机械手毕业设计总结范文

导语：如何才能写好一篇机械手毕业设计总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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目前存在的主要问题我院机械类专业含机电、机械、数控、模具、汽车等相关专业。目前，毕业设计中存在的主要问题有以下几种：

1.关注点不一样，学校和学生意见分歧由于教育行政部门每年都要对毕业论文（设计）进行抽检评优，所以学校很紧张，万一结果不好，影响学校的声誉。但现状是，机械类专业绝大多数学生从第5学期中后期开始进行顶岗实习，而且大部分从事的是机床操作和产品检验、包装等工种，没有太多的技术含量，与“设计”无缘。少部分学生在产品销售岗位实习，还有部分在售后服务岗位实习，与“设计”关系都不大，学生看不到毕业设计对他们将来的工作有多大作用，他们更关注的是就业。因此，没有太大的动力去认真地搞毕业设计。由于学校对老师有要求，老师本意当然想认真地指导学生，可是学生在顶岗实习阶段，不能与老师经常见面，有的根本见不了面，只能通过电话、网络沟通，学生上网不便，邮件也说不清楚，老师只能过一段时间督促一下，指导效果大打折扣。

2.毕业设计所需信息和资料难以搜集，影响进度毕业设计阶段，学生都在企业顶岗实习，企业没有专门的提供给学生的图书馆、机房、网络、实验室等毕业设计所必须的基本条件。学生对相关专业资料的搜集、分析、利用等能力相对较弱，这些资源的缺乏令学生在选题、开题和具体实施阶段显得无从下手，只能胡乱参照往年或网上资料相关题目。例如，机械类专业学生中期检查交上来的题目大多是轴类、箱体类、圆盘类零件的加工工艺及数控编程、各种零件的模具设计、各种普通机床经济型数控化改造、电梯和机械手、水位、各种生产线等的PLC控制、机床夹具设计、机械设备的故障诊断与维修等等，题目有的大而空，有的是课程设计内容，有的是教材上的实例。学生撰写论文时参考教材或网络公开资料过多，没有什么数据支撑，也没有什么自己的观点和实际作品，谈不上论文的质量及学生水平的提高。

3.学生方面的原因江苏省这几年的高职招生，有提前单招，有注册入学，还有中职对口单招，最后，通过真正参加高考录取的考生，所占比例已经较少了。即使是这些学生，录取的分数也很低。而且，江苏省录取的总人数已经超过了报考学生总数，基本上只要想上学，都能上。所以招进来的学生的知识基础较差，学习兴趣不高，水平和能力又参差不齐。毕业设计和顶岗实习时间重叠，绝大部分学生是自己通过人才市场选择的实习企业，岗位要求学生和正式用工一样的工作时间和强度，学生每天上8小时甚至12小时的班，有的企业两班倒，有的三班倒，没有精力再去搞毕业设计。另一方面，在学校的前两年，也没有好好学习专业知识，造成很多学生不知道毕业设计要做什么，怎么做。老师给学生的课题，学生做不了，学生自己定的题目，又很不恰当。勉强写出的论文不规范，文字欠通顺，表述设计意图和设计方案逻辑性不强，质量很低，有的直接抄袭论文或干脆购买，没有起到培养综合能力和科研水平的目的。

4.指导老师方面的原因由于学生多而专业教师少，教师的指导工作量过大，一般平均每位专业教师要承担十多个学生的毕业设计指导，学生远在四处各地，老师无法对学生进行细致、系统和及时的指导和检查。而且本身又有繁重的教学工作，老师的精力跟不上。另外，各个学校重点关注的是招生就业，使得老师可能不太重视毕业设计工作，不愿多花时间与精力。从教师本身来看，高职院校的年轻教师很多是刚从学校毕业的，没有实践环节，只能照本宣科；年长教师，没有知识更新的再教育环节，对新技术不太了解。老师自己实践水平不高，给学生的选题，为回避实践环节，很多选择了与工程实际相脱离的综述类题目或计算机仿真题目。这些都使毕业设计指导工作难度增大，难以保证质量。

二、对策分析

1.提前启动毕业设计工作在人才培养方案中，将各主要专业课程向前两学年转移，减少第三学年的计划课程。第五学期初开始毕业设计，包括落实任务、查阅资料，掌握毕业设计的基本程序、要求，完成毕业论文的总体框架设计。学生在校完成毕业论文总体框架后，到企业、实习基地边实习边做毕业设计，更有针对性，学生不再感到茫然。

2.充分利用毕业顶岗实习到用人单位进行半年以上顶岗实习，是高职院校落实《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高[2006]16号）文件精神，大力推行“校企合作、工学结合”，突出高职教育特色，改革人才培养模式的重要举措。这几年，我院机械类学生的顶岗实习已提前至第5学期的下半学期，由于企业对技能型人才的需求较旺，所以，绝大部分学生自己都能较容易找到相关实习岗位。学生带着各自初拟的毕业设计课题，分散到不同地方、不同部门进行毕业实习，这种分散实习的方式不会影响企业的生产秩序，比较容易被企业接受；还有部分学生，在第3或者第4学期已经选择了进入与学校签有合作培养协议的“订单班”学习，我系有“上海鸿得利”、“富士康”、“亿滋”、“无锡松下”等众多订单班，学生完成基本专业知识学习后直接进入这些单位顶岗实习。毕业设计的内容与实际所从事的岗位联系，如果与初拟的框架有冲突，可再作研究内容和方法的调整，甚至重新开展课题研究。做到理论联系实际，提高学生的解决实际问题能力，提高毕业设计的质量。

3.校企共同指导学校自己聘请公司的技术人员做企业兼职指导教师，实现校企共同指导毕业设计。校内指导教师主要负责毕业设计规范化指导，负责过程管理，制定毕业设计流程，对毕业设计的各个环节进行监督检查，对后期的毕业论文的撰写进行指导和审核。保持与企业指导教师、毕业生的联系与沟通。企业的指导教师负责具体的技术、内容指导，提供企业相关资料以及学生与实习企业合作环境的协调。学校应支付企业导师一定报酬，同时，企业导师参与答辩要占到一定比例。我院建立了顶岗实习管理平台，要求学生顶岗实习期间至少每周写一次周记，每个周记提出一个工作问题，解决一个工作问题，学习一个工作中需要的新知识点，详细记录，并报告指导教师，指导老师进行点评、指导，随时关注学生动态，及时解决学生在实习过程中遇到的问题。另外，学生还要完成手写的实习报告，也按周填写，学生的企业指导老师，对学生一周的工作进行评价、总结.

4.丰富毕业设计课题来源

（1）指导教师的科研课题。此类型题目所占比例呈逐年上升趋势。原因主要是近几年学校科研环境的改善及本系教师队伍的完善，科研项目逐渐增多，项目层次包括院级、市级、省级、国家级。

（2）依托技能竞赛及各级各类创新创业大赛开展毕业设计的实践活动。鼓励学生积级申报江苏省大学生实践创新项目，参加大学生机械设计大赛、自动化生产线安装与调试、汽车维修、汽车营销、数控操作大赛、大学生创业大赛、职业规划大赛等。毕业设计开始时间可以依据竞赛时间进行调整，毕业设计可以以综合性竞赛项目实物作为成果，由竞赛辅导教师兼任毕业设计指导教师，对学生在前期创新过程中的作品进行完善和理论升华。通过技能竞赛学生熟练了技能，树立了竞争意识、团队意识，更尝到了学习技能、精通技能的甜头。

（3）学生自己确立的课题。题目主要来自毕业顶岗实习或者将要就业的单位，收集与实际工作相关的资料，在导师的指导下确定毕业设计题目。这说明学生下企业顶岗实习为毕业设计的选题提供了大量的专业实践机会。对于部分搞不了设计的学生，要求他们将实习体会写下来，形成实习报告。

（4）模具、数控、机械、机电专业跨专业整合，开展任务驱动、项目导向的毕业设计课题探索，使学生综合能力与素质得到全面提升。

（5）参与教师的教学活动。学生参与教学课件的制作，如机械设计基础、液压与气动技术、夹具设计、数控编程、模具设计等课程中的动画、视频的制作。既巩固了所学专业知识，又熟练掌握常用软件的操作，为将来的工作打下了良好的基础。

（6）不断完善毕业设计课题类型，开设毕业设计指导课程。经过这几年的实践总结，我们大体上把机械类高职毕业设计的类型分为以下几类，同时，我院已开设指导毕业设计的相关课程或讲座。1）工艺夹具类。此类主要完成各种零件的加工工艺编制及加工零件所需夹具的设计。2）数控编程类。主要完成零件的加工工艺编制及数控编程，可以和机械设计类结合，以团队的形式，完成机构的设计、机构零件的数控编程、加工。3）注塑、冲压模具类。主要完成各种注塑、冲压模具设计。4）机械设计类。减速器、机器人、机械手、各种泵、控制装备、农业机械、汽车、液压系统及各种设备的设计。5）机床类。机床主传动系统及进给系统设计、钻床、铣床、组合机床设计，也可以利用学校的金工实习车间进行各类机床的拆装、测绘训练。6）机械类课程图形库、动画库、试题库建设。7）机电一体化类普通车床数控化改造及各种设备的PLC控制系统设计。8）机电设备或生产线故障分析与诊断。

（7）答辩形式多样化。答辩可以采取多种形式，答辩地点可以选择校内的多媒体教室、实训室，也可以搬到校外学生顶岗实习的企业现场，邀请企业指导老师、技术人员、学生的同事一起参加答辩；答辩形式可以是陈述性答辩，也可以是作品展示性答辩；团队项目，可指定一人进行答辩。要保证各类形式如实习报告类、调查报告类、市场调研类、创业计划类、售后报告分析类、设计类都可以参加答辩。

三、总结

根据上面分析，现在的毕业设计质量较难保证，而现有国情下高职毕业设计暂时无法替代。但是，毕业设计也应随着形势的发展进行较大程度的改革，否则，不能发挥起应有的过渡桥梁作用，有以下几点值得思考：

（1）是否能强化课程综合实训和课程设计，淡化毕业设计。例如机械设计基础课程结合CAD/CAM课程进行综合实训；液压与气动技术、机械制造基础、PLC等进行课程设计；数控编程与操作理论课程结合实训进行典型零件的数控编程与加工训练。这样的训练更扎实，更有实效。

（2）毕业设计过程要增强学生对毕业设计的认识、让学生明确其目的和意义。

（3）毕业设计是一个综合训练的环节。完整的毕业设计过程应该包括专业实习、文献检索、题目选择、资料收集整理、大纲拟定、试验数据获取、理论计算、论文写作与论文答辩等环节。这些环节能使学生受到完成一个实际项目所必需的综合基本训练，对学生将来的工作和可能情况下的深造意义非凡。

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关键词：以生为本；现代学徒制；专业课；创新教学模式

现代学徒制实行企业和学校结合交替式培养的模式，学生具备双重身份：即在学校是学生，在企业是学徒工。依靠企业中的实践与学校职业教育中的理论学习密切结合。每周1~2天在职业学校学习理论知识，4~5天在企业实践学习，理论课与实践课课时之比约为3∶7或2∶8。理论学习时间之短，要求专业课教学必须整合一切教学资源，以学生的专业能力素质和专业技能为本，突出实践性，大胆地创新教学模式。

一、推行实施性教学计划与开放性课程体系的创新

多数专业课实践性较强，抽象概念又多，设备及工艺装备结构复杂。有些内容在课堂上不能很好地表达，教学效果必然差。所以实施性教学计划的创新就是要把教材中实践性强的内容放到实习实验、课程设计中去完成，把抽象的知识由模糊变清晰，这样才能取得事半功倍的效果。例如机电专业，机械基础中的轴的结构可放在车工实习现场中，指导学生动手拆开车床主轴箱，再讲解；拉伸试验可放在实验室结合实验过程和结论，进行现场讲解、分析。

开放性课程体系的创新主要突出开放性。表现在两个方面：一是进行多元化整合课程模式，要求课程间整合形成模块，课程内实现知识、技能、态度整合，整合的突出特征，就是实行理实一体化，而理实一体化整合的有效途径，是课程的项目化。让学生在做中学、学中做；二是积极创设教学情境，注重学科间知识的渗透，使学生所学的知识由简单到复杂，由单一到综合，形成综合职业能力，实现职业能力的递进。例如，机电专业在机械制图测绘综合练习时改变以往测绘减速器，而测绘一副典型模具或车床尾座顶尖。又如金属材料与热处理课程在适当位置插入常用零件如带轮、链轮、齿轮、蜗轮蜗杆等零件的常用材料选择及热处理方法。

二、教学方法与教学手段的创新

现代学徒制要求尽量压缩专业理论课的教学时间，以注重学生的智力发展和创造思维的形成为主。教学方法的改革就是全面推行素质教育，用启发式取代“灌输式”，注重学生能力的培养。对教材的主要内容、重点和难点讲清、讲透，对次要内容略讲或不讲，留给学生自学、思考。

1充分利用现代化教学手段，加大直观教学力度

为进一步提高学生的观察与思维能力，在专业课教学中应广泛应用多媒体技术。例如机械制图中的图样表达方式，利用多媒体使学生能观察到假想剖切、分离、旋转、投影等整个过程。再如液压系统分析，通过多媒体技术可以让学生观察到各控制阀的开启、油液的流动方向、执行元件的动作的全过程。这样既能有效地培养和提高学生的观察思维能力，又能使学生在寓教于乐中学到各种专业的知识和技能。

2讲练结合的教学方法，突出学生的主体性

讲解与练习相结合是专业课教学的有效方法之一。在讲解过程中，精选授课内容，在对重难点讲深、讲透的同时，要着重培养学生分析问题的能力，再让学生自主练习，在实际参与和反复练习中获得知识与技能。比如定轴轮系传动比分析是机械基础课的重点和难点。在分析过程中着重讲清传动比的定义和对公式的理解与运用。难点在于怎样灵活地确定首轮和末轮，再对公式进行相应的转变和运用。那么在教学中得首先分析一种基本形式的定轴轮系例题，然后让学生自主练习一次。再以机械手表中的齿轮传动为例，讨论首轮和末轮的确定，告诉学生其实末轮也可以作为首轮，首轮也可以作为末轮，只要对分析问题有利，可以作适当的假设。然后让学生动手练习，老师巡视，以发现问题并作相应的提示。最后根据学生完成的情况进行讲解、答疑。

3引导与讨论相结合的教学模式

在专业课的教学中，有些内容如果用引导和讨论相结合的教学模式可能会起到更佳的效果，能充分调动学生的主观能动性和创造潜能。例如《机械制造工艺基础》课中的基准选择的内容是该课的重点和难点，它对产品质量、夹具结构及操作加工影响均很大。为培养学生的独立思考能力和创造思维能力，可采用引导和讨论的教学模式进行教学。在讲授基准内容时，先提出以下问题：什么是基准？基准有哪些类型？选择定位基准要考虑选择原则？接着让学生观看基准选择的教学录像片，使学生对选择定位基准有一个直观的认识。然后结合实物、模型进行讲授和课堂讨论，在讲授过程中重点讲解选择原则。然后结合几种不同形状零件，让学生自己分析，选择基准并在课堂上展开讨论。在讨论过程中老师要注意引导、启发和总结。通过课堂讨论使学生能根据不同零件，不同加工方法，灵活地选择不同的定位基准。

三、实践性教学环节的创新

实践性教学环节是向学生传授专业知识和操作技能的重要途径。书本上所学的理论知识要通过实践性教学环节来消化、巩固和提高。创新实践性教学环节主要从以下两方面入手：

1课程设计与专业实习相结合

课程设计与专业实习相结合是在学生进行专业实习前布置有关的课程设计题目。让学生带着问题、带着任务进行实习，这样就能让学生把观察到的、大量的原本是零散、无序的内容，按课程设计的要求清楚地表述出来。而教师在学生实习过程中的作用则是引导学生收集有关资料、数据、参数等，以便实习结束后能结合实际生产情况进行课程设计。这样理论联系实际的课程设计不再是纸上谈兵，而是理实一体化，既充分调动和激发了学生学习兴趣，又让课程设计结合了企业的实际需求，取得了双赢的教学效果。

2顶岗实习与毕业设计相结合

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可编程控制器（PLC）是以一种微处理器为基础的新型工业控制装置，它集技算机技术、自动控制技术、通讯技术于一体，具有结构简单，性能优越，维护方便等优点。因此，PLC已广泛应用于电力、机械制造、化工、汽车、钢铁、建筑、水泥、石油、广告、及娱乐等各行各业。应用PLC已成为世界潮流，学好、用好PLC已显得越来越重要。

最初负责控制大小球的机械手大都采用继电器接触逻辑控制系统进行控制。它的接线复杂，抗扰性差且不方便维修。所以它的工作寿命受到很大的影响。本设计采用最新推出的日本三菱最新推出的FX1N-40MR型PLC控制系统代替继电器接触逻辑控制系统对机械手的控制。通过改进后的系统具有可靠性高、抗干扰能力强、便于维护等优点。

本设计由郑厚亮完成，感谢刘耀元教授的热心指导。因本人知识面的局限性以及实践经验有所欠缺。设计中如有不足之处，恳请批评指正。

目录

前言

内容摘要

第一章 工作概况及过程.......................5

第二章 方案论证.............................7

第三章 单元分述.............................10

第四章 程序设计.............................14

第五章 系统设计.............................22

第六章 调试说明书...........................29

小结.........................................31

内容摘要

本设计首先介绍了大小球分类的工作示意图和工作流程图，分析了控制系统的要求。紧接着对大小球分类控制系统提出了三种不同的设计方案，通过比较并结合控制系统的要求，决定选用PLC状态编程方案。然后根据工作流程图，对各个工作环节作了详细的描述，并给出了相应的操作程序。根据本设计的控制特点：选择性分支，分别对分支状态和汇合状态作了描述，再综合起来得到系统状态转移图，由此得出对应的梯形图程序和系统指令表。根据控制要求，结合程序设计，得到系统电路图和系统接线图，列出了所需要的元器件表。接着是调试部分，列出了相应的操作步骤。最后是对本设计的总结

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

关键词：控制系统 可编程控制器（PLC） 选择性分支 程序设计 系统设计

第一章 工作概况及过程

一、概况

如图1所示，大小球分类传送装置的主要功能是将大球吸住送到大容器中，将小球吸住送到小容器中，实现大、小球分类。

大小球分类传送装置原理图1--1

二、生产工艺过程

1、初始状态 如图1所示，左上为原点位置，上限位SQ1开关和左限位SQ3开关压合动作，原点指示灯HL亮。装置必须停在原点位置时才能启动。若初始时不在原点位置，可通过手动方式调整到原点位置后再启动。

2、大小球判断 当电磁铁碰到小球时，下限位开关SQ2动作压合；当电磁铁碰到大球时，SQ2不动作。

3、工作过程 按下启动按钮SB，装置按以下规律工作（下降时间为2秒，吸球放球时间为1秒）：

图1--2

第二章 方案论证

方案一：

采用继电接触器控制。

此方案主要是继

电接触器控制，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，按一定的控制要求用电气连接线连接而成，通过对电动机的启动、制动、反向的控制，来实现对大小球分类传送的自动化。

其优点是价格低，设计安装方便。但因为继电器接触控制采用固定接线，其缺点有：

1、继电控制的电路复杂，若要想改变逻辑关系就要改变接线关系。

2、继电控制的所有触点的动作是它的通电或断电同时发生的，因而工作效率低。

3、继电控制器的器件体积大。

4、可靠性差。

方案二：

PLC的梯形图方案

梯形图沿袭了继电器控制电路的形式。也可以说是，梯形图是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的。它利用基本指令的互锁、自锁等连接实现控制要求。因此，梯形图具有形象、直观、实用，电器技术人员容易接受等特点。是目前用的较多的一种PLC编程语言。

梯形图是形象化的语言，很容易让广大的电器技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的连锁、互动关系复杂，其梯形图往往长达数百页，通常要由熟悉的电气工程师才能编制出这样的程序。另外，如果在梯形图上不加上注释，则这种梯形图的可读性会大大的降低。

方案三：

采用PLC状态编程的方案。

近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了采用IEC标准SFC语言，用于编制复杂的顺序控制程序。利用这种先进的编程方法，初学者也很容易编出复杂的顺控程序，即便是熟练的电气工程师用这种方法后也能大大的提高工作效率。另外这种方法也为调试、试运行带来许多难以言传的方便。

利用该方案设计控制大小球分类传送的系统。状态转移图如下：

状态转移图 图2--1

说明表2--1

X1 上限位开关 Y4 左移操作程序

X2 下限位开关 Y5 下降操作程序

X3 左限位开关 Y6 放球操作程序

X4 小球限位开关 Y7 上升操作程序

X5 大球限位开关 Y8 左移操作程序

Y1 下降操作程序 M0 辅助开关 Y3 上升操作程序 T2 1S定时器

备注：由于整个设计中牵涉的开关按扭特别多，为了使整个设计过程有一个明确、清晰的结构。使参阅者能够快速的看懂整个设计思路，本工序图中的限位开关和输出信号以及其他的章节中的开关是独立的，没有共同作用。

通过上面的状态转移图可以发现利用该方案有以下优点： （2）各工序之间的联系清楚，工序的转换条件直观。

（3）可读性强、易理解、清晰的反映了整个工序的控制过程。

通过以上三种方案的比较，得出以下结论：

方案三采用了PLC状态编程方法的方案最优。PLC的状态编程是根据状态转移图进行的编程，而状态转移图是描述控制过程和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具，顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言。可以进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用，所以方案三才是最佳的方案。

第三章 单元分述

分析控制要求，确定输入输出设备

1、分析控制要求 根据步进状态编程的思想，首先将系统的工作过程进行分解，其流程如图3所示。

2、确定输入设备 系统的输入设备要有五个行程开关和一只按钮，因此PLC需要6个输入点分别和它们的常开触头相接。 二、I/O点分配

根据确定的输入输出点数，分配I/O点见表3—1

分配I/O表3--1

输入 输出

元件代号 功能 输入点 元件代号 功能 输出点

SB 系统启动 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 原点显示 Y10

三、用PLC控制后，机械臂的动作要求如下：

1、上限位开关SQ1（X001）和左限位开关SQ3（X003）压合动作，机械臂到达原点位置，原点指示灯亮。其操作程序如下：

3、机械臂上的吸球电磁铁开始吸球，经过定时器（T2）1秒延时，吸球动作结束。其操作程序如下：

4、机械臂开始上升，到达上限位开关SQ1（X001）时，SQ1（X001）压合，上升动作结束。其操作程序如下：

5、机械臂开始右移，若到达小球限位开关SQ4（X004）时，SQ4（X004）压合；若到达大球限位开关SQ5（X005）时，SQ5（X005）压合右移动作结束。其操作程序如下：

&nbs p;

6、机械臂开始下降，到达下限位开关SQ2（X002）时，SQ2（X002）压合，下降动作结束。其操作程序如下：

7、机械臂上的吸球电磁铁开始放球，经过定时器（T4）1秒延时，放球动作结束。其操作程序如：

8、机械臂开始上升，到达上限位开关SQ1（X001）时，SQ1（X001）压合，上升动作结束。其操作程序如：

9、机械臂开始左移，到达左限位开关SQ3（X003）时，SQ3（X003）压合，左移动作结束。其操作程序如下：

10、一个工作循环过程完毕，机械臂的工作方式为单步循环。

第四章 程序设计

根据大小球的分类装置的工作过程，以吸引球的大小作为选择条件。SQ2压合时，系统执行小球分支，反之，系统执行大球分支。 分支状态转移图4--1

S21分支状态编程采用：先进行分支状态的驱动处理，再依次转移的方法进行编程。

分支状态S21的指令表4--1

编程状态 指令 元件号 指令功能 备注

第一步： OUT T1 K20

驱动负载

LDI T1

OUT Y001

第二步：

依次转移 LD T1

第一分支转移条件

向第一分支转移

AND X002

SET S22 第一分支转移方向

LD T1

第二分支转移条件

向第二分支转移 SET S32 第二分支转移方向

二、S25为汇合状态。S25状态是分支程序的汇合点，称其回合状态。汇合状态S25由S24，S34中的任一状态驱动。其状态转移 图4--2和指令表4—2如下：

汇合状态S25的状态转移图4--2

S25汇合状态编程采用的方法是：依次进行汇合前所有状态的驱动处理，再依次向汇合状态转移

汇合状态S25的编程指令表4—2

编程步骤 指令 元件号 指令功能 备注

第一步：

依次进行汇合前所有状态的驱动处理

第一分支 STL S22 激活S22状态 S22状态的驱动处理

OUT T2 K10 驱动负载

SET Y004

LD T2 转移条件

SET S23 转移方向

STL S23 激活S23状态

OUT Y000 驱动负载

LD X001 转移条件

SET S24 转移方向

STL S24 激活S24状态 S24状态的驱动处理

LDI X004 驱动负载

OUT Y003

第二分支 STL S32 激活S32状态 S32状态的驱动处理

OUT T3 K10 驱动负载

SET Y004

LD T3 转移条件

SET S33 转移方向

第一步：

依次进行汇合前所有状态的驱动处理 第二分支 STL S33 激活S33状态 S33状态的驱动处理

OUT Y000 驱动负载

LD X001 转移条件

SET S34 转移方向

STL S34 激活S24状态 S34状态的驱动处理

LDI X004 驱动负载

OUT Y003   ;

第一步：

依次向汇合状态转移 STL S24 再次激活S24状态 第一分支向汇合状态转移

LD X004 转移条件

SET S25 转移方向

STL S34 再次激活S34状态 第二分支向汇合状态转移

LD X005 转移条件

SET S25 转移方向 状态转移图4--2

状态转移图所对应的程序梯形图如图4--3所示。

图4--3

根据单流程的编程方法和选择性分支的编程方法，对照状态转移图 图4—2。写出系统指令表 表4—3。

系统指令表 表4--3

程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号

0 LD M8002 4 LD X001

1 SET S0 5 AND X003

3 STL S0 6 SET S20

（续）

程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号

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

（续）

程序步 指令 元件号 程序步 指令 元件号

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 系统设计

本章的主要内容是设计本系统的电路系统。

一、硬件接线

执行电路 图5--1

PLC输入输出电路 图5--2

根据输入输出设备及I/O点分配表，把执行电路图（8）和PLC电路图（9）连接起来，完成大小球分类传送控制系统电路图（10）

大小球分类传送控制系 统电路图5--3

其电路组成及元件功能见表5—1

电路组成及元件功能见表 表5--1

序号 电路名称 电路组成 元件功能 备注

1

电源电路 QF 电源开关

2 FU3 作变压器短路保护用

3 TC 给PLC及PLC输出设备提供电源

4

主电路 FU1 作电动机M1的电源短路保护用

5 KM1主触头 控制电动机M1的正转

6 KM2主触头 控制电动机M1的反转

7 FR1 作电动机M1的过载保护用

8 M1 升降电动机

9 FU2 作电动机M2的电源短路保护用 11 KM4主触头 控制电动机M2的反转 13 M2 水平移动电动机

14

控制电路

PLC输入电路 FU4 作PLC电源电路短路保护用

15 SB 启动按钮

16 SQ1 上限位 18 SQ3 左限位

19 SQ4 小球限位

20 SQ5 大球限位

（续）

21

控制电路

PLC输出电路 FU5 作PLC输出电路短路保护用 安装时，YA用接触器KM代替

22 KM1线圈 控制KM1的吸合与释放

23 KM2线圈 控制KM2的吸合与释放

24 KM3线圈 控制KM3的吸合与释放

25 KM4线圈 控制KM4的吸合与释放

26 YA 吸球

27 KM1常闭触头 M1正反转联锁保护

28 KM1常闭触头 M1正反转联锁保护 30 KM1常闭触头 M2正反转联锁保护

31 FU6 PLC输出电路短路保护

32 HL 原点显示

备注：

二、安装接线图

根据大小球分类传送控制系统电路图5--3绘制系统接线图5--4

大小球分类传送控制系统接线图 图5—4

三、器件清单

器件清单 表5--2

序号 分类 名称 型号规格 数量 单位 备注

1 工具 常用电工工具 1 套

2 万能表 MF47 1 只

3

设备 PLC FX1n-40MR 1 只

4 小型三级熔断器 DZ47-63 1 只 6 三相电源插头 16A 1 只 8 熔管 2A 4 只

9 6A 6 只 11 指示灯 24V 1 只

12 按钮 LA4-3H 1 只

13 行程开关 JLXKI-111 5 只 15 & nbsp;端子板 TD-1520 1 只

16 安装铁板 600mm*700mm 1 块

17 导轨 35mm 0.5 m （续）

19

消耗材料 铜导线 BVR-1.5 8 m

20 BVR-1.5 4 m 双色

21 BVR-1.5 5 m

22 紧固件 M4x20mm螺钉 若干 只

23

紧固件 M4螺母 若干 只

24 Ф4mm垫圈 若干 只

25 编码管 Ф1.5mm 若干 m

26 编码笔 小号 1 支

大小球分类传送控制系统安装板图（12）

第六章 调试说明书

大小球分类传送装置的主要功能是将大球吸住送到大容器中，将小球吸住送到小容器中，实现大、小球分类。

一、 安装电路 2、根据接线图5--4，固定元器件。

3、根据配线原则及工艺要求，对照元件的接线图进行配线安装。

4、板上元件及外围设备的配线安装。

二、 自检

1、检查布线。对照接线图5--4检查是否掉线，错线，是否漏编，错编，接线是否牢固等。

2、使用万能表检测安装的电路，测量相应阻值与正确阻值是否相符。根据线路图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。

3、通电观察PLC的指示LED经自检，确认电路正确且无安全隐患。

三、输入指令表 指令表窗口图6--1

四、 通电调试、监控系统

1、连接计算机与PLC，用SC-09编程线缆连接计算机COM1串行口与PLC的编程接口。

2、进行端口设置后，写入程序

3、调试系统。将PLC的RUN/STOP开关拔至RUN位置后，观察系统的远行情况。如出现故障，立即断电。重新分析原因，检查电路或梯形图后重新调试，直至系统实现功能。

小结

毕业设计是综合检验大学所学知识应用能力的重要环节，也是使理论知识系统化、强化实践能力的有效手段，它能巩固所学知识、加强系统设计能力，起到启发思想的效果。

本设计为大小球分类传送装置PLC控制系统的设计，是可编程控制器在工业上的重要应用。随着电子技术、计算机及自动化技术的迅猛发展，PLC技术懂得发展也越来越快，PLC的功能也越来越强大，PLC在工业上的应用也越来越广泛。

大小球分类传送装置PLC控制系统使用了简单明了的机械动作。它能精确、快速的实现大小球的分类。而且有效工作时间长，维护方便。应用起来相当的方便。

感谢刘耀元老师及同组同学的大力支持和帮助，通过本次毕业设计制作，使我对自己所学的知识有一个新的提高。在查询资料和收集有关材料期间，经历了不少的艰辛，但收获同样是巨大的。在整个设计过程中，使我所学的知识得到了一定程度的融会贯穿。也培养了我独立工作的能力；树立了对自己工作能力的信心；大大提高了动手能力。通过本次的设计，相信对今后的学习工作有着重要的影响。

最后，再次感谢老师刘耀元，在他的细心指导下，让我解开了许许多多的疑问和难提。也在次感谢我的同组同学，在这次设计中，更体现出真诚、合作的团队精神，而这种精神也是当今社会所需要的。

[2] 张万忠主编. 可编程控制器应用技术. 第3版. 化学工业出版社.

[3] 齐从谦主编. PLC技术应用. 机械工业出班社， 2000.

篇4

关键词 可编程控制器原理与应用 教学探索 实践教学

中图分类号：C45 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）10-0005-02

可编程控制器（PLC）是20世纪60年代诞生并发展起来的一种新型工业控制装置，集自动控制、计算机技术和通讯技术于一体。PLC以其体积小、功能齐全，通用性强，可靠性高、抗干扰能力强、能适应恶劣工业环境等独特的优点，在各个领域获得了广泛应用，被誉为当代工业自动化的三大支柱之一。《可编程控制器原理与应用》是武汉东湖学院机电工程学院面向电气工程及其自动化、自动化专业所开设的一门专业课程，对于自动化专业，还将其列为重点专业课程之一。本文在近5年教学实践的基础上，对《可编程控制器原理与应用》这门课程的教学方法进行了探索和总结，以期能进一步提高该课程的教学质量。

一、我院《可编程控制器原理及应用》课程现状

《可编程控制器原理及应用》是一门实践性很强的专业课。这门课程设置的最终目的是让学生掌握可编程控制器的工作原理、编程方法，并达到能利用它来实现简单系统的自动控制，为他们将来走向工作岗位打下一定基础。

根据以往学生的学习反馈来看，大部分觉得本课程学习起来比较困难。一方面，可编程控制器涉及的知识面比较广，综合性强，需要学生在学习过程中思路清晰，概念准确。但由于学生思维能力、知识基础和综合分析能力方面存在差异，给教学带来一定难度。另一方面，本课程除了理论学习外，还需要实际动手操作能力，这是三本院校部分学生比较欠缺的一部分。

我所在的学院对《可编程控制器原理与应用》安排的理论课时比较少，只有32课时，如何在这么短的时间让学生掌握PLC的工作原理、指令以及相应编程方法，最后再应用于简单的系统，对任课教师来说是一个挑战。选择合理的教学内容并把握好教学重点是至关重要的环节。

二、教学方法探索

1.培养学生学习兴趣

兴趣是学生最好的老师，也是他们学习的动力。如何才能提高学生的兴趣呢？

（1）充分重视初期课程

通过教学实践我们发现，刚开始的几次课非常重要，要让学生在初期的教学中，建立起对PLC技术应用的全面了解，而不仅是一个抽象的概念。可以广泛收集PLC在生活中的广泛应用，比如：电梯控制、十字路通灯控制、洗衣机控制、工业机械手控制等，并通过图片展现，视频短片播放等形式建立起对PLC的感性直观认识，让学生体会到PLC能应用在我们身边的很多领域，从而激发他们的学习兴趣和求知欲。

（2）教学案例紧贴生活

可编程控制器原理与应用的教学内容很多，其中编程方法是重点也是难点。而编程方法的基础则是指令的学习，指令学习是非常单一的，如果按照传统的理论教学模式，会让学生觉得难以理解并且会感到枯燥乏味，会降低他们的学习兴趣和学习热情。因此，我引入了案例教学法，而且所选案例紧贴日常生活，为学生所熟悉。比如引导学生设计十字路通灯，从中介绍定时器的应用；引导学生设计某食品包装线控制系统，引入计数器的指令等案例去取代空洞的理论，从而提高学生的学习兴趣和学习效率。

2.教学内容选择

可编程控制技术的涵盖面非常广，可以应用于自动化、电力、交通运输、航海等各个领域，其知识点也非常多，在有限的课堂时间内，如何有针对性地选择教学内容至关重要。

由于我所面对的专业为电气和自动化，在后续的学习过程中需要具备一定的电气控制基础，但前期并没有开设相关课程。故在设计本课程教学内容时加入了一小部分电气控制，其次是PLC的基本知识，包括其组成、编程语言、工作原理等内容，然后再结合学校实验设备――OMRONCPM2A，让学生掌握该设备的内部元器件、基本指令、常用功能指令等知识，最后再选择一些日常生活中典型的案例让学生掌握基本的总体程序设计方法，包括经验设计法、时序逻辑设计法和顺序控制设计法等。让学生逐步由简到难，慢慢掌握PLC的用法。重要的是还要让学生能够触类旁通，通过学习了CPM2A PLC后也能去掌握其它型号PLC的相关用法。

同时，在讲课过程中，重视案例选择，针对不同专业的学生，选择不同的案例。尽量所选择的案例与他们的专业相关，而且能和其他专业课挂钩。

3.教学方法探索

（1）采用启发式教学

在教学过程中，采用启发式教学，将教学重心从教转到学，避免“满堂灌”和“填鸭式”的教学，造成学生没有足够的思考空间，时间长了会造成学生的抵触情绪。因此，在教学方法上要注重老师主导，学生主体的模式，充分发挥学生的主动学习精神。比如在程序设计方法中，学生掌握基本编程方法后，程序设计就不再局限于条条框框，学生可以在老师的引导下去自主编程来实现相应的功能，以增加他们的成就感，让他们体会到其中的乐趣。

（2）更新教学模式

在授课时，突出加强学生综合能力培养和开启学生工程思维方式的教学理念。在讲指令和程序设计案例时，从实际工程问题的角度出发，以典型案例为主线，将每个案例分解为若干任务来进行解决，在其中引入相关原理和概念，并在适当的时候对有关知识进行拓展，以培养学生应用工程思维方式去理解问题和解决问题，缩短他们与就业岗位之间的距离。

同时，注重课堂教学与科研成果的融合，加强课堂教学和工程实际的联系，丰富课堂教学内容，不仅使课堂教学即具有基础理论性，又具有较强的应用性，而且使学生能更准确把握理论知识与工程实际的结合，激发学生主动学习的积极性。

（3）教学手段灵活

近年来，随着信息技术的不断发展，多媒体教学已经成为课堂教学的主要形式。多媒体教学能够通过图像、文字、动画等多种形式来呈现教学内容。针对课程的特点，在上课过程中，对一些重点、难点问题和一些典型案例的讲解采用板书与多媒体相结合，以充分发挥板书层次清晰和多媒体教学手段形象生动、信息量大的特点，加深学生对课程重点难点的理解，提高教学质量和水平。

4.重视实践环节

该课程实践性非常强，需要充分锻炼学生的动手能力，直观的实践环节是非常重要的一个环节。

（1）实践环节安排

实践教学作为专业教学的一个重要组成部分，与理论课教学处于同等重要的位置。针对该课程特点，我们院设计了几个不同的实践环节，比如对于自动化专业，要求他们必须要有较强的PLC基础，则为他们设置的实践环节是从“认知――课程实验――课程设计”，有一部分特别感兴趣的学生，还可以在毕业设计环节和专业设计环节中选择合适的案例和控制系统来进行进一步的研究。同时，学校配备了并建立了设计性、开放性、综合性、先进性的实验教学平台，学生可以根据学习需要自主选择、设计完成不同类型实验，有利于培养学生的工程应用能力和设计创新能力。

（2）充分调动学生积极性

在实践环节中，为了充分调动学生的积极性，让学生在动手的过程中去掌握PLC的相关应用方法，也为了避免学生“吃大锅饭”的现象，我们将教学内容分成不同的设计任务，然后将学生分成若干个兴趣小组，由兴趣小组的学生来进行讨论，分组完成设计任务。在教学过程中，教师处于主导地位，调动兴趣小组的协作能力，让学生自己动手编程序，然后进行程序调试，在调试过程中找出问题并解决，不断进行总结。从而慢慢掌握可编程控制器的几种基本编程方法和可编程控制器的接线方法和运用。

同时，从各个兴趣小组中抽调出一部分优秀的学生去参加相关大赛，以大赛促进教学，也可以进一步带动并促进学生的学习积极性。

三、结束语

《可编程控制器原理与应用》是一门理论性、趣味性和实践性都比较强的课程，要针对不同的教学对象去设置不同的教学内容，并采用合适的教学方法，充分调动学生的兴趣并培养他们的工程应用能力和创新能力，才能使学生能更好地掌握该课程。

参考文献：

[1]廖常初.PLC编程及应用（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]林仁军.《可编程控制技术》教学难点的突破[J].四川文理学院学报，2007，（17）.

[3]杨佳.浅谈如何提高PLC教学效果[J].科学咨询，2013，（19）.

[4]熊凤，陈乐庚，赵学军.“可编程控制技术”教学改革与探索[J].中国电力教育，2012，（7）.