中国现代教育装备
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 实验室建设  
机电控制系统综合实践教学平台研制与应用
来源:《中国现代教育装备》杂志社 时间:2020-2-18 14:04:06
  [导读]针对新工科背景下工程技术人才培养的需求,开发了与工程无缝对接的机电控制系统综合实践教学平台。平台由可编辑逻辑控制器(PLC)、触摸屏、伺服系统、通讯模块、传感器和机械运动结构等组成,融合了机电专业所必需的机械传动技术、PLC技术、人机交互技术、交流伺服技术、传感检测技术、工业网络技术等多种技术于一体。平台具有良好综合性、开放性和扩展性。

  随着新工科建设的逐步推进,实验教学从传统的操作性、验证性、单一性,向设计性、综合性、系统性与研究性转变,而转变的前提是实验设备和实验内容的更新[1,2]。以前多数课程只是单独开设一些验证性为主的实验,对学生综合知识应用能力锻炼很少。如在PLC课程中,用PLC简单控制发光二极管亮和灭演示动作;在机电传动控制课程中,用脉冲发生器简单控制伺服电机旋转;在机械工程测试技术课程实验中,简单孤立地演示一些常用传感器的原理和使用方法。然而,实际工作中,这些控制技术和设备是相互紧密地构成一个整体的综合系统。

  我校机械电子工程专业作为上海市首批应用型本科试点,团队依据机械电子工程专业职业能力,研制了机电控制系统综合实践教学平台,为机电控制综合实践课程项目式教学改革提供了实验平台[3,4],也为后面学习从底层传感器、驱动,到高层的MES,PLM的工业4.0智能制造平台综合实践做了底层铺垫[5],2017年获得上海市重点课程建设和教学成果二等奖。

  1 设计思路

  2 平台组成

  3 项目训练

  4 结语

  平台采用“PLC+触摸屏+伺服电机+检测单元+执行机构”的开放式结构,从而保证学生训练项目来自企业工程实际,实践环境与企业生产相一致,解决了高校存在的“真实工程环境”不完备、“案例来源”缺乏等问题。既是学生自己设计、动手操作的平台,同时也是一个多门理论知识深入学习的平台,极大提高了学生学习兴趣,增强了学生理论联系实践的能力。

  参考文献

  [1] 余建潮.构建面向创新人才培养的实践教学体系[J].中国高等教育,2015(5):53-55.

  [2] 李庆龄.应用型本科工业机器人课程教学改革的探索与实践[J].中国教育技术装备,2013(21):93-95.

  [3] 许明,倪敬,孙珺,等.机电传动与控制开放式综合实验平台开发及实践教学应用[J].实验室研究与探索,2017,36(6):196-200.

  [4] 庞在祥,顾宪强,张邦成,等.机电综合实验教学平台设计[J].实验技术与管理,2015,32(8):97-99.

  [5] 谢胜利,李卫军,蔡述庭,等.以复杂工程问题解决能力培养为导向的课程体系改革:以广东工业大学自动化专业为例[J].高教学刊,2017(22):4-9.

  [6] 郝飞.基于PLC的气动机械手精准位置控制系统的设计[J].机床与液压,2018,46(11): 79-81.

  [7] 汪烨,王廷军.基于20GM定位模块木琴演奏机械手的研究[J].制造业自动化,2009,31(8):154-156.

  [8] 程子华.三菱PLC、伺服系统、触摸屏在切边机上的应用[J].伺服控制,2011(5):86-89.

  [9] 赵子宁,付永领,陈陆曦.基于PLC的直线位置跟踪实验装置系统设计[J]. 机床与液压,2017,45(3): 99-104.

  [10] 李金城,付明忠.三菱FX系列PLC定位控制应用技术[M].北京:电子工业出版社,2014.

汪烨 印松 上海电机学院


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