自动化课程设计心得

自动化课程设计心得（精选6篇）

自动化课程设计心得 第1篇

自动化课程设计心得

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对实际工作能力的具体训练和考察过程.随着暖通科学技术发展的日新日异，暖通自动化控制已经成为当今较为前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此在我们学习暖通书面知识的同时，我们更应该加强实际中的知识的应用。

在刘老师的指导下，我顺利的完成了本次建筑设备自动化课程设计中规定的内容，收获颇多，感触很深。通过课程设计，掌握了什么是系统原理，系统设计工作的基本过程及其各阶段的基本任务，熟悉了系统设计总流程框图，了解了系统设计的生成过程、构造工具及其相关的技术，对课本上的知识有了更深的理解，课本上的知识是机械的，表面的。通过把该课程设计的内容，把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单，对系统原理有更深的理解。这次课程设计，也使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，比如有时候被一些小的，细的问题挡住前进的步伐，让我总是为了解决一个小问题而花费很长的时间。最后还要查阅其他的书籍才能找出解决的办法。并且我在做设计的过程中发现有很多东西，也知道拉自己的不足之处，知道自己对以前所学

过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。本次课程设计结合了我们以前学过的专业知识和自控知识，很大程度上加深了我们对其他课程的了解。也运用到了我们专业有关的软件，使我们在操作专业软件上更加顺手了。作为一名大学生，掌握一门或几门专业制图软件同样是必不可少的，本次课程设计中要求用 auto CAD制图。用cad制图方便简洁，易修改，速度快，我的设计，都是在cad上设计出来的。能够轻松的操作专业软件是我们以后找工作的一大优势。

我们这次课程设计的时间大约只用了一个星期，其中不乏刘老师对我们的辛勤指导，还有重要的一点就是团结。我们课程设计采用分组合作的形式，组间成员亲密无间的合作对这次课程设计的顺利完成起到了至关重要的作用。这就需要我们有团队精神，正所谓“众人拾柴火焰高”，我们便能达到我们的目标。

我很高兴本次自动化课程设计在老师的指导下顺利的完成，也很感谢我们组员之间默契的配合，通过大家的努力，终于得有收获。最后，感谢刘老师这一个学期以来对我们的关心和帮助，在你的辛勤教诲下，我们更加有信心去应对专业方面的各种挑战，为自己赢得更好的未来。

2012年09月8日

自动化课程设计心得 第2篇

自动化1902班

1915050216

李雨晨

设计任务书

一，引言

1.设计任务和要求

设计一个3又1/2位数字电压表，要求其具有自动转换功能。

二，方案选择与论证

般需要优先设计一个总体方案：针对所设计的任务、要求和条件，根据已掌握的知识和资料，从全局着眼，将总体功能要求合理地分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能和总体工作原理的框图。通常符合要求的总体方案不止一个，设计者应仔细分析每个方案的可行性和优缺点，并从设计的合理性、技术先进性、可靠性、经济性等方面反复比较，选出最佳方案。

还要设计单元电路设计单元电路前必须明确对各单元电路的要求，详细拟订出单元电路的性能指标，注意到各单元电路间的配合问题，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并考虑到能使各单元电路采用统一的供电电源，以免造成总体电路复杂、可靠性、经济性均差等缺点。具体设计时可选用成熟的先进电路，也可在与设计要求较接近的电路基础上适当改进或进行创造性设计。

在电路设计过程中，必须对某些参数进行计算后方可挑选器件，只有深刻地理解电路的工作原理，正确地运用计算公式和计算图表，才能获得满意的计算结果。在设计计算时，常会出现理论上满足要求的参数值不是唯一的，设计者应根据价格、体积和货源等具体情况进行选择，计算参数时应注意以下问题：

1，各元器件的工作电流、电压和功耗等应符合要求并留有适当裕量。

2，对于元器件的极限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定值的1.5倍。

3，对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑。

4，电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值。

5，在保证电路达到功能指标要求的前提下，应尽量减少元器件的品种、价格、体积等。

选择元器件：

一，集成电路的选择

由于集成电路可以实现众多单元电路甚至整机电路的功能，所以选用集成电路不仅可减少电子设备的体积和成本，提高可靠性，且使设计简化，安装、调试及维修大大方便。因此一般应优先选用集成电路。集成电路常见的封装方式有：双列直插式、扁平式和直立式三种，一般尽可能选用双列直插式，因为这种封装方式易于安装和更换。

二，其它元器件选择的一般原则

1，电阻器的选择

选择电阻器除阻值和功耗等主要参数外，还应从以下几方面进行考虑：

1）掌握所设计电路对电阻器的特殊要求，即对高频特性、过载能力、精度、温度系数等方面的技术要求。

2）尽量优先选用通用型电阻器及较疏的标称阻值系列，因为此类电阻器价格低、货源足。

3）所选电阻器的额定功率必须大于实际承受功率的两倍。

2，电容器的选择

选择电容器除容量和耐压等主要参数外，还应考虑以下方面：

1）合理确定对电容器精度的要求。

2）注意对电容器高频特性的要求。

3，电位器的选择

电位器的主要参数有：标称阻值、精度、额定功率、电阻温度系数等，选用时应根据所设计电路的要求确定。

绘总体电路图

总电路图是在总框图、单元电路设计、参数设计和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计的依据。因此总体电路图具有重要作用。

绘制时应注意以下几点：

1，注意信号的流向：一般从输入端画起，由左至右（或由上至下）按信号流向依次绘出各单元电路，使全图易于阅读和理解。

2，注意总体电路图的紧凑和协调，做到布局合理，排列均匀，图面清晰。

3、尽量将总体电路图绘在一张图纸上。如果电路较复杂，一张图纸内无法容纳，则应将主电路图画在同一张图纸上，而将其余部分按设计单元电路画在另一张图纸上或数张图纸上，并在各图纸所有断口两端做上标记，以此说明各图纸间电路连线的来龙去脉。

4，图中元器件的符号应标准化。

5，连接线一般画成水平线或垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。相互连通的交叉线，应在交叉处用圆点标出。

应用Altium Designer电路设计软件画原理图、PCB图

1，电路原理图的设计

电路原理图的设计主要是用AD的原理图设计系统来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用AD所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。

2，产生网络表

网络表是是电路原理图设计与印刷电路板设计之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。

3，印制电路板的设计

印制电路板的设计主要是针对AD的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助AD提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的工作等。

电路的组装

电子电路的组装与调试在电子设计技术中占有重要的位置，它是对理论设计进行检验、修改和完善的过程，任何一个产品往往都是在安装、调试并反复修改多次方能最终完成。

1，电子电路的组装

组装电路通常采用焊接和在面包板上插接两种方法，无论采用哪种方法均应注意以下几方面：

1）所有元器件在组装前应尽可能测试一遍，以保证所用的元器件均合格。

2）所有集成电路的组装方向要保持一致，以便于正确布线和查找。

3）组装分立元件时应使其标志朝上或朝向易于观察的方向，以便于查找和更换。对于有极性的元件，例：电解电容、二极管等，组装时一定要特别注意，不要搞错。

正确的组装方法和合理的布局，不仅可使电路整齐美观、工作可靠，而且便于检查、调试和排除故障。

三，电路的调试

调试是指调整和测试。测试是在电路组装后对电路的参数与工作状态进行测量，调整则是在测试的基础上对电路的某些参数进行修正，使满足设计要求。

在调试前应拟订出测试项目、测试步骤、调测方法和所用的仪器等，做到心中有数，保证调试工作圆满完成。

1）调试方法

原则上有两种：

A、边安装边调试的方法。它是把复杂的电路按原理框图上的功能分成单元进行安装和调试，在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围，最后完成整机调试。这种方法一般适用于新设计的电路。

B、在整个电路全部焊接安装完毕后，实行一次性调试。这种方法一般适用于定型产品和需要相互配合才能运行的产品。

电子电路的调试

在调试单元电路时应明确本部分的调试要求。调试顺序按信号流向进行，这样可以把前面调试好的输出信号作为后一级的输入信号。在调试过程中应有详尽的记录。

整机联调

各单元电路调试好以后，并不见得由它们组成的整机性能一定很好，因此还要进行整机调试。整机调试主要是观察和测量动态性能，把测量的结果与设计指标逐一对比，找出问题及解决办法，然后对电路极其参数进行修正，直到全机的性能完全符合设计要求为止。

故障诊断方法

静态查找法：用万用表整机出现故障后，首先应仔细观察有无元器件出现过热痕迹或损伤情况，有无脱焊、短路、断脚和断线情况。然后采用静态和动态查找法。

测量元器件引脚电压、测量电阻值、电容漏电以及电路是否有断路或短路情况等。

当静态查找仍不能发现故障原因时，可采用动态查找法。即通过相应的仪器、仪表在电路加上适当信号的情况下测量电路的性能指标、元器件的工作状态。由获得的读数和观察到的波形等可准确、迅速地查找到故障发生的部位及产生的原因。

四，方案的原理图

(1)，量程转换电路：把被测量的直流电压量程范围由0到2V，扩展成 0到20V到200V

(2)，A/D转换器：将0到2V直流电压信号转换成数字量

(3)，译码显示驱动器：把BCD码(数字量)转换成LED对应的字模。

(4).显示处理：完成A/D转换过程的处理，即显示LED小数点移位处理，量程自动切换等。

(5)，LED显示器：显示测量值(电压值)

管脚图，VAG：接地端（模拟地）

2，VR：基准电压输入端（可由5G1403通过分压提供+2V或200mV基准电压）

3，VX：被测信号输入端

4，R1

5，R1/C1

6，C1：外接电阻R1、电容C1端 外接元件典型值：量程为2V时，R1=470K 量程为200mV时 R1=27K

7，CO1

8，C02：外接失调补偿电容C0端

9，DU：转换更新控制端

10，CLK1

11，CLK0：外接振荡器电阻RC端RC=470K

12，VEE：模拟部分负电源端

13，VSS：公共接地端

14，EOC：转换周期结束标志 每当转换周期结束，EOC端输出一个宽度为1/2CP的正脉冲

15，/OR：过量程标志 当|VX|>VR时，/OR输出低电平24—VDD：正电源端，芯片工作电压为+5V、-5V

精密低压基准电源—5G1403芯片

5G1403它能提供2.5V高稳定度输出电压，作为精密电压源使用。主要特点：

1，温度系数小。(小于60ppm/c`)

2，稳定性高，当输入从+4.5V到+15V变化输出变化小于3mV。本系统中主要作为5G14433的基准电源(+2V)其管脚见下图所示。

ICL7660提供给5G14433的VEE端-5V电源

ICL7660变换器主要应用在直流供电系统，能将+5V电源简便地变换为-5V电源。主要特点：

1，+5V电源变换±5V电源。

2，简便地实现倍压 Vout =(-)nVin(Vout 输出电压，Vin 电源电压，n使用器件数)。

3，开路电压转换效率高达99.9%

4，电源电压范围：1.5~10.0V。

A/D转换器(MC14433)

MC14433A/D转换器是美国摩托罗拉公司生产的双积分型A/D转换器。

1，主要性能及特点：

(1)，属于CMOS大规模集成电路。

(2)，转换准确度为±0.05%。

(3)，具有自动调零和自动极性转换功能。

(4)，具有转换结束和过量程标志(/OR)。通过(/OR)实现量程自动转换。

(5)，具有转换更新控制。通过输出控制端DU与转换结束端EOC连接使A/D转换结果更新，处于连续测量。

(6)，具有读数保持功能。

(7)，电压量程范围分两档0到200mV、0到2V。

(8)，功耗低、抗干扰能力强(双积分型)。

(9)，转换速度 3到10次/s。

量程转换电路

量程转换电路主要任务是把被测量直流电压转换成A/D输入端所能接受的电压范围，然后把其转换成数字量加以显示。

本设计中选用A/D芯片为美国摩托罗拉公司生产的3又1/2位A/D转换器。即MC14433[国内型号5G14433]它具有获得超量程(OR)便于实现量程自动转换。电压量程分为两档；200mV、2V。当选用量程为2V时；则对被测输入信号通过电阻分压，使高、低两档分别衰减10倍与100倍。量程转换电路

K1开关作用：

测量范围为0到20V时断开，使Vi衰减10倍进入5G14433输入端。

测量范围为20V到200V时K1闭合，使Vi衰减100倍进入5G14433输入端。

字形译码驱动电路—芯片CC4511

CC4511为显示译码驱动器，其内部带有锁存器，当锁存允许端LE=0时，锁存器直通，输出端随数据输入端变化，因此将LE端接地。CC4511的输出端接限流电阻，当电源电压+VDD=+5V时每只电阻的阻值约为数百欧。

CC14433A/D转换器的转换结果以BCD码的形式从Q0—Q3输出，分别与CC4511的数据输入端A—D相连接，对应的显示器便显示出0—9的十进制数字。

若输入电压UI大于1.999V，/OR端输出为“0”，控制CC4511的灭灯端/BI，即/BI=0，显示器的数字全部灭，只有负号和小数点仍亮。

CC4511管脚图

五，收获体会

布局和布线是PCB设计中的两个最重要的内容

所谓布局就是把电路图上所有的元器件都合理地安排到有限面积的PCB上。最关键的问题是：开关、按钮、旋钮等操作件，以及结构件(以下简称“特殊元件”)等，必须被安排在指定的位置上;其他元器件的位置安排，必须同时兼顾到布线的布通率和电气性能的最优化，以及今后的生产工艺和造价等多方面因素。这种“兼顾”往往是对硬件设计师水平和经验的挑战。

布线就是在布局之后，通过设计铜箔的走线图，按照原理图连通所有的走线。显然，布局的合理程度直接影响布线的成功率，往往在布线过程中还需要对布局作适当的调整。布线设计可以采用双层走线和单层走线，对于极其复杂的设计也可以考虑采用多层布线方案，但为了降低产品的造价，一般应尽量采用单层布线方案。结合自己做过双面板和四层板的设计。

PCB设计的一般原则

PCB尺寸大小和形状的确定

首先根据产品的机械结构确定。当空间位置较富余时，应尽量选择小面积的PCB。因为面积太大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加，但还要充分考虑到元器件的散热和邻近走线易受干扰等因素。

就目前我们这个项目来说，我对机械设计对PCB设计的影响的体会是相当深的，不一般吧，这三块板子，那块是规规矩矩的，这都是由于我们产品自身的原因导致机械结构的特殊，而机械结构的特殊，就对电路板本身的外形结构进行的限制和规定。电路板之间的信号连接也有了相应的特性要求。但这些都是不能避免的，因为产品为市场所要求，市场的变化多端的，所以产品也是变化多端的，设计为产品而服务。

布局

特殊元件的布局原则

1，尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

2，某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

3，重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

4，对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方;若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

5，应留出PCB定位孔及固定支架所占用的位置。

以上各条都是需要做过对应的相关设计采用较深的体会主要就是一个原则：做出来的板子要和它周围的结构兼容，要和放在它上面的元件兼容，要满足一些基本要求。

普通元器件的布局原则

按照电路的流程安排各个电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的流向。

这一条我体会很深，第一次做板子的时候，面对几百个花花绿绿的元件，完全不知道该这么去把它们组织都一起去，当时就奇怪凭什么这个元件要这样放，那个元件要那样放。就是因为心里没有这条原则，原来自己布局出来的板子，在利用自动布线时，布通率是很低的，后来，做多了，就慢慢的体会到了这一入门级的基本原则。

在首先满足机械结构的前提下，在给定的平面空间里，布局的基本原则就是按照电路的流程来安排各个电路单元的位置。

其实这一条解释了，如何对各个主要元件进行布局。

以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上.尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

这是在满足第一原则的前提下，尽一步的更细的解释了如何对电阻电容这些分离元件进行正确的布局。

焊接目的1，熟悉焊接工艺，掌握焊接方法及焊接中的注意事项。

2，掌握电路的调试方法。

3，掌握555时基电路的原理及应用。

焊接要求

1，元件布局合理、美观，布线合理。

2，焊接美观，不允许出现虚焊、脱焊、断线等问题。

3，电路运行稳定可靠，调整方便。

4，电路要求的功能全部实现并达到规定的精度。

5，可自由发挥增加新的功能。

焊接工艺及注意事项

在电子制作中，元器件的连接处需要焊接。焊接的质量对制作的质量影响极大。所以，学习电于制作技术，必须掌握焊接技术，练好焊接基本功。

焊接工具

电烙铁。

电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W内热式电烙铁。新烙铁使用前，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点：

1，电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。

2，使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。

3，电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。

4，焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

5，使用结束后，及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

焊锡

焊接时，还需要焊锡。

焊锡。焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。

辅助工具

为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。

焊接方法

1，右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

2，将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60度角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2到3秒钟。

3，抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

4，用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。

焊接质量

焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。好的焊点应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。

焊接电路板时，一定要控制好时间，不要太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

焊接时常见问题

常见锡点问题与处理方法：

1，焊剂与底板面接触不良；底板与焊料的角度不当。

2，组件插脚方向以及排列不良。

3，原底板，引线处理不当。

基于自动化系统的PLC课程设计 第3篇

一、自动化控制系统的组成方案

1. 控制系统设备选型

由于在PLC基础认知实验室所用的设备均为三菱FX-2N系列PLC, 根据中国PLC市场报告显示, 西门子公司的PLC在各个行业的使用份额占绝对优势, 因此, 自动化控制系统中均选用西门子公司生产的设备。控制系统设备配置如下: (1) PLC S7-300, CPU 317T-2 DP; (2) 西门子CP343-5通信模块, 主要与SIMATIC S7-300和SIMATICC7与PROFIBUS (12 Mbit/s, 包括45.45 kbit/s) 的连接通信服务; (3) 多轴控制单元Control Unit CU320-2 DP, 带有4个DRIVE-CLi Q插口; (4) 调节型电源模块Active linemodule; (5) 双轴电机模块Double Motor Module; (6) 西门子TP177B5.7寸彩色触摸屏, 支持Profinet和Profibus网络。支持串行通讯, 以太网通讯; (7) 组态软件软件选择SIMATIC STEP 7 Version 5.4; (8) 西门子Easy Motion Control软件包; (9) 1FK7伺服电机, 实现多自由度控制如同步、定位等。

2. 控制系统组成方案

控制系统组成框图如图1所示。SINAMICS是西门子公司最新的驱动器产品, 它集合了V/F控制、矢量控制、伺服控制等控制方法, 具有模块化设计功能。CPU317T-2DP适用机床控制, 它不仅有CPU315所有的功能, 还具有运动控制的集成功能。在自动控制系统中, PC机中预装了西门子Step 7V5.4、调试工具软件SIMOTION SCOUT和Wincc组态软件, 用于上位机编程、调试。触摸屏、PLC、电脑以及主轴模块之间通讯通过Profibus进行现场数据传送。

二、实训项目课程设计

PLC实训项目课程设计是以自动控制系统为平台, 遵循自动控制系统的工作原理和设计准则, 遵循从简单到复杂, 从易到难的原则, 最大限度地利用这个平台设计出科学合理的实训项目, 真正实现“学、做”一体, 让学生掌握自动化控制技术。实训项目设计分为三个阶段, 首先是初级阶段, 基础知识的学习和新设备的认知, 对新知识进行验证性的实验;然后是中级阶段, 进行编程技巧的学习和练习, 达到融会贯通效果;最后是高级阶段, 进行综合控制系统的设计、安装和调试, 培养学生的实践动手能力。

1. PLC编程软件的使用

在自动控制系统里面, 主要使用S7编程软件、调试工具软件SCOUT和Wincc组态软件, 因此这部分主要分成三个实训项目。

(1) 项目一:S7-30编程软件的使用。项目实训目的要求学生熟悉CPU 317T-2 DP的系统结构, 组成部件和外部接线方法, 掌握S7-300编程软件STEP 7的使用方法。项目实施以讲授演示、现场辅导和实践相结合, 学习时间为6个学时。

(2) 项目二:SCOUT软件的使用。项目实训目的要求掌握软件的上传与下载、硬件组态和识别、驱动参数设置、电动机动态特性的调试以及故障诊断, 了解轴控制参数的设定、控制程序编写和凸轮曲线的设定方法。项目实施以实例讲解和动手实践相结合, 学习时间为6个学时, 其中讲解两个学时。

(3) 项目三:Wincc组态软件的使用。项目实训目的要求了解Wincc的体系结构和功能, 会利用软件进行开发组态项目。项目实施以案列讲解和验证相结合, 安排4个学时。

2. PLC程序的编制

学生通过初级阶段的学习, 掌握了控制系统主要软件的使用方法, 具备了一定的程序编写能力和学习新知识的方法。本阶段是中级阶段, 以实际案例为线索, 让学生掌握控制程序的编写方法和编写技巧, 使学生具备独立学习和协同完成工作任务的能力。

(1) 项目一:伺服电机的多段速运行控制。项目实训目的要求掌握伺服驱动器用于速度控制模式的应用。本项目以工作台的往返运动为实例, 详细讲解工作台在自动工作模式和手动工作模式时程序编写的方法和技巧。根据此案例, 学生自行编写运料小车的控制程序并调试。

(2) 项目二:通讯程序的编写。项目实训目的掌握PLC与控制设备之间通讯方式和通讯程序的编写方法和技巧。本项目以PLC与电机、PC和触摸屏之间通讯讲解通讯程序的编写与调试。

(3) 项目三:Wincc组态软件设计。项目实训目的是掌握上位机监控程序的编写, 动画制作的方法。本项目以TP177B触摸屏为基础, 讲解上位机监控程序编写, 动态功能动画的基本技术, 达到独立设计编制简单动画的水平和图形软件包应用的能力。

3. 系统设计与调试

通过前两个阶段的学习, 学生基本掌握了自动控制系统的各个部分的工作原理、程序编写方法与调试等知识。本阶段是学习的综合阶段, 主要训练学生简单控制系统的设计和程序调试, 进一步提高学生的专业综合能力以及团队合作能力。

项目一:数控车床的电气改造。项目实训目的掌握简单自动控制系统的设计方法和设计步骤, 掌握数控机床PLC改造的方法、步骤和编程技巧。本项目以学生团队自动设计为主, 采用引导教学法, 引导学生完成控制系统的总体设计、程序编写和调试。

基于自动控制系统的PLC课程设计, 通过两届 (2011级和2012级) 学生的学习、测评及反馈, 学生对自动控制系统整体认识有了很大的提高, 对PLC在控制系统的作用有了一个全面的、感性的认识, 对控制程序的编写方法、技巧、设备通讯和设备调试有了一个质的飞跃。

摘要：文章介绍基于先进的自动化系统, 进行PLC课程设计, 详述了自动化系统的设备与组成, PLC课程中各个阶段实训项目的实训目的、内容以及实施方法。通过两年的教学实践, 新的课程设计取得了良好的教学效果。

关键词：自动控制系统,PLC,课程设计

参考文献

[1]李丽.高职PLC应用技术课程实践教学改革的探讨[J].教育探索, 2012, (5) .

[2]汪小澄, 李华, 肖大雏等.基于PLC的控制网络实验室的建设[J].实验技术与管理, 2001, (2) .

[3]朱涛, 周天沛.基于PLC的双容水箱液位控制仿真与实物实验系统设计[J].实验技术与管理2013, (11) .

[5]何芳, 张智杰, 陈月婷.PLC网络系统实验室的构建[J].实验室研究与探索, 2007, (2) .

自动化课程设计心得 第4篇

【关键词】机械设计 双语教学 渗透式教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0167-02

一、双语教学背景

我国加入WTO和新课程改革给我国教育带来前所未有的机遇和挑战，学校课堂教学如沐春风，注重学习的体验和知识的运用成为目前教学的最为核心的内容。英语作为一种语言交流工具，日益成为人们关注的焦点。现在，纯知识的外语教学已经落后，不再适应社会及经济的发展；英语教育中除了知识性，还有工具性、交际性和文化性。然而，我国现行的英语教学存在的弊端是：学生在课堂上学习英语知识，在日常生活中无处应用。学生们面临的最大问题就是缺乏彼此之间的交流，没有学好英语和运用英语的外部环境，结果就导致“哑巴英语”这一现象的产生，严重地影响了人才的培养。双语教学，在高校的应用进一步充实了英语教育的工具性和交际性。

所谓“双语教学”，即用两种不同语言作为教学语言的教学。一般是指在用母语进行部分学科教学的同时或在母语教学过关的情况下，用部分非母语或全部非母语进行学科教学的称为双语教学。

二、《机械设计》双语教学的可行性：

1.从大环境来说，我们要吸收国外的先进的教育理念和方法，所以要用英语作为沟通的桥梁，而在高校里加强这一沟通的桥梁的最好的办法就是双语教学。

2.从课程本身来说，《机械设计》是机械工程专业的最后一门技术基础课，要求学生能够综合应用所学知识联系生产实际去设计适用的零部件和简单的机械。理论推理不多，难度相对适中，非常适合开展双语教学.

3.从学生角度出发，这门课一般放在第五学期，这时学生英语的水平基本过英语四级，所以从知识的角度他们也已经具备开设双语课程的能力了。况且，先修课程也有开设双语的经历，他们更容易适应。

三、《机械设计》双语教学拟采取的办法以及效果，

通过六年的双语教学，我得出了以下经验：用英语作为课堂语言对《机械设计》进行教学，需注意的是英语只是教学的手段而不是主要目的。要想双语教学的效果好要从授课教师的选拔和培养，上课所用教材的选取，授课模式和对学生的评价等几个方面入手开展双语教学。

1.双语教师选择

首先对《机械设计》双语教学的教师应该有多年的《机械设计》教学经验，对该课程有深刻的理解和把握.同时，也应该有一定的科研基础，对该学科的前沿知识有深入的了解，从而在讲解基础内容的同时能够做到前沿的延伸.更重要的是教师还要有较好的英文基础，能够用英文流利地进行表达.建议学校选双语教师时能够选拔那些在教学一线长期从事机械专业课教学的归国留学人员担任.另外，学校可以资助教师出国进修和访学来培养双语教学教师，也可以通过与国外高等院校的交流与合作的形式来培养双语教学教师.

2.教材选用

建议选用 杨明忠 编著的《MACHINERY DESIGN》该书内容深浅适宜，与中文版，濮良贵编著的《机械设计》章节的布置基本一致，可作为中文辅导教材，例题和习题丰富，基本符合国内的教学大纲.还要引导学生多参阅国内外的知名教材，如：Robert L Mott 《Machine Elements in Mechanical Design》， Joseph E Shgley 《Mechanical Engineering Design》等。从而加深对教材内容的理解.

3. 教学模式的选用

双语教学时，教师可采用部分英文渗透式教学.教师上课时可以先给学生介绍些常用的专业英语词汇，如Machinery design（机械设计），Failure models（失效形式），Stress（应力），Strain（应变），Threaded fastener and joints（螺栓紧固件与连接件）， Strength calculation（强度计算）等.让学生先熟悉专业词汇，使之很自然地接受英文表达.教师上课时可采用全英文板书，并恰当地处理英文表达，大部分用英文表达，中文作为必要的补充.教师上课时还应该引导学生用英文方式思考，用英文提问题，逐步增强学生的英文水平，使英文与专业课学习共同进步.注意应用启发式和讨论式教学，在课堂教学时尽可能多地使用些贴近生活的的实例，如：两个螺钉连接两块板，螺栓型号已知，那么最大能承受多大的横向载荷等，鼓励学生去挖掘更深层次的思考.

4. 考核形式及效果

考试成绩应由平时成绩、实验成绩和期末成绩3部分组成，其中期末成绩占70%，平时成绩占 10%.实验占20%。平时成绩教师可通过让学生翻译英文定义和概念，用自己的话英文表述分析过程，如：用英文表达螺栓连接承受横向载荷强度校核的分析过程。从而了解学生对专业知识和英语的掌握程度.试卷采用一半英语一半汉语.经过一个学期的双语教学训练，学生能够读懂一些简单的机械相关英文文献。

如下是从2010-2015年同一专业的汉语班和双语班的各项指标的对比如图1，2。

由图可以看出，就《机械设计》双语班的教学效果呈现逐渐上升的趋势。双语教育的模式和效果逐渐成熟，无论是从该课程的及格率、四级通过率，考研上线情况看双语班都已经有明显优势。所以双语教育需要持续进行，使其优势能充分发挥。

四、双语教学中的问题

虽然教学效果明显，但也暴露了一些问题，从全国其它高校尤其是近几年安阳工学院各个院系的双语教学课程实践过程来看，双语教学存在着一些问题.

1.双语教育的师资力量不足

双语教学的基本要求要常年从事机械设计的教学，具有丰富的授课经验，且能顺利的实现全英文上课。发音准确很重要，其次是流利组织语言的能力。但我们都是非英语专业出身，阅读不是问题，但是口语水平参差不齐，能满足讲双语课要求的老师不多。

2.学生的英语水平

我们中国的孩子学习英语听力、口语都是弱项，而且学生的英语水平落差较大，有的大三已经通过六级考试，而有的同学四级还没过，所以讲双语课时学生的接受情况也不尽相同。所以成绩悬殊较大。

3.忽略了学生的主体地位

有些教师在对学生进行双语教学时，除了所用教材增加了英文版本，上课板书用英文外，与普通教学并无大的区别.教师只是一味地讲解，不顾及学生是否能听得懂，如果在授课过程中不能做到由浅入深，循循善诱，很可能导致部分学生因跟不上教师的进度而放弃学习.这就违背学生在教学中的主体地位。

总之，双语教学与研究改革是一项庞大的系统工程，需要更多的双语教师的不懈努力和投入。所以要推进双语教育、提高教学质量，关键在于培养一支合格的双语教师队伍，为此，学校要根据自身实际情况，制定双语培训方案。多与其他高校的教师沟通交流双语教学的经验，多组织海外进修和访问学者等来提高双语教学的资质。

工业自动化综合课程设计内容 第5篇

一、课程设计的性质和目的

课程设计是完成教学计划，达到电气工程及其自动化专业工科本科学生培养目标的重要环节，是教学计划中进行综合训练的重要实践环节，是有助于培养应用性人才的一种教学形式，它将使学生在综合运用所学知识，解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。

课程设计的具体教学目标是使学生在以下几个方面得到训练和提高： 1．利用所学过的知识，初步分析PLC控制系统的能力；

2．综合运用本专业方向所学知识，构成以PLC为核心，包括过程通道的专用计算机控制系统的能力；

3．PLC控制系统控制软件的设计、编制与调试的能力； 4．PLC控制系统综合调整及性能测试的能力； 5．设计结果分析、总结及撰写技术报告的能力。

二、课程设计内容及学时分配 内容：

1．根据课程设计指导书（在选题里）的系统介绍，说明该系统的工作原理，并抽象画出控制系统结构图，根据被控对象的工作原理绘制其逻辑图。

2．进行简单的参数选择分析。

3．对给定的PLC系统硬件，分析验证选用的合理性。

4．实时控制软件设计、编程与调试。编程语言可根据实际情况选用。5．PLC控制系统集成，包括系统各组成部件的正确连接、配线等； 6．PLC控制系统的调试。

7．撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。

三、课程设计教学基本要求

1．课程设计应按统一教学计划安排进行，在教师指导下完成系统分析、构成、软硬件调试及系统调整测试的工作。2．各学生应独立完成系统分析和参数选择以及软件编程工作，并分别按每人编制的软件进行系统调整和测试。在系统集成和调试时。

3．针对所选用的PLC控制系统，课程设计指导教师应为该系统编写课程设计指导书。指导书应包含下述内容：

（1）课程设计的目的要求；

（2）所选用系统的工作原理、组成的概要介绍及已知的条件（如系统组成部件的型号、技术指标或给定的数学描述等）；

（3）系统的技术指标或设计要求；（4）课程设计的具体内容说明；（5）课程设计的具体进行步骤；

（6）对课程设计中关键内容的分析设计说明或举例说明；（7）课程设计总结报告规范和要求；（8）主要的参考资料。

4．在课程设计的教学过程中，指导教师应分阶段对学生完成的工作及所得结果进行检查，只有正确完成本阶段的工作方允许进行下阶段的工作。

四、课程设计选题 智力抢答器的PLC控制

五、本课程设计与其它课程的联系与分工

先修课程：自动控制原理、可编程控制器原理与应用

六、成绩评定

从以下三个方面考核，采取五级评分制。

1、现场考核：考察学生分析问题的能力和软件操作的熟练程度。

2、书面考核：考察课程设计报告的质量。

3、纪律考核：考察学生的组织纪律、出勤情况和工作态度等。

七、建议教材及教学参考书

［1］《可编程控制器原理及应用》.王庭有.国防工业出版社.2008 ［2］《可编程控制器原理及应用》．汪晓光、孙晓瑛．机械工业出版社．2001． ［3］《电气控制与PLC应用》．张桂香.化学工业出版社．2003．

智力抢答器的控制要求：

（1）竞赛抢答器能使6个队同时参加竞赛抢答。

（2）设定裁判队为裁判台，参赛队伍为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并设有开始按钮SB0和复位按钮SB7，参赛台设有按钮和灯，1-6号参赛台分别对应按钮SB1-SB6及灯EL1-EL6。

（3）比赛规则如下：出题后，各个队伍抢答必须在裁判说出开始并按下按钮SB0后十五秒内抢答，并由数码管显示时间。如果提前抢答，抢答器将发出违规信号。15S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题目作废。在有队伍抢答的情况下，抢答器发出抢答信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢答队伍的队号，抢答队伍必须在30S内答完题目，如果30S内没有答完，则做出超时处理。赛场还设有时间数码显示器和显示抢答到队伍的号数的数码显示器。（4）灯管与音响信号的意思如下：

音响叫+某台灯亮，由某参赛队正常抢答。音响叫+某台灯亮+裁判台灯亮，某参赛队违规。音响叫+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。

（5）在某一个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB7，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答做好准备。

座位

裁判台

参赛台1

参赛台2

参赛台3

参赛台4

参赛台5

参赛台6 按钮

SB0，SB7

SB1

SB2

SB3

SB4

SB5

SB6 指示灯

BL0

BL1

BL2

BL3

BL4

BL5

BL6 音响

有

无

无

无

无

无

无 显示器

两个

无

无

无

无

无

自动化课程设计心得 第6篇

***（***）

2010级电子科学与技术

我是一名电子科学类的学生，专业的培养目标就是要求我们能在电子信息处理、电子系统与通信方面从事产品设计、制造、调试和新技术、新工艺的研究、开发，加之自己对这些的兴趣，因此有必要学习自动控制原理这门课程。大学的需要我们做的更多的是自学、会学，比如一门课程要把握这门课的整体框架，即这门课多的灵魂所在，毕竟我们学的东西很多，如果不每天使用这些，一段很长的时间以后我们又能够记得多少呢，把握一门课的整体框架很重要；还有就是要培养自己快速学习的能力，这个世界有很多东西要学，我们所处的IT 行业新知识的更新速度更是飞快，以后在工作岗位上的许多知识技能都要从头开始，一个人最大的竞争优势就是能在最短的时间内掌握应有的技能……

没有上课以前我所认为的自动控制原理就是讲一些自动控制的某些方法，等接触到这门课程才发现这门课程用到了还多的方面的基本知识，深入了解之后才知道这门课程讲的是一些控制原理的一些原理，自动控制原理的思路，一些数学模型，以及线性系统的分析……

本书的第一章对自动控制原理做了一个概述，正如老师所讲，学一门课程要先了解这门课程的整体结构，反馈控制的基本思想、基本原理、基本方法就是本书的重点，其基本原理是取被控量的反馈信息，用以不断地修正被控量与输入量之间的误差，从而实现对被控对象进行控制的任务。课程的主要内容包括：经典控制理论，现代控制理论，两套理论的建模、分析与综合等。这就是本书的整体框架。

接着开始讲的就是控制系统的数学模型的主要内容，主要讲述了控制系统的实域数学模型、复数域数学模型、结构图与信号流图，此外，还列举了一些具体的建模实例，第三章讲的就是线性系统的时域分析法，首先应掌握典型的输入输出信号，以及什么是动态和稳态过程以及它们的性能。重点是线性连续系统的动态过程分析。一阶系统的分析是指一阶微分方程作为运动方程的控制系统，需要掌握的内容是一届系统对典型输入信号的输出响应。二阶系统是指以二阶微分方程作为运动方程的控制系统，以二阶系统的单位阶跃响应为例，分别研究了欠阻尼的单位阶跃响应，临界阻尼，过阻尼二阶系统的单位阶跃响应。劳斯稳定判据是根据所列劳斯表第一列系数符号的变化，去判别特征方程式根在S平面上的具体分布，过程如下： 如果劳斯表中第一列的系数均为正值，则其特征方程式的根都在S 的左半平面，相应的系统是稳定的。如果劳斯表中第一列系数的符号有变化，其变化的次数等于该特征方程式的根在S 的右半平面上的个数，相应的系统为不稳定。之后讲的是线性系统的稳定误差分析计算，主要讨论了线性控制系统由于系统结构，输入作用形式和类型所产生的稳态误差，其中包含有系统类型域稳态误差的关系，同时介绍定量描述系统误差的静态误差系数法。

然后我们讨论了线性系统分析方法的根轨迹法，由于是图解方法，所以使用起来更加简便，所谓根轨迹就是指开环系统某一参数从零到无穷时，闭环系统特征方程的根在S平面上变化的轨迹。首先我们应先根据闭环传递函数方程求出特征方程的根，然后令开环增益K 从零开始到无穷，利用数学上的解析方法求解出闭环节点的全部数值，将这些数值标注在S平面上，并连成光滑的粗实线。绘制根轨迹的目的主要是为了分析系统参数对特征根的影响。不同参数会导致特征根不同，也就是在特征根在根轨迹上的位置不同，1.只要绘制的根轨迹全部位于S平面左侧，就表示系统参数无论怎么改变，特征根全部具有负实部，则系统就是稳定的。

2.若在虚轴上，表示临界稳定，也就是不断振荡 3.假如有根轨迹全部都在S 右半平面，则表示无论选择什么参数，系统都是不稳定的。

根轨迹法的基本任务在于：如何由已知的开环零、极点的分布及根轨迹增益，通过图解的方法找出闭环极点。一旦闭环极点被确定，闭环传递函数的形式便不难确定，因为闭环零点可由式直接得到。在已知闭环传递函数的情况下，闭环系统的时间响应可利用拉氏反变换的方法求出，或利用计算机直接求解。开环系统的根轨迹增益与开环系统的增益K 之间仅相差一个比例常数，这个比例常数只与开环传递函数中的零点和极点有关。根轨迹增益（或根轨迹放大系数）是系统的开环传递函数的分子﹑分母的最高阶次项的系数为1的比例因子。利用根轨迹我们可以求出系统的稳定性，系统的稳态性能，系统的动态性能等。绘制根轨迹的相角条件与系统开环根轨迹增益K 值的大小无关。即在S平面上，所有满足相角条件的点的集合的构成系统的根轨迹图。即相角条件是绘制根轨迹的主要依据。绘制根轨迹的幅值条件与系统开环根轨迹增益K 值的大小有关。即K 值的变化会改变系统的闭环极点在S平面上的位置。在系数参数全部确定的情况下，凡能满足相角条件和幅值条件的S 值，就是对应给定参数的特征根，或系统的闭环极点。由于相角条件和幅值条件只与系统的开环传递函数有关，因此，已知系统的开环传递函数便可绘制出根轨迹图。绘制根轨迹的法则在总结里就不在列写，主要是书上都有，此小结主要写自己的感悟。

最后讲述了线性系统的频域分析法，由于控制中的信号可以表示为不同频率正弦信号的合成，应用频率特性研究系统的经典方法就是所谓的频域分析法。频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种图解方法。频率特性和传递函数一样，可以用来表示线性系统或环节的动态特性。建立在频率特性基础上的分析控制系统的频域法弥补了时域分析法中存在的不足，因而获得了广泛的应用。所谓频率特性，是指在正弦输入信号的作用下，线性系统输出的稳态响应。接下讨论的是频率特性的图像表示法方法主要有三种，即极坐标图、对数坐标图和对数幅相图。