢業(yè)設計、工程訓練、生產(chǎn)實習等環(huán)節(jié)。

1.開發(fā)項目

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

2. 以CDIO為教育理念，實證應用型本科院?！绊椖俊币I工程實踐

首先，確定方案，實現(xiàn)設計單一機構向綜合機構教學轉移，比較方案、驗證方案可行性并優(yōu)化方案；其次，準確設計機構；最后，實施制造，實現(xiàn)理論向實踐轉移，“知”向“行”轉移；最后，知行合一。

（1）構思項目：（Conceive ）： 概念階段。針對工程實踐，讓學生掌握專業(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，然后構思整個項目的架構和初步方案。讓學生構思出整個產(chǎn)品的幾個分機構的設計，結合以前所學，學生在指導老師的指導下，就會對該項目有一定的進一步認識和構思，從而對整個項目實現(xiàn)草案設計。

以2011年第八屆浙江省機械設計大賽為例，小車能順利穿越一區(qū)的狹窄隧道和二區(qū)并到達三區(qū)、四區(qū)完成救援任務，為實現(xiàn)短時間內救援機器人順利完成救援任務，其行走機構除具備良好的轉向性能及行駛穩(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構思：主要分兩大類，構思一： “救援小車”的行走機構，滿足速度、滿足差速轉向、滿足通過隧道、滿足車體拓寬，構思二：“救援小車”的救援目標抓取機構，滿足限定范圍內的救援活動，構思機械手式抓取還是吸盤吸入式。

（2）設計項目（Design）：技術階段。以項目產(chǎn)品設計與規(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)構思的初步草案，學生通過了解現(xiàn)有的產(chǎn)品設計思路，產(chǎn)品功能、應用領域，結合自己所學提出優(yōu)化設計理念和產(chǎn)品設計改進建議，對于能力比較強的學生選為技術小組組長，帶領其他組員主要解決設計和創(chuàng)新過程中，發(fā)現(xiàn)的一些問題，提交指導教師或通過查閱資料解決。

仍以“救援小車”為例，構思一中，可分解出兩類機構的設計：變距裝置結構設計、差速轉向行走機構設計；構思二中，可分解出機械手式抓取機構設計、機械臂結構設計、掃鏟式救援裝置設計、吸盤式救援裝置設計等。分解出的機構中通過比較進行優(yōu)化設計階段，確定最后方案。在每一個機構的設計中，都可以有不同種實現(xiàn)的途徑，這個時候一定要發(fā)揮學生之所能，讓學生進行發(fā)散思維，翻閱豐富的參考資料，設計各個不同的分機構，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為學生設計的“救援小車”的三維設計和二維設計。

（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。結合“產(chǎn)、學、研”互動的特色，將設計產(chǎn)品引入到工程訓練中心來，學生自己動手完成零件的加工和裝配，以設計圖紙為藍本，完全按照工件圖紙要求進行，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，可以增強學生的生產(chǎn)勞動觀念、產(chǎn)品質量觀念和經(jīng)濟價值觀念，零件加工和裝配的訓練過程為培養(yǎng)學生的工程實踐素質、理論聯(lián)系實際和嚴肅認真的工作作風打下了堅實的基礎，過程中產(chǎn)生的問題可以磨練學生的工程意志和提升學生的工程素質。圖3、圖4分別為學生設計的“救援小車”的行走機構圖，和“救援小車”的抓取結構。

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圖3 “救援小車”的行走機構

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圖4 “救援小車”的抓取結構

（4）運作項目（Operate）：服務階段。各個機構設計完整后，確定最終方案，制造組裝出來完整的產(chǎn)品?？梢詫椖窟M行運作，完成任務。圖5和圖6為學生設計的“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與項目引領工程實踐的相輔相成的關系

CDIO工程教育雖然包含培養(yǎng)學生實踐能力的教學項目，但不同于項目教學。在應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項目，也包括專業(yè)技術的系統(tǒng)知識教育，具有長期性與學制化的特點；而項目教學是針對某一具體項目開展的教學活動，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，項目教學包括立項、計劃、實施、展示和結項等各個階段，學生需要在教師的幫助下對各個階段中可能產(chǎn)生的問題找出相應的解決方法。但是兩者的實質性不同在于，CDIO工程教育旨在提供一種學生獲取知識與經(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，并不隨著實踐教學項目的完成而終結。而項目引領工程實踐是實實在在的項目在貫穿整個工程實踐的訓練。

五、總結

借鑒德國“項目教學”的做法，以CDIO為工程教育理念，項目引領工程實踐，不僅提高了學生綜合素質、工程意識和創(chuàng)新能力，而且促進教師和學生互動實踐教學。對比德國項目教學法，也看到了我國項目引領工程實踐實施的軟硬環(huán)境均存在不足之處，德國項目教學注重項目成本的核算、指導教師的綜合素質較高、項目完成后的功能拓展、制造項目的工業(yè)化程度等等，而應用性本科的工程實踐，若要借鑒德國項目教學法，與師資力量、實踐教學體制、軟硬件都存在直接關聯(lián)。因此，在科學的方法論指導下與嚴謹?shù)男袆涌蚣軆韧七M應用型本科的項目引領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 ]

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

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

篇7

最初負責控制大小球的機械手大都采用繼電器接觸邏輯控制系統(tǒng)進行控制。它的接線復雜，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)對機械手的控制。通過改進后的系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強、便于維護等優(yōu)點。

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

目錄

前言

內容摘要

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 程序設計.............................14

第五章 系統(tǒng)設計.............................22

第六章 調試說明書...........................29

小結.........................................31

內容摘要

本設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計方案，通過比較并結合控制系統(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)作了詳細的描述，并給出了相應的操作程序。根據(jù)本設計的控制特點：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)轉移圖，由此得出對應的梯形圖程序和系統(tǒng)指令表。根據(jù)控制要求，結合程序設計，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。接著是調試部分，列出了相應的操作步驟。最后是對本設計的總結

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

關鍵詞：控制系統(tǒng) 可編程控制器（PLC） 選擇性分支 程序設計 系統(tǒng)設計

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開關和左限位SQ3開關壓合動作，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，可通過手動方式調整到原點位置后再啟動。

2、大小球判斷 當電磁鐵碰到小球時，下限位開關SQ2動作壓合；當電磁鐵碰到大球時，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、繼電控制的電路復雜，若要想改變邏輯關系就要改變接線關系。

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人員接受，但對于一個復雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內部的連鎖、互動關系復雜，其梯形圖往往長達數(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標準SFC語言，用于編制復雜的順序控制程序。利用這種先進的編程方法，初學者也很容易編出復雜的順控程序，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試、試運行帶來許多難以言傳的方便。

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

狀態(tài)轉移圖 圖2--1

說明表2--1

X1 上限位開關 Y4 左移操作程序

X2 下限位開關 Y5 下降操作程序

X3 左限位開關 Y6 放球操作程序

X4 小球限位開關 Y7 上升操作程序

X5 大球限位開關 Y8 左移操作程序

Y1 下降操作程序 M0 輔助開關 Y3 上升操作程序 T2 1S定時器

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

通過上面的狀態(tài)轉移圖可以發(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，工序的轉換條件直觀。

（3）可讀性強、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)轉移圖進行的編程，而狀態(tài)轉移圖是描述控制過程和特性的一種圖形，也是設計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，它是一種通用的技術語言?？梢赃M一步設計和不同專業(yè)的人員之間進行技術交流之用，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，確定輸入輸出設備

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

2、確定輸入設備 系統(tǒng)的輸入設備要有五個行程開關和一只按鈕，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，機械臂的動作要求如下：

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

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

4、機械臂開始上升，到達上限位開關SQ1（X001）時，SQ1（X001）壓合，上升動作結束。其操作程序如下：

5、機械臂開始右移，若到達小球限位開關SQ4（X004）時，SQ4（X004）壓合；若到達大球限位開關SQ5（X005）時，SQ5（X005）壓合右移動作結束。其操作程序如下：

&nbs p;

6、機械臂開始下降，到達下限位開關SQ2（X002）時，SQ2（X002）壓合，下降動作結束。其操作程序如下：

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

8、機械臂開始上升，到達上限位開關SQ1（X001）時，SQ1（X001）壓合，上升動作結束。其操作程序如：

9、機械臂開始左移，到達左限位開關SQ3（X003）時，SQ3（X003）壓合，左移動作結束。其操作程序如下：

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

第四章 程序設計

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)轉移圖4--1

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

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

驅動負載

LDI T1

OUT Y001

第二步：

依次轉移 LD T1

第一分支轉移條件

向第一分支轉移

AND X002

SET S22 第一分支轉移方向

LD T1

第二分支轉移條件

向第二分支轉移 SET S32 第二分支轉移方向

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)驅動。其狀態(tài)轉移 圖4--2和指令表4—2如下：

匯合狀態(tài)S25的狀態(tài)轉移圖4--2

S25匯合狀態(tài)編程采用的方法是：依次進行匯合前所有狀態(tài)的驅動處理，再依次向匯合狀態(tài)轉移

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：

依次進行匯合前所有狀態(tài)的驅動處理

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

OUT T2 K10 驅動負載

SET Y004

LD T2 轉移條件

SET S23 轉移方向

STL S23 激活S23狀態(tài)

OUT Y000 驅動負載

LD X001 轉移條件

SET S24 轉移方向

STL S24 激活S24狀態(tài) S24狀態(tài)的驅動處理

LDI X004 驅動負載

OUT Y003

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

OUT T3 K10 驅動負載

SET Y004

LD T3 轉移條件

SET S33 轉移方向

第一步：

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

OUT Y000 驅動負載

LD X001 轉移條件

SET S34 轉移方向

STL S34 激活S24狀態(tài) S34狀態(tài)的驅動處理

LDI X004 驅動負載

OUT Y003   ;

第一步：

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

LD X004 轉移條件

SET S25 轉移方向

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

LD X005 轉移條件

SET S25 轉移方向 狀態(tài)轉移圖4--2

狀態(tài)轉移圖所對應的程序梯形圖如圖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)設計

本章的主要內容是設計本系統(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

2 FU3 作變壓器短路保護用

3 TC 給PLC及PLC輸出設備提供電源

4

主電路 FU1 作電動機M1的電源短路保護用

5 KM1主觸頭 控制電動機M1的正轉

6 KM2主觸頭 控制電動機M1的反轉

7 FR1 作電動機M1的過載保護用

8 M1 升降電動機

9 FU2 作電動機M2的電源短路保護用 11 KM4主觸頭 控制電動機M2的反轉 13 M2 水平移動電動機

14

控制電路

PLC輸入電路 FU4 作PLC電源電路短路保護用

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正反轉聯(lián)鎖保護

28 KM1常閉觸頭 M1正反轉聯(lián)鎖保護 30 KM1常閉觸頭 M2正反轉聯(lián)鎖保護

31 FU6 PLC輸出電路短路保護

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 JLXKI-111 5 只 15 & nbsp;端子板 TD-1520 1 只

16 安裝鐵板 600mm*700mm 1 塊

17 導軌 35mm 0.5 m （續(xù)）

19

消耗材料 銅導線 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行配線安裝。

4、板上元件及外圍設備的配線安裝。

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、 通電調試、監(jiān)控系統(tǒng)

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

2、進行端口設置后，寫入程序

3、調試系統(tǒng)。將PLC的RUN/STOP開關拔至RUN位置后，觀察系統(tǒng)的遠行情況。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試，直至系統(tǒng)實現(xiàn)功能。

小結

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

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

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，維護方便。應用起來相當?shù)姆奖恪?/p>

感謝劉耀元老師及同組同學的大力支持和幫助，通過本次畢業(yè)設計制作，使我對自己所學的知識有一個新的提高。在查詢資料和收集有關材料期間，經(jīng)歷了不少的艱辛，但收獲同樣是巨大的。在整個設計過程中，使我所學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。通過本次的設計，相信對今后的學習工作有著重要的影響。

最后，再次感謝老師劉耀元，在他的細心指導下，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，在這次設計中，更體現(xiàn)出真誠、合作的團隊精神，而這種精神也是當今社會所需要的。

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

篇8

前言

電氣控制與PLC技術已廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自動化、信息化、遠程化及智能化領域中?！峨姎饪刂婆cPLC》是現(xiàn)代控制設備中應用最廣泛、實用性最強、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一。它是一門集理論性、實踐性很強的課程。《電氣控制與PLC技術》要求學生掌握電氣設備運行、維護、安裝及調試等方面的理論知識和應用能力。對于電氣工程與自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、農業(yè)電氣及其自動化和農業(yè)機械制造專業(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》系列課程的教學設計不完善，授課內容不能滿足各專業(yè)學生的需要。同時，為了確保教學效果，各學校建設了PLC實訓室，但是因沒有設施較為齊全的實驗室，在實際的教學中很難收到應有的教學效果。為此，筆者根據(jù)幾年來對該課程教學的實踐與探索，在逐一分析這些教學問題的基礎上，總結出在《電氣控制與PLC技術》系列課程方面積累的經(jīng)驗，以供大家參考。

一、整合課程教學內容，注重技術能力培養(yǎng)

通過市場調研分析得知，《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基本原理及應用能力、編程能力、功能指令應用能力與維護能力。按照這些能力培養(yǎng)的需要，重新構建實踐教學內容體系，即將實踐教學比重提高到70%，為以后從事現(xiàn)代設備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎。因此，在課程內容教學安排上，要注重相關課程（如電工技術、電機控制、單片機控制技術等）在該課程中的應用，采用循序漸進的方式，在內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、從原理應用到工藝安裝，使學生由易到難學習，逐步掌握現(xiàn)代設備電氣控制原理分析和故障診斷方法。

經(jīng)過大量的調查研究，結合電氣工程與自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、農業(yè)電氣及其自動化和農業(yè)機械制造專業(yè)的特點，將《電氣控制技術》與《PLC技術》整合為《電氣控制與PLC技術》課程。在課程教學中，通過一體化教學、案例教學等教學形式，修訂了各專業(yè)的教學大綱，調整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學內容和教材，并且對教學內容安排、教學方法等進行了精心組織和安排。根據(jù)課程特點和教學大綱要求，明確了各章節(jié)的重點和難點知識，選出學生應重點，并且在教學過程中，合理使用多媒體教學，這樣既調動了學生學習的積極性，又便于更好的理解知識。

二、為提高教學效果開發(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用等重、難點，以往用板書的形式教學，效果往往不是很理想。對于這種情況，本人結合實際案例，以訓練學生的實踐技能能力為目標，并結合當前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實該課程的設置內容，使學生能更好的得到的訓練。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，如：Flas、影像和聲音等，使課程內容形象生動。

三、采取多種教學方法

在《電氣控制與PLC》課程教學過程中可以采用項目教學法或任務驅動教學法。這種學習方法是使學生的學習圍繞完成一個具體任務進行，這個具體任務將教學內容融合在一起，把理論與實踐有機地結合。這一教學方法始終把學生作為學習的主體，以任務作為驅動，讓學生通過自己的操作，把書上死的理論變成活的應用，教師的引導、點撥更多的是把知識加以引申，使學生能夠觸類旁通，點面結合、以點帶面、以舊帶新。教師引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”，從而使學生獲得清晰的思路，能夠把握知識的脈絡。

四、加強實踐教學環(huán)節(jié)

《電氣控制與PLC技術》是一門實踐性很強的專業(yè)技術課。該課程的設置包括理論教學、實驗環(huán)節(jié)和課程設計環(huán)節(jié)教學。為了更好的體現(xiàn)課程內容，開設高質量的實驗課，達到實踐的目的和效果，在評價方法中，將實驗過程中的進行情況、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生的學習主動性和自我解決實際問題的能力。同時，利用現(xiàn)有的設備開發(fā)新型的實驗。另外，鼓勵學生走進創(chuàng)新實驗室，培養(yǎng)學生的創(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、遙控車等玩具做為學生實訓的控制對象。另一方面，開發(fā)了面向工程應用的多種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、課程設計、設計創(chuàng)新和畢業(yè)設計）不同專業(yè)（電氣工程及其自動化、農業(yè)電氣化與自動化、機械制造及其自動化、農業(yè)機械制造及信息控制）的實踐教學體系，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。

（二）利用現(xiàn)成的教學模型進行二次開發(fā)。

先期建立的PLC實驗室，購置了一些先進的教學模型，如機械手控制模型、立體倉儲模型、四層電梯模型、八層變頻調速電梯模型、挖掘機控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機PLC控制，從最近幾年的應用來看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學生都失去了興趣。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實訓實驗室。這些二次開發(fā)的新的教學裝置與企業(yè)現(xiàn)場的實際控制接近，成本低，學生興趣高，課堂教學效果好，。

（三）基于組態(tài)技術的PLC實訓仿真系統(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)軟件在計算機屏幕上模擬PLC的控制對象可以彌補上述不足，并且成本低、免維護、靈活多樣、形象直觀、豐富學生的實訓課內容，增強PLC實訓課的教學效果。到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開發(fā)了自動售貨機、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對象，并且這些組態(tài)實訓仿真對象已經(jīng)用于PLC各個實訓環(huán)節(jié)，在實訓過程中，學生的參與性增強了，提高了教學質量。

（四）建立開放式實驗室。

在老師的指導下讓感興趣的學生選擇實驗項目，進行實驗，能夠使學生的創(chuàng)新能力得到提高。在實驗教學資源的利用，實驗教學質量的提高，學生實踐能力的培養(yǎng)，以及學生實驗時間和空間的調節(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，使學生的動手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學生在實驗項目的進行中體會了科研的樂趣。

（五）通過補充新知識滿足學生技能需求。

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論文鍵詞：自主學習；工作坊；效果；不足

自主學習，又稱自我調節(jié)的學習，一般是指學習者自覺確定學習目標、選擇學習方法、進行學習監(jiān)控、評價學習結果的過程。自主學習對于激發(fā)學生學習動機、挖掘學習潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新精神以及形成獨立學習和終身學習的思想等都具有重要意義。

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

一、工作坊教學模式的運作

2010年年末寧波職業(yè)技術學院將工作坊教學模式引入教學工作中。“工作坊”就是以實際項目為載體、以學生鍛煉實際動手能力、強化專業(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場所，是學生進行課外工作實踐和提高自我管理能力的場所，同時也可作為學生完成畢業(yè)設計和教師進行技術研發(fā)提供項目設計和制作平臺。

（一）工作坊的組成

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

（二）工作內容的確定

工作坊的內容以項目為核心，項目的題目或由指導技師給定，或由學生自己提出，學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

工作坊的運作完全由學生自主管理，學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、制定技術方案、擬制項目計劃書、技術設計、加工制作、成果評價、成果等各個過程。項目進行中的資金管理、進度檢查、會議和討論安排等事務均由學生自己完成。

（四）學生自主實踐的運作

在活動中，學生憑個人興趣愛好，在老師的指導下，設計自己所要制作的物品，利用課外時間進入工作坊從事設計、制圖、加工制作、裝配調試和修理。

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

二、工作坊教學模式取得的效果

（一）搭建了自主學習平臺，豐富學生課余生活，提高學生自主學習能力

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

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

工作坊工作的推進倡導校園“無界化”理念，通過不同專業(yè)、不同年級學生的自由組合，學生之間互相學習，取長補短，豐富了學生的學習領域知識，為學生提供“文（科）工（科）交叉，多元發(fā)展”的平臺。學生通過自我管理、自主完成項目開發(fā)、設計，不僅激發(fā)學生的學習興趣，而且提高了學生的創(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。學生通過小組協(xié)作完成項目的開發(fā)，增強了學生的團隊協(xié)作意識，避免出現(xiàn)我行我素的“人才”，提高了學生組織、交流、協(xié)調能力。

（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)秀的學生脫穎而出，這些優(yōu)秀學生將作為工作坊的指導小老師，負責指導下一期的學生，并作為科技大賽儲備人才。其中“機械手的制作與操作”工作坊的同學在參加2011年浙江省高職院校“機器人”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，“機械創(chuàng)新設計與制作”工作坊的同學在參加2011年浙江省大學生職業(yè)技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽機械部件創(chuàng)新設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都是在工作坊的學習選拔中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀學生。學生之所以能夠取得這些可喜的成績，都是學生平時通過在工作坊的項目開發(fā)過程中不斷學習與磨練的結果。

（四）為教師科技研發(fā)提供平臺，提高教師的科研能力

工作坊不僅為學生提供自主學習的平臺，同時也為教師提供了科技研發(fā)的平臺，教師在指導學生的過程中同學生一起發(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難題攻關，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生一起動手操作，不僅提高了學生的實踐動手能力，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

工作坊的建設還在起步階段，還存在許多不足之處。

（一）工作坊的指導老師由專業(yè)教師兼職，教師指導學生同時還要擔任教學任務，由于指導教師的精力有限因此指導教師不能將全部經(jīng)歷花費在工作坊的指導工作中，雖然工作坊配備了企業(yè)技術兼職人員，企業(yè)技術員由于工作原因也不能隨時指導學生，因此學生在遇到自己無法解決的問題需要指導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度。因此工作坊還需配備專職的指導教師。

（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）學生在開展工作坊項目時，學生參差不齊，能力強的學生能夠按照指導老師的要求完成各項任務，有些同學能力相對較弱，雖然參與的積極性很高，但在遇到自己不能解決的問題時，依賴老師、其他同學的依賴性很強，因此工作坊的開展還應考慮針對不同層次的學生在分配任務方面應依據(jù)不同學生的特點，針對其長處分配不同任務，充分調動學生的積極性，使學生的特長能夠得到充分發(fā)揮。

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

可編程控制器（PLC）是20世紀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、計算機技術和通訊技術于一體。PLC以其體積小、功能齊全，通用性強，可靠性高、抗干擾能力強、能適應惡劣工業(yè)環(huán)境等獨特的優(yōu)點，在各個領域獲得了廣泛應用，被譽為當代工業(yè)自動化的三大支柱之一?！犊删幊炭刂破髟砼c應用》是武漢東湖學院機電工程學院面向電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)所開設的一門專業(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年教學實踐的基礎上，對《可編程控制器原理與應用》這門課程的教學方法進行了探索和總結，以期能進一步提高該課程的教學質量。

一、我院《可編程控制器原理及應用》課程現(xiàn)狀

《可編程控制器原理及應用》是一門實踐性很強的專業(yè)課。這門課程設置的最終目的是讓學生掌握可編程控制器的工作原理、編程方法，并達到能利用它來實現(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。

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

我所在的學院對《可編程控制器原理與應用》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生掌握PLC的工作原理、指令以及相應編程方法，最后再應用于簡單的系統(tǒng)，對任課教師來說是一個挑戰(zhàn)。選擇合理的教學內容并把握好教學重點是至關重要的環(huán)節(jié)。

二、教學方法探索

1.培養(yǎng)學生學習興趣

興趣是學生最好的老師，也是他們學習的動力。如何才能提高學生的興趣呢？

（1）充分重視初期課程

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

（2）教學案例緊貼生活

可編程控制器原理與應用的教學內容很多，其中編程方法是重點也是難點。而編程方法的基礎則是指令的學習，指令學習是非常單一的，如果按照傳統(tǒng)的理論教學模式，會讓學生覺得難以理解并且會感到枯燥乏味，會降低他們的學習興趣和學習熱情。因此，我引入了案例教學法，而且所選案例緊貼日常生活，為學生所熟悉。比如引導學生設計十字路通燈，從中介紹定時器的應用；引導學生設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，從而提高學生的學習興趣和學習效率。

2.教學內容選擇

可編程控制技術的涵蓋面非常廣，可以應用于自動化、電力、交通運輸、航海等各個領域，其知識點也非常多，在有限的課堂時間內，如何有針對性地選擇教學內容至關重要。

由于我所面對的專業(yè)為電氣和自動化，在后續(xù)的學習過程中需要具備一定的電氣控制基礎，但前期并沒有開設相關課程。故在設計本課程教學內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、工作原理等內容，然后再結合學校實驗設備――OMRONCPM2A，讓學生掌握該設備的內部元器件、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生掌握基本的總體程序設計方法，包括經(jīng)驗設計法、時序邏輯設計法和順序控制設計法等。讓學生逐步由簡到難，慢慢掌握PLC的用法。重要的是還要讓學生能夠觸類旁通，通過學習了CPM2A PLC后也能去掌握其它型號PLC的相關用法。

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，而且能和其他專業(yè)課掛鉤。

3.教學方法探索

（1）采用啟發(fā)式教學

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

（2）更新教學模式

在授課時，突出加強學生綜合能力培養(yǎng)和開啟學生工程思維方式的教學理念。在講指令和程序設計案例時，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來進行解決，在其中引入相關原理和概念，并在適當?shù)臅r候對有關知識進行拓展，以培養(yǎng)學生應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，注重課堂教學與科研成果的融合，加強課堂教學和工程實際的聯(lián)系，豐富課堂教學內容，不僅使課堂教學即具有基礎理論性，又具有較強的應用性，而且使學生能更準確把握理論知識與工程實際的結合，激發(fā)學生主動學習的積極性。

（3）教學手段靈活

近年來，隨著信息技術的不斷發(fā)展，多媒體教學已經(jīng)成為課堂教學的主要形式。多媒體教學能夠通過圖像、文字、動畫等多種形式來呈現(xiàn)教學內容。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合，以充分發(fā)揮板書層次清晰和多媒體教學手段形象生動、信息量大的特點，加深學生對課程重點難點的理解，提高教學質量和水平。

4.重視實踐環(huán)節(jié)

該課程實踐性非常強，需要充分鍛煉學生的動手能力，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

實踐教學作為專業(yè)教學的一個重要組成部分，與理論課教學處于同等重要的位置。針對該課程特點，我們院設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的PLC基礎，則為他們設置的實踐環(huán)節(jié)是從“認知――課程實驗――課程設計”，有一部分特別感興趣的學生，還可以在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)和專業(yè)設計環(huán)節(jié)中選擇合適的案例和控制系統(tǒng)來進行進一步的研究。同時，學校配備了并建立了設計性、開放性、綜合性、先進性的實驗教學平臺，學生可以根據(jù)學習需要自主選擇、設計完成不同類型實驗，有利于培養(yǎng)學生的工程應用能力和設計創(chuàng)新能力。

（2）充分調動學生積極性

在實踐環(huán)節(jié)中，為了充分調動學生的積極性，讓學生在動手的過程中去掌握PLC的相關應用方法，也為了避免學生“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，我們將教學內容分成不同的設計任務，然后將學生分成若干個興趣小組，由興趣小組的學生來進行討論，分組完成設計任務。在教學過程中，教師處于主導地位，調動興趣小組的協(xié)作能力，讓學生自己動手編程序，然后進行程序調試，在調試過程中找出問題并解決，不斷進行總結。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用。

同時，從各個興趣小組中抽調出一部分優(yōu)秀的學生去參加相關大賽，以大賽促進教學，也可以進一步帶動并促進學生的學習積極性。

三、結束語

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

參考文獻：

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