机电控制综合实验教学大纲

1、编 码：ME10005 Code: ME10005课程名称：机电控制综合实验 Course Title: Electromechanical integrated control experiment课程类别：集中实践 Course category: Intensive Practicum学 分：1 Credit(s): 1开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是机械及自动化专业教学计划中一个重要的实践性教学环节，属于独立设置的实验教学必修课

2、，是在学生学完专业技术基础课及实践教学基础上进行的一次综合性实验课。开设这门机电控制综合实验课是为了培养学生综合运用所学的多门课程特别是机电类方面课程的知识，针对复杂机械工程问题，提出并确定路线设计实验方案（毕业要求4.1）。掌握PLC控制器的工作原理、自动控制系统组成以及软件编程、机器人基本结构与编程控制等机电系统的机构设计、控制系统硬件设计与软件设计理论与方法,应用机械工程相关理论及方法，设计与搭建实验系统（毕业要求4.2）；通过了解现阶段一些通用技术手段，培养学生的机电控制系统综合分析、调试及解决问题和独立思考和实践动手能力,正确采集与整理实验数据，对实验结果进行分析与解释（毕业要求4.

3、3），使学生既更深地掌握了所学书本理论知识，又增加了解决实际问题的能力，通过信息综合得到合理有效的结论（毕业要求4.4）。本课程教学改变了以往以理论教学为核心，用实践教学来支撑理论教学的理念。在满足教学规律的前提下，以实践教学为主线，以训练项目为先导，以理论教学为支撑的教学新思路，重视综合应用能力的培养。本课程以实践教学模块体系为主导，以应用性和综合性项目为结合点，以理论知识模块为支撑，是实践教学的新模式。Course description:This course is an important practical teaching link in the teaching plan for

4、 mechanical and automation majors. It is an independent experimental teaching required course, and it is a comprehensive experimental course based on the students basic knowledge of professional technology and practical teaching. The comprehensive electromechanical control experiment course was set

5、up to train students in the comprehensive use of the knowledge of multiple courses, especially electromechanical courses, and to propose and determine a route design experiment program (graduation requirement 4.1) for complex mechanical engineering problems.Master the working principle of the PLC co

6、ntroller, the composition of the automatic control system, and the mechanism design of the electromechanical system such as software programming, robot basic structure and programming control, the hardware design and software design theory and method of the control system, the application of mechani

7、cal engineering related theories and methods, design and Build an experiment system (Graduation Requirements 4.2); Train students through comprehensive analysis and debugging of the electromechanical control system, solve problem and independent thinking and practical hands-on ability, learn to corr

8、ectly collect and organize experimental data, and learn experimental results The analysis and interpretation (graduation requirement 4.3) enables students to acquire a deeper understanding of the theoretical knowledge of the book and increase their ability to solve practical problems, and obtain a r

9、easonable and valid conclusion through information synthesis (graduate requirement 4.4).The teaching of this course has changed the idea of using theoretical teaching as the core and using practical teaching to support theoretical teaching. Under the premise of satisfying the laws of teaching, takin

10、g the practical teaching as the main line, taking the training project as the guide, the theoretical teaching as the new teaching idea, and paying attention to the cultivation of comprehensive application ability. This course is dominated by the practical teaching module system, with application and

11、 comprehensive projects as the integration points, and the theoretical knowledge module as the support. It is a new model of practical teaching.教学要求本课程是机电控制综合实验，教学的内容和性质要区别于一般课程实验。旨在“重在技术能力培养”的原则上，确定教学内容和教学方法。本课程是一门实践性、综合性和应用性很强的专业基础训练课。通过本课程的学习和训练，不仅要求学生掌握基本知识、基本原理的应用，还应具备较强的程序设计和分析、综合分析与调试能力。所以在每个

12、学习阶段，要求学生步步到位。实验方法本实验采取“自助式”实验教学方法，即指在实验教学中，以学生为主、教师为辅的教学方法。在整个实验过程中，教师仅提供实验项目及要求，做必要的指导和解答问题，由学生自己完成整个试验过程，力求充分发挥学生的自主性和能动性。教师组织学生上实验指导课，介绍实验要求，实施方法，实验内容和注意事项等，学生根据实验对象和实验指导书上任务要求，由2-3人组成一个小组选择一个题目，通过查阅文献资料，拟定实验方案，共同完成实验任务，每人独立完成类似于小论文性质的实验报告，以小组为单位进行汇报或答辩。教学内容本实验课程的教学内容根据硬件设备的不同分成以下几大部分：1. PLC控制技术

13、综合实验教学内容（1）教学内容1流体传动与控制实验室原有16套PLC实验箱， 其9个实验项目的教学内容如下： 实验箱混料罐PLC控制。 实验箱小车自动选向、定位PLC控制。 实验箱传输料线PLC控制。 实验箱十字路口交通信号灯PLC控制。 实验箱电梯PLC控制。 模型挖土机PLC控制。 模型天车PLC控制。 模型电梯PLC控制。 实验箱刀具库管理PLC控制。每个班的一部分学生自选内容：学生在教学内容的项中任选3项后，再在项中任选1项，共选4项。以上教学内容详见机电控制综合实验教程的模块2。（2）教学内容2新增6套PLC实验箱，其8个实验项目的教学内容如下： 实验箱混合液体PLC控制。 实验箱交

14、通信号灯PLC控制。 三相电机模块PLC控制。 步进电机模块PLC控制。 冲压模块PLC控制。 计件模块PLC控制。 电梯模块PLC控制。 刀具库管理模块PLC控制。每个班的另一部分学生在教学内容的项中任选3项后，再在项中任选1项，共选4项。以上教学内容详见机电控制综合实验教程增补部分的模块5。（3）学生容量和自选内容A学生容量：30位/批。B. 自选内容每个班的一部分学生自选内容：学生在教学内容的项中任选3项后，再在项中任选1项，共选4项。每个班的另一部分学生在教学内容的项中任选3项后，再在项中任选1项，共选4项。2. 自动生产线综合实验教学内容本部分综合实验采用MES网络型模块式柔性自动化

15、生产线，实验内容分为基础类实验项目和提高类实验项目：1) 基础类实验项目：要求完成生产线上的8个子站点（上料检测单元、搬运单元、加工与检测单元、搬运分拣单元、变频传送单元、安装单元、安装搬运单元和分类单元）独立运行实验任务；2) 提高类实验项目：l 完成MES网络型模块式柔性自动化生产线多站点联网或整条自动线联网自动运行实验任务；（选修）l S7-300PLC主站点的触摸屏编程（选修）；l 上位机MCGS组态软件监控程序编程（选修） 以上实验项目包含（具体内容与所选子站有关）：l PLC控制系统的应用l S7-200可编程控制器指令编程练习 l S7-300可编程控制器指令编程练习 l 气动控

16、制技术实验 l 多种传感器技术的应用实验l 电气控制系统实验 l 机械系统安装调试实验 l 电机驱动技术实验 l PLC控制技术实验l 触摸屏控制技术实验l 现场总线及网络技术的应用l 生产制造管理系统的实现l 系统维护和故障检测技术培训l 工件上料程序编写与控制l 工件搬运程序编写与控制l 工件加工程序编写与控制l 工件检测程序编写与控制l 工件输送程序编写与控制l 工件安装程序编写与控制l 工件搬运安装程序编写与控制l 工件仓储程序编写与控制l 多个工作站联机控制l 直流电机控制实验l 变频调速控制实验l 步进电机的位置、速度控制l 三自由度气动机械手的控制l 四自由度气动机械手的控制3.

17、 机器人控制综合实验教学内容该部分实验内容涉及的机器人有以下种类：l 两轮智能行走机器人l 四足行走机器人l 步行者机器人l 履带式机器人实验过程中需要完成的内容包括：（1）单片机高级语言C51的编程与应用（2）单片机输入接口与机器人触觉行走的编程与控制 （3）单片机输入/输出接口与红外线导航、巡航控制编程四、进度安排1. 第一阶段指导老师讲解实验，学生查阅资料，了解实验对象。2. 第二阶段在实验室外，学生自主查阅资料。3. 第三阶段在实验室内，主要由老师介绍硬件模块组成及软件程序如何编写。4. 第四阶段在实验室内，学生自主编写控制程序。5. 第五阶段在实验室内，学生自主开始程序调试及实验验收, 10学时。6. 第六阶段在实验室内或外，学生自主写小论文。教材及参考书根据教学由指导老师指定。成绩评定方法： 根据实验过程完成实验报告书，包括概论、方案设计、详细设计、分析与解决问题方案理论的理论依据或