時間：2023-03-17 18:08:15
序論：在您撰寫手機設(shè)計畢業(yè)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文是學(xué)生就畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域的相關(guān)問題，明確觀點、發(fā)表意見、提出解決問題辦法的專業(yè)性論文，既有學(xué)術(shù)論文的一般特點，又有自身的特點。
1．1專業(yè)性
畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文主要是圍繞畜牧獸醫(yī)專業(yè)所涉及的理論和實踐，進行研究、闡述觀點、展示結(jié)果。從“飼養(yǎng)”和“治療”兩大方面進行選題，具有很強的專業(yè)性。
1．2實踐性
學(xué)生撰寫畢業(yè)論文是把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓(xùn)練，是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文理論研究較少，大多偏重于實踐。畢業(yè)論文內(nèi)容多是學(xué)生在實習(xí)、實驗中的體會和發(fā)現(xiàn)，學(xué)生更加注重實踐性。
1．3創(chuàng)新性
創(chuàng)新是畢業(yè)論文的生命，是論文的價值所在。畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文的創(chuàng)新性表現(xiàn)在對所研究的問題，或理論上要有所發(fā)展，或方法上有所突破，或?qū)η叭颂岢龅挠^點進行補充說明，或提供新的佐證材料。例如補充說明某種疾病的癥狀、補充說明某種藥物的用藥方法、提出新的診斷方法或治療方法等，都體現(xiàn)了畢業(yè)論文的創(chuàng)新性。
1．4指導(dǎo)性
畢業(yè)論文一般是在教師指導(dǎo)下完成的。從形式到內(nèi)容，都要在教師的指導(dǎo)下進行。教師在指導(dǎo)的同時，要盡量引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、發(fā)表自己的見解，注意發(fā)揮學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性。
1．5層次性
畢業(yè)論文在文章質(zhì)量方面的要求相對較低，具有一定的習(xí)作性質(zhì)。因為大學(xué)生缺乏寫作經(jīng)驗，其科研能力還處在培養(yǎng)形成階段，缺乏獨立進行科學(xué)研究的能力。因此，要寫出高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文是比較困難的。
2畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文的寫作步驟
2．1選題
選題要遵循兩個原則:一是價值性原則，有一定的理論價值或應(yīng)用價值。二是可行性原則，要選擇“籃球架”式題目，既可完成，又不太過容易。只要努力就可以完成寫作任務(wù)。如果選題為《論禽疾病的防治》，這個題目范圍太廣大，難度太大，學(xué)生無法完成;如果選題為《雞蛔蟲病的診斷》，這個題目大小適中，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)過努力就可以完成寫作任務(wù)。
2．2收集材料
寫作畢業(yè)論文要大量的收集材料，占有素材。材料收集要有明確的針對性，要有的放矢，圍繞選題選擇材料。
2．3立意
立意是循著選題的方向，在選擇的資料中確定寫作方向。有的時候由于材料收集的不確定性，會同時提煉出幾個截然不同的立意方向，這個時候要進行科學(xué)地對比、分析，從而正確立意。
2．4擬定提綱
擬定提綱就是給文章搭個框架，理清文章的寫作思路。撰定提綱是寫作畢業(yè)論文的重要步驟。
2．5撰寫初稿
依據(jù)寫作提綱，完成論文寫作。撰寫初稿時要周密思考，慎重落筆，避免出現(xiàn)下筆千言，離題萬里的弊病。
2．6論文修改
好文章都是改出來的。論文初稿完成后，作者要仔細的斟酌，嚴(yán)謹?shù)耐魄?，反?fù)的打磨。要從主題、材料、結(jié)構(gòu)、語言等方面進行認真修改。
3畜牧獸醫(yī)專業(yè)畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)與寫法
畢業(yè)論文包括以下幾個部分內(nèi)容:
3．1封面
封面一般包括學(xué)校名稱、論文標(biāo)題、系別、班級、學(xué)號、作者姓名、指導(dǎo)教師姓名、寫作時間。
3．2目錄
設(shè)置目錄的目的主要是使讀者能夠在閱讀該論文之前對全文的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)有一個大致的了解，是論文的導(dǎo)讀圖。
3．3標(biāo)題
標(biāo)題是文章的眼睛。論文的標(biāo)題多種多樣，但無論是何種形式，如何擬題，都要突出論文的主旨。
3．4摘要
摘要是全文內(nèi)容的高度概括。以簡潔的語言，勾畫出全文的整體面目。畢業(yè)論文的摘要以200～500字為宜。
3．5關(guān)鍵詞
關(guān)鍵詞是用來表達論文主要內(nèi)容信息的詞語，一般從論文或題目中精選而出。畢業(yè)論文可選取3～6個詞作為關(guān)鍵詞。
3．6緒論
緒論是論文的開頭部分，內(nèi)容一般包括提出問題、說明選題的緣由、意義、研究方法或論證方法等。這部分的文字要簡潔，避免長篇累牘。
3．7本論
本論是畢業(yè)論文的核心部分，學(xué)生的研究成果要在這部分得以充分的體現(xiàn)。因此，在寫作這部分時，要求內(nèi)容充實，論據(jù)充分、可靠，論證有力，主題明確。本論部分要做到結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、重點突出、文字簡練通順。
3．8結(jié)論
結(jié)論要體現(xiàn)作者更深層的認識，是從論文的全部材料出發(fā)，經(jīng)過推理、判斷、歸納得到的新觀念、新見解。該部分內(nèi)容一般應(yīng)包括:本文研究結(jié)果說明了什么問題;對前人的觀點做了哪些修正、補充、發(fā)展、否定;本文研究的不足之處或遺留未予解決的問題等。
3．9致謝
對協(xié)助完成研究工作或提供便利條件的組織或個人表示感謝。畢業(yè)論文中的致謝，主要感謝指導(dǎo)教師和對完成論文直接提供幫助的單位。
3．10參考文獻
畢業(yè)論文的撰寫應(yīng)本著嚴(yán)謹、求實的科學(xué)態(tài)度，凡有引用他人成果之處，均應(yīng)按論文中所出現(xiàn)的先后次序列于參考文獻中。
3．11附錄
對于一些不宜放入正文中、有重要參考價值的內(nèi)容，可編入畢業(yè)論文附錄中。例如問卷調(diào)查、數(shù)據(jù)、圖表等。
4小結(jié)
關(guān)鍵詞： 多媒體；教學(xué)模式；函授；畢業(yè)論文設(shè)計
19世紀(jì)60年代，“終身教育”的主張被提出來后引起了當(dāng)代教育觀念的轉(zhuǎn)變。終身教育的理論驅(qū)動著成人教育事業(yè)的發(fā)展。成人教育為眾多在職從業(yè)人員的學(xué)歷提升，專業(yè)進修及普通教育后的教育進階提供了第二次受教育的機會，為國民素質(zhì)的整體提高，為國家實施終身教育創(chuàng)造先機。成人函授教育是成人教育的一種授課方式，是以學(xué)生自學(xué)為主，教師面授為輔的教育。[1]成人函授教育教學(xué)質(zhì)量的提高、授課方式的改進已受到社會各界的廣泛關(guān)注。
畢業(yè)論文設(shè)計是成人函授教育教學(xué)計劃中一個全面性、總結(jié)性、實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)成人函授學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識、專業(yè)技能，理論聯(lián)系實際，獨立分析、解決實際問題的能力。成人函授教育者通過指導(dǎo)學(xué)生進行畢業(yè)論文設(shè)計，對圓滿完成教學(xué)計劃，提高成人函授教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格人才，具有重要意義。
文章分析了傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)兩種授課模式的特點，將兩種模式進行優(yōu)化整合，應(yīng)用于成人函授畢業(yè)論文設(shè)計課程教學(xué)，讓學(xué)生更直觀地明確該課程的具體要求，熟練掌握畢業(yè)論文設(shè)計應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識與基本技能，掌握開展畢業(yè)論文設(shè)計的具體方法，以期提高該課程教學(xué)質(zhì)量，達到理想教學(xué)效果。
一、畢業(yè)論文設(shè)計傳統(tǒng)教學(xué)模式的特點
畢業(yè)論文設(shè)計是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的綜合檢驗，同時是對學(xué)生進行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，促進學(xué)生對專業(yè)知識，特別是對某一課題認識的深化，促進其知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識獨立提出問題、分析問題和解決問題的能力。
在傳統(tǒng)授課模式中，畢業(yè)論文設(shè)計課程任課教師常采用邊講解邊結(jié)合黑板板書，口頭舉例子，學(xué)生記筆記等方式開展教學(xué)。一般情況下，學(xué)生在課上了解畢業(yè)論文設(shè)計的各項要求，例如：選題的目的與意義、選題的要求、開展相關(guān)研究的文獻檢索方法等，而對于需要使用計算機進行展示的有關(guān)內(nèi)容，例如畢業(yè)論文的格式要求，查閱資料的路徑、方法等內(nèi)容學(xué)生卻無法很好的掌握。教師授課時對以上內(nèi)容滔滔不絕，但學(xué)生卻不知所云，相當(dāng)于“紙上談兵”。通過幾堂課的學(xué)習(xí)，學(xué)生僅大致了解畢業(yè)論文設(shè)計的一些要求，而對一些實質(zhì)性的問題如論文格式要求、文獻檢索等信息卻無法準(zhǔn)確的把握。
一根粉筆、一塊黑板、一本教材的傳統(tǒng)教學(xué)模式，雖然可以使師生近距離地接觸、面對面地交流，但語言的交流有一定的局限性?，F(xiàn)在學(xué)生普遍受信息化的影響，對“一言堂”、“滿堂灌”的授課方式已有所厭倦，而且學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊、理解能力有所不同，他們的接受能力和聽課效果良莠不齊，影響了教學(xué)效果。[2]
畢業(yè)論文設(shè)計傳統(tǒng)教學(xué)模式的授課方式在一定程度上導(dǎo)致學(xué)生不知該如何著手進行畢業(yè)論文設(shè)計，存在一定的局限性。
二、多媒體教學(xué)模式的特點
多媒體教學(xué)，指的是運用計算機，投影儀等多媒體設(shè)備在課堂上作為一種教學(xué)手段，完成教學(xué)任務(wù)，以達到預(yù)期教學(xué)效果。多媒體教學(xué)，自發(fā)展以來已得到眾多教育人士的認可，它有其獨特的特點：
1.多媒體教學(xué)信息量大，直觀，生動
多媒體教學(xué)可容納內(nèi)容多，信息量大，授課時直觀、形象、生動，可促使學(xué)生在有限時間內(nèi)獲得更多信息，能將很多抽象問題具體化，復(fù)雜問題簡單化，還可以將靜態(tài)的教學(xué)信息動態(tài)化，復(fù)雜的教學(xué)過程形象化，抽象難懂的概念具體化，增強學(xué)生的理解能力，提高學(xué)習(xí)效率，相比于傳統(tǒng)教學(xué)增加了記憶的信息量，深受學(xué)生喜愛。[3]
2.多媒體教學(xué)課件可方便學(xué)生課后自學(xué)
函授學(xué)生可以將多媒體教學(xué)課件復(fù)制帶走，課后進行理解與自習(xí)。學(xué)生不理解的知識點可以與任課教師進行溝通、交流。學(xué)生課后學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)他們分析問題、解決問題、自主創(chuàng)新等方面的能力。
3.多媒體課件可及時更新，豐富教學(xué)內(nèi)容
任課教師可根據(jù)學(xué)科的發(fā)展，將學(xué)科前沿和最新知識點及時在多媒體課件中進行修正和補充，使有關(guān)知識點得到吐故納新，豐富教學(xué)內(nèi)容。
4.多媒體教學(xué)作為輔助手段與其他教學(xué)模式相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量
多媒體教學(xué)其目的是優(yōu)化教學(xué)方式，提高教育教學(xué)水平。如果將多媒體教學(xué)與黑板板書、幻燈片以及錄影資料等其他媒體相結(jié)合，可使教學(xué)效果發(fā)揮到極致境界。其中，多媒體教學(xué)與黑板板書結(jié)合的授課模式是迄今為止最適合成人函授教育的一種教學(xué)方式。
三、傳統(tǒng)授課模式與多媒體教學(xué)優(yōu)化結(jié)合使用的必要性
畢業(yè)論文課程是一門綜合性很強的課程，相對比于其他課程在授課時有較高的要求。
在畢業(yè)論文課程授課時，如果一味的采用“一支筆、一張嘴、一塊黑板”單一傳統(tǒng)的授課模式，既不能將畢業(yè)論文格式要求，文獻查閱路徑等相關(guān)內(nèi)容形象生動的傳授給學(xué)生，又不能在有限課時內(nèi)將豐富的內(nèi)容對學(xué)生進行有效傳達。但是教師優(yōu)美的、富有個性的板書，直接影響到學(xué)生的書寫和審美，這是多媒體教學(xué)所無法比擬的。課堂中教師生動的講解過程實際上是學(xué)生靈感、思想相互碰撞的過程，教師富有啟迪性的語音和體態(tài)語言的暗示，使學(xué)生心理產(chǎn)生極大的模仿力和親和力，這是運用多媒體音像所無法收效的。
如果完全采用多媒體教學(xué)模式，部分教師對多媒體教學(xué)使用不當(dāng)，很容易造成一些負面的影響，未能達到預(yù)期的教學(xué)效果。比如，有些教師將上課的內(nèi)容全部以文字的形式體現(xiàn)在多媒體課件上，即多媒體課件變成了黑板板書的翻版，課堂教學(xué)內(nèi)容沒有在教師的引導(dǎo)、啟發(fā)下給予學(xué)生進行講解，教師在上課的整個過程僅點點鼠標(biāo)，動動嘴巴，甚至整堂課一直坐在電腦前面，學(xué)生一堂課都沒看到老師的臉，缺乏師生互動與交流，師生關(guān)系弱化，導(dǎo)致了學(xué)生情感態(tài)度和體驗的缺失，不利于學(xué)生健康個性的形成和正確價值觀的培養(yǎng)。
因此，根據(jù)多媒體與傳統(tǒng)授課模式各自的優(yōu)缺點，將兩者進行優(yōu)化組合，應(yīng)用于成人函授畢業(yè)論文設(shè)計課程的教學(xué)可達到理想的教學(xué)效果。
四、優(yōu)化整合多媒體與傳統(tǒng)授課模式應(yīng)用于成人函授畢業(yè)論文設(shè)計課程教學(xué)
首先，授課教師讓學(xué)生先明確畢業(yè)論文寫作的目的和意義。針對目的和意義的授課，教師應(yīng)采用傳統(tǒng)授課模式，站在講臺中間講課，拉近與學(xué)生之間的距離，易于師生互動，容易使學(xué)生產(chǎn)生共鳴。[4]教師配合適當(dāng)?shù)闹w語言，強調(diào)課程學(xué)習(xí)的重要性。
其次，教師要指導(dǎo)學(xué)生正確選題。選擇合適的題目，是學(xué)生寫好畢業(yè)論文的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。若選擇的論文題目范圍較大，則寫出來的論文內(nèi)容較空洞，難以結(jié)合實際；而選擇的論文題目范圍過窄，又難以查找相關(guān)文獻資料，學(xué)生會感到無從下手。因此，授課教師指導(dǎo)學(xué)生選出一個大的研究方向，再圍繞該研究方向查找文獻資料，使學(xué)生通過閱讀、思考、分析材料逐漸把畢業(yè)論文題目范圍縮小，并采用多媒體進行輔助教學(xué)，將有代表性的往屆論文題目通過投影儀展示給學(xué)生，省去黑板板書的時間，提高教學(xué)效率。學(xué)生通過參考往屆學(xué)生畢業(yè)論文題目，一定程度上對選題有初步的認識，較好的杜絕了學(xué)生選題范圍過大或過小的現(xiàn)象。
再次，由于畢業(yè)論文一般指的是有文獻資料佐證的學(xué)術(shù)論文，所以，授課教師要指導(dǎo)學(xué)生搜集和閱讀有關(guān)的參考資料，并指導(dǎo)學(xué)生進行文獻的檢索方法與技巧。教師可通過多媒體投影儀向?qū)W生介紹必要的參考資料，并用鼠標(biāo)點擊、投影儀投影逐步給學(xué)生演示進入學(xué)校圖書館電子期刊數(shù)據(jù)庫的方法、查詢文獻的詳細步驟與路徑，為學(xué)生總結(jié)檢索文獻的基本方法，并讓學(xué)生了解查閱中文期刊和博碩士畢業(yè)論文、會議論文相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫路徑，強調(diào)學(xué)生應(yīng)充分利用學(xué)校圖書館的資源，圍繞論文題目做文獻檢索，確保資料翔實。由于成人函授學(xué)生初次接觸文獻檢索，聽了課后未必會記住，授課教師可將上課課件讓學(xué)生拷貝，方便學(xué)生課后進行復(fù)習(xí)，較好的掌握。
畢業(yè)論文有一定的格式要求，教師在授課時先采用傳統(tǒng)教學(xué)模式給學(xué)生進行粗略講解，接著以多媒體輔助配合，通過投影儀讓學(xué)生更直觀的了解畢業(yè)論文格式，邊講邊演示，通過兩種教學(xué)模式相結(jié)合，加深學(xué)生對論文格式的要求。
最后，授課教師應(yīng)給學(xué)生傳授畢業(yè)論文答辯技巧與注意事項。教師應(yīng)現(xiàn)場親自示范畢業(yè)論文答辯時的各項工作，包括答辯前的準(zhǔn)備工作，答辯回答問題的應(yīng)變及答辯完畢應(yīng)如何收尾等等，讓學(xué)生身臨其境，全面掌握畢業(yè)論文答辯的步驟及相關(guān)事宜。
總之，在畢業(yè)論文課程授課時，交叉使用多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)兩種模式，授課教師不應(yīng)只坐電腦前，應(yīng)多與學(xué)生交流，運用恰當(dāng)?shù)氖謩?、抑揚頓挫的聲調(diào)，穿插幽默的語言來組織教學(xué)，對于學(xué)生不易理解的內(nèi)容，及時進行黑板板書，引導(dǎo)學(xué)生思考，把握整堂課的脈絡(luò)，確保教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。通過融合多媒體教學(xué)及傳統(tǒng)授課模式進行畢業(yè)論文設(shè)計的課程教學(xué)，使學(xué)生掌握畢業(yè)論文設(shè)計基本技能，學(xué)會調(diào)查研究、查閱資料、分析論證、設(shè)計和計算、撰寫論文等基本方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和實事求是的工作態(tài)度，認真刻苦和勇于創(chuàng)新的鉆研精神，嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，了解本學(xué)科在國內(nèi)外的新進展，開展畢業(yè)論文的撰寫工作。
畢業(yè)論文設(shè)計，作為成人函授學(xué)生的最后一門課程，是學(xué)生從理論基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)到從事科學(xué)研究與創(chuàng)新活動的最初嘗試，學(xué)校及任課教師應(yīng)重視畢業(yè)論文設(shè)計課程的教學(xué)，通過優(yōu)化教學(xué)手段提高該課程教學(xué)質(zhì)量，對于培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題能力有重要的意義，為學(xué)生以后的進一步學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻：
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[2] 周建民，王桂英.關(guān)于多媒體教學(xué)與函授教育教學(xué)模式的思考[J].內(nèi)蒙古統(tǒng)計，2009，(5):51-52.
[3] 黃生學(xué)，樊雅平.多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)化整合的研究[J].成人教育，2010，(1):49-50.
[4] 李向輝.函授教育課堂教學(xué)問題審視與對策研究[J].成人教育，2011，(1):81-82.
一、設(shè)計題目 用PLC對機械手搬物控制的電氣控制設(shè)計
二、設(shè)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(yīng)用。
三、設(shè)計要求
兩條傳送帶分別由電動機驅(qū)動，機械手有液壓缸驅(qū)動上下左右旋轉(zhuǎn)兩個方向運動，液壓系統(tǒng)是1000W電機。設(shè)計要求
1）機械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)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(wù)
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(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。
（1）設(shè)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(shè)計說明書（8000以上）
1）設(shè)計題目
2）控制原理說明設(shè)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(shè)計總結(jié)及改進意見
6）主要參考資料
五、 工廠電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 方承遠
工廠電氣控制設(shè)備 機械工業(yè)出版社 主編 許廖
機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實
可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 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(shè)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(shè)計簡單及便于安裝調(diào)試等優(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領(lǐng)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(shù)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(jié)構(gòu)和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設(shè)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(chǔ)知識、基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)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(yīng)用等知識。本設(shè)計書結(jié)合了大量的圖形，使設(shè)計一目了然。并給出了程序調(diào)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(shè)計書參考了眾多可編程序控制器教學(xué)用書，結(jié)合自己所掌握的知識，并由指導(dǎo)教師田林紅老師的指導(dǎo)下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導(dǎo)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(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.............................（3）
二、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...........................（3）
1、PLC的基本結(jié)構(gòu)...................................（ ）
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(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢...........................（3）
五、PLC應(yīng)用中應(yīng)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(gòu)................（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(gòu)成....................................（6）
七、梯形圖設(shè)計.........................................（6）
1、梯形圖的整體設(shè)計................................（6）
2、各部分梯形圖的設(shè)計..............................（8）
3、機械手的PLC控制梯形圖..........................（8）
4、程序語言............................... ........（8）
八、總結(jié)... ...........................................（26）
）
附錄...............................................
摘 要
在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，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(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。機械手的機械結(jié)構(gòu)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(qū)動模塊、傳感器、開關(guān)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(shù)，位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)、檢測技術(shù)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(qū)動橫軸、豎軸步進電機驅(qū)動器，控制機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關(guān)將位置信傳給PLC主機；直流電機拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)，位置信號由旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)反饋給PLC主機；電磁閥控制氣開閥的開關(guān)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(guān)參數(shù)。
關(guān)鍵字：
可編程控制器PLC；
機械手；
脈沖；
步進電機驅(qū)動器；
步進電機；
直流電機；
傳感器；
限位開關(guān)；
電磁閥。
一、電氣控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
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(qū)動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)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(zhuǎn)及調(diào)速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動控制技術(shù)。
20世紀(jì)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(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方便，因此被廣泛應(yīng)用于各類機床和機械設(shè)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(shè)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(jì)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(jì)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(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)速性能大為改善，而且減少了機電設(shè)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(guān)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(jì)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(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本變化,在20世紀(jì)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(lǐng)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(xí)慣,摒棄了微機常用的計算機程序語言的表達形式,獨具風(fēng)格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學(xué),更容易調(diào)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制中.
電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)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(fù)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(shù)還將不斷得到發(fā)展.
二、 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
1、 PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。
1）.整體式結(jié)構(gòu)的PLC
整體式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的PLC
模塊式結(jié)構(gòu)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(yīng)的模塊，應(yīng)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(dāng)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(yù)制在系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項任務(wù)。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(nèi)部故障的診斷等。
（2）、存儲器
根據(jù)存儲器存儲內(nèi)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(dāng)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(nèi)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(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)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(shè)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(diào)解模塊等。隨著PLC的進一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)用也越來越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理與繼電器構(gòu)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(shù)，只是該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(nèi)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(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)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(yīng)的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)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(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場技術(shù)人員的技能和習(xí)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(shù)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(shè)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(zhuǎn)換。
4）、功能強，PLC運用了計算機、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，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(shè)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(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，是機電技術(shù)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(shè)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(shè)置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設(shè)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(shè)置了計數(shù)指令，計數(shù)值可由用戶在編程時設(shè)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(zhuǎn)換 有些PLC還具有“模數(shù)”轉(zhuǎn)換（A/D）和“數(shù)?！保―/A），功能，能完成對模擬量的控制與調(diào)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(zhuǎn)換等操作。
7）、通信與聯(lián)網(wǎng) 有些PLC采用了通信技術(shù)，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(jié)果，這種采用一臺計算機，多臺PLC組成的頒式控制網(wǎng)絡(luò)可完成圈套規(guī)模的復(fù)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(guān)部分的運行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)設(shè)定值，因而高度、使用和維護都很方便。
四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢
目前，PLC在國內(nèi)已得到了廣泛的應(yīng)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(gòu)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(shù)的發(fā)展，國外近幾年興起自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機之間連成網(wǎng)絡(luò)，通過光纜傳遞信息，構(gòu)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(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)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(yīng)地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠?qū)崿F(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(shè)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(luò)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(fù)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(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題
本節(jié)主要介紹PLC在應(yīng)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(yīng)用中，有些開關(guān)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(yīng)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(jié)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(shè)備采用兩線式傳感器（如接近開關(guān)、光電開關(guān)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(yīng)大于10千歐姆，導(dǎo)通電阻應(yīng)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(gòu)
機械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)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(yīng)用非常廣泛。應(yīng)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(qū)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(qū)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(dān)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(qū)動，而氣缸又有相應(yīng)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(dāng)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(dāng)上升電磁閥通電時，機械手才上升；當(dāng)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(dāng)該線圈通電時，機械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時，機械手放松。
當(dāng)機械手右移到位并準(zhǔn)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(yīng)自動停止下降，用光電開關(guān)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(guān)，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(guān)，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(guān)，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(guān)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(guān)，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(guān)，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(guān)，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(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)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(dāng)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(dāng)選擇左/右運動時，按下啟動按鈕，機械手右移。當(dāng)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(gòu)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(shè)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(zhuǎn)換的圖形，進行程序設(shè)計。
1.梯形圖的整體設(shè)計
根據(jù)機械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應(yīng)執(zhí)行“自動程序”，故梯形圖的總體構(gòu)成應(yīng)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(shè)計
1）通用部分梯形圖設(shè)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(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)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(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動動作復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復(fù)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(zhuǎn)換啟動：
若機械手工作在自動工作方式下，當(dāng)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(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉(zhuǎn)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(dāng)M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如圖 [8] 所示。
圖 [8]
（3）狀態(tài)器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。
在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng)按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。
圖 [9]
在“步進”工作方式時，M574應(yīng)始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。
PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)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(yīng)被停止，上限位未動作時應(yīng)進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅(qū)動T450。T450接通后，轉(zhuǎn)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(fù)位松開。如上所述一步一步按順序驅(qū)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(shè)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(shè)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(yīng)先將其工作方式選擇開關(guān)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(guān)放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應(yīng)將工作方式選擇開關(guān)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(shù)》 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(xué)出版社 主編 李偉
9.《PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐》 人民郵電出版社 求是科技
10.《PLC實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書》 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 主編 路劍
11.《可編程控制器的原理與應(yīng)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(guān)
I0.2 上限位 上限位開關(guān)
I0.3 右限位 右限位開關(guān)
I0.4 左限位 左限位開關(guān)
I0.5 無工件檢測 無工件檢測開關(guān)
I0.6 停止按鈕
I0.7 單操作 單步方式開關(guān)
I1.0 步進操作 步進方式開關(guān)
I1.1 單周期操作 單周期方式開關(guān) 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
Q0.3 右行電磁閥 右行電磁閥線圈
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；教學(xué)質(zhì)量；軟件工程
中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 22-0166-03
1畢業(yè)設(shè)計工作的組織和管理
畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生培養(yǎng)過程中的最后一個重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生對所學(xué)知識的梳理與總結(jié)，旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立分析、解決問題的能力，使學(xué)生受到良好的科學(xué)研究、工程設(shè)計和撰寫報告的訓(xùn)練。因此，軟件學(xué)院在嚴(yán)格執(zhí)行學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計各項規(guī)定的基礎(chǔ)上，對畢業(yè)設(shè)計工作非常重視，組織了強有力教師隊伍，制定了畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量保證體系，從而保證了畢業(yè)設(shè)計順利進行，并能夠取得良好的效果。
為了加強畢業(yè)設(shè)計的管理，學(xué)院成立了畢業(yè)設(shè)計督導(dǎo)小組，具體如下：
成立了畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組；
建立了畢業(yè)設(shè)計督導(dǎo)小組；
組成了畢業(yè)設(shè)計答辯委員會；
并抽調(diào)一名教師專職負責(zé)畢業(yè)設(shè)計工作的總體管理和協(xié)調(diào)。
為了保證畢業(yè)設(shè)計的順利進行和質(zhì)量，學(xué)院對畢業(yè)設(shè)計過程進行全面控制，具體措施如下：
做好畢業(yè)設(shè)計的選題工作；
加強指導(dǎo)教師選派工作；
進行畢業(yè)設(shè)計工作的中期檢查；
采取畢業(yè)設(shè)計論文的交叉評閱，畢業(yè)設(shè)計成績綜合評定；
提供和保證畢業(yè)設(shè)計硬件和場地條件。
此外，學(xué)院在認真執(zhí)行學(xué)校畢業(yè)設(shè)計工作管理條例外，還建立了一整套畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量保證體系及相關(guān)措施。同時，學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組和督導(dǎo)小組還定期檢查和隨機抽查畢業(yè)設(shè)計工作。
2畢業(yè)設(shè)計選題工作
在畢業(yè)設(shè)計選題過程中，我們把握如下六個原則：
(1) 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，體現(xiàn)專業(yè)特點，能達到專業(yè)綜合訓(xùn)練的目的；
(2) 緊密結(jié)合軟件工程實際、開發(fā)實際，體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展水平和時代特點，盡可能地選擇科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)、社會、經(jīng)濟等領(lǐng)域的實際問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力；
(3) 既符合學(xué)生知識和能力基礎(chǔ)的實際情況，又有一定的廣度和深度，課題的份量和難度適中，使學(xué)生能在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)；
(4) 大力提倡“真題真做”；
(5) 題目每年更新，且題目數(shù)量原則上做到一人一題，對于確需多人合作完成的大課題，指導(dǎo)教師要明確給出子課題；
(6) 實行導(dǎo)師、學(xué)生雙向選擇，體現(xiàn)因材施教的原則，注重發(fā)揮學(xué)生的特長；
具體步驟如下：
由教師提出擬定的畢業(yè)設(shè)計題目；
經(jīng)學(xué)院組織的專家審查通過，提交學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計題目預(yù)選；
將預(yù)選結(jié)果提交到學(xué)院批準(zhǔn)；
公布選題結(jié)果
在整個選題工作中，學(xué)院要求參加的教師所選畢業(yè)設(shè)計題目符合培養(yǎng)目標(biāo)的要求，能夠達到綜合訓(xùn)練目的，能夠很好地促進教學(xué)、生產(chǎn)與科研相結(jié)合。
對申請校外完成畢業(yè)設(shè)計(論文)同學(xué)，要求與上述要求相同。畢業(yè)設(shè)計(論文)單位及題目確定后，學(xué)生不得以任何理由提出更改，應(yīng)盡快辦理相應(yīng)手續(xù)，按時到企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(論文)。
選題任務(wù)完成后，由學(xué)院組織審題小組對畢業(yè)設(shè)計(論文)題目進行審核，對不合適的題目及時進行調(diào)整更換。經(jīng)過嚴(yán)格選題和審題，本科畢業(yè)設(shè)計(論文)選題質(zhì)量進一步提高。
根據(jù)學(xué)院最終的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，本次學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計中結(jié)合工程實際、社會實踐和科研課題的選題占90％以上。
3指導(dǎo)教師選派及其工作
畢業(yè)設(shè)計作為全院的工作重點，學(xué)院在指導(dǎo)教師的選派中全面考慮，調(diào)動全院骨干教師作為畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師都具有中級及以上職稱。在畢業(yè)設(shè)計工作中，為了保證教學(xué)質(zhì)量，規(guī)定每名教師指導(dǎo)人數(shù)不到6人。
對校外完成畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)，采用由學(xué)生所在校外單位的指導(dǎo)教師和本院指定教師共同承擔(dān)的方式，由所在實習(xí)單位的指導(dǎo)教師具體負責(zé)指導(dǎo)，學(xué)院指導(dǎo)教師參加指導(dǎo)工作，了解和掌握畢業(yè)設(shè)計工作進度情況及質(zhì)量，并協(xié)調(diào)有關(guān)問題。
畢業(yè)設(shè)計中指導(dǎo)教師必須堅守崗位，經(jīng)常檢查指導(dǎo)、及時掌握學(xué)生進度。學(xué)院要求指導(dǎo)老師每周對所指導(dǎo)的學(xué)生指導(dǎo)時間不少于8學(xué)時/人。在整個畢業(yè)設(shè)計工作中，學(xué)院的教師都非常重視對學(xué)生獨立進行軟件設(shè)計和開發(fā)工具的掌握，要求學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計提高自己獨立工作的能力，以及分析和解決問題能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
4畢業(yè)設(shè)計工作的中期檢查和隨機抽查
為了保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，全面了解和掌握畢業(yè)設(shè)計進展情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決畢業(yè)設(shè)計中可能存在的問題，學(xué)院畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組和督導(dǎo)小組部分成員，隨時到畢業(yè)設(shè)計工作地點對畢業(yè)設(shè)計工作情況和指導(dǎo)情況進行隨機抽查。
在學(xué)期中，把畢業(yè)設(shè)計工作情況列為期中教學(xué)檢查的重點內(nèi)容之一，并對全院學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計工作進行了一次全面中期檢查，對學(xué)生出勤、指導(dǎo)教師到位、計劃執(zhí)行等情況進行檢查，從而保證了畢業(yè)設(shè)計工作的順利開展，提高畢業(yè)設(shè)計整體質(zhì)量。
5交叉評閱，答辯成績評定
學(xué)院成立答辯工作領(lǐng)導(dǎo)小組，成立了答辯委員會，由教授、副教授等組成了4-5人的答辯小組。形成完善的答辯工作組織和管理機構(gòu)，健全制度，答辯程序嚴(yán)格，評分有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。
在答辯前，每個學(xué)生都要獨立完成畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫，并在指定時間內(nèi)交給指導(dǎo)教師審閱，指導(dǎo)教師給出評語和成績后，由評閱教師交叉評閱，在交叉評閱中要求教師嚴(yán)格把關(guān)，評語準(zhǔn)確、詳實。最后由答辯委員會根據(jù)指導(dǎo)教師和評閱教師的評定情況組織答辯。另外，畢業(yè)設(shè)計成績擬評為“優(yōu)秀”的學(xué)生還必須參加學(xué)院進行的復(fù)答辯。
6畢業(yè)設(shè)計的保證條件
為了保證學(xué)生畢業(yè)設(shè)計工作的順利進行，學(xué)院根據(jù)指導(dǎo)教師的情況，把各個畢業(yè)設(shè)計學(xué)生分配到各專業(yè)實驗室，各個實驗室的計算機設(shè)備能夠滿足畢業(yè)設(shè)計的需要，保證了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
學(xué)院還專門為畢業(yè)設(shè)計投入打印、資料查詢經(jīng)費。
7成績評定規(guī)范與質(zhì)量
學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成績由開題報告成績、指導(dǎo)教師評定成績、交叉評閱教師評定成績和答辯成績四部分組成，各部分所占比例分別為10%、40%、20%、30%。指導(dǎo)教師評定成績由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作期間的工作態(tài)度、出勤情況、文獻查閱及綜合運用能力、實驗技能和設(shè)計能力、獨立思考和解決問題能力、表達能力及論文撰寫等多方面的表現(xiàn)綜合進行評定。交叉評閱教師評定成績由答辯委員會指定的評閱教師根據(jù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計方案的可行性、內(nèi)容的正確性、論證的嚴(yán)密性和創(chuàng)新性等各方面的情況給出成績。
軟件學(xué)院每個學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計論文都經(jīng)過指導(dǎo)教師的認真審查，所有學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計論文制作規(guī)范，格式統(tǒng)一。
為了對畢業(yè)設(shè)計工作進行客觀地評價，學(xué)院專門組織學(xué)院內(nèi)的教授和專業(yè)負責(zé)人對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計工作進行檢查和自評工作，總結(jié)經(jīng)驗，為今后更好的完成畢業(yè)設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。
8存在問題及改進措施
每年畢業(yè)設(shè)計結(jié)束后，學(xué)院都組織全體教師對畢業(yè)設(shè)計工作進行了認真地研究和自評，找出存在的問題和不足。具體存在的問題如下：
1) 學(xué)院在對畢業(yè)設(shè)計的過程管理還應(yīng)該進一步加強；
2) 個別教師缺少指導(dǎo)軟件工程畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)驗；
3) 個別教師在選題、指導(dǎo)過程中有失誤；
4) 部分學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計工作量偏小，難度不夠；
5) 一些學(xué)生受到找工作的影響，對待畢業(yè)設(shè)計工作不夠認真；
6) 有關(guān)畢業(yè)設(shè)計工作方法、教學(xué)改革方面的論文偏少。很多教師做了一些富有成效的工作，應(yīng)及時地加以歸納和總結(jié)，提煉出自己的思想，發(fā)表相關(guān)的論文。
針對以上問題，學(xué)院提出具體改進措施：
1) 學(xué)院應(yīng)加強對畢業(yè)設(shè)計過程的監(jiān)管力度；
2) 學(xué)院將嚴(yán)格畢業(yè)設(shè)計選題的審查制度，對教師提出的畢業(yè)設(shè)計題目，是否符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，是否達到綜合訓(xùn)練的目的等進行把關(guān)；
3) 加強對學(xué)生的管理，嚴(yán)格畢業(yè)設(shè)計過程管理，樹立良好學(xué)風(fēng)；
4) 加強對指導(dǎo)教師的培訓(xùn)，明確畢業(yè)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
5) 學(xué)院鼓勵指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計方法、改革方面的工作進行及時歸納和總結(jié)，多發(fā)表相關(guān)的論文，并給予獎勵。
9結(jié)束語
回顧過去幾屆畢業(yè)設(shè)計的工作，有成績也有不足，只要牢固把好畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量關(guān)，抓好關(guān)系到畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計水平將會取得更大的進步。
總之，在學(xué)院黨政的領(lǐng)導(dǎo)下和全體教師的辛勤工作下，軟件學(xué)院畢業(yè)設(shè)計工作取得了良好的效果，保證了畢業(yè)生的質(zhì)量，為提高軟件學(xué)院的教學(xué)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
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作者簡介
張毅(1962-)，男，副教授(博士)，系主任。主要研究方向：軟件工程新技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)、企業(yè)信息化。
地址：重慶大學(xué)軟件學(xué)院應(yīng)用軟件系400044
E-mail：
Tel：023-65111750(辦)023-65112429(宅)
13320210223(手機)
何為“TRIZ”
TRIZ是什么？它是俄文縮寫轉(zhuǎn)換為拉丁文字，其意義為“發(fā)明問題解決理論”，也有中國專家給它取了一個中國化的名字叫“萃智”理論。
“舉個例子，要讓干果、種子的外殼和果實分開不是一件容易的事，但是專家對許多物理現(xiàn)象和發(fā)明專利進行研究后發(fā)現(xiàn)，通過緩慢加壓（大氣壓）然后瞬間減壓，就可以使緊貼在一起的物理性狀不同的物質(zhì)分離開。掌握了這個規(guī)律，許多問題就觸類旁通了。TRIZ就是這樣一門研究發(fā)明創(chuàng)造背后的規(guī)律、培養(yǎng)創(chuàng)新思維的理論?！眲?chuàng)造學(xué)專家張武城教授說。
據(jù)介紹，TRIZ理論是前蘇聯(lián)學(xué)者阿奇舒勒歷經(jīng)50多年，對數(shù)以百萬計的專利文獻加以整理、歸納、提煉和重組，建立起的一整套實用的理論方法體系。
在前蘇聯(lián)，以TRIZ為核心的創(chuàng)新方法學(xué)的教育非常普及，TRIZ是理工科本科生和研究生的必修課。
目前美國、韓國、日本和北歐及西歐一些國家，不僅在高校開設(shè)TRIZ相關(guān)課程，還面向不同年齡青少年開展相關(guān)創(chuàng)新教育。
在我國，以TRIZ理論為基礎(chǔ)的創(chuàng)新教育剛剛起步。高校開展的TRIZ理論教育培訓(xùn)，都選擇了與目前市場上唯一的專業(yè)咨詢服務(wù)機構(gòu)---億維訊科技有限公司合作。該公司創(chuàng)新產(chǎn)品業(yè)務(wù)部總經(jīng)理林岳，就是中國第一位專門研究TRIZ理論的博士。
創(chuàng)新理論應(yīng)用成效明顯
“TRIZ是解決發(fā)明創(chuàng)新問題最有力的理論工具，而CAI（計算機輔助創(chuàng)新）是解決發(fā)明創(chuàng)新問題最有力的信息化工具，二者的結(jié)合解決了無數(shù)的工程難題，也為高校創(chuàng)新教育提供了現(xiàn)實路徑。”林岳說。
目前國內(nèi)已經(jīng)有北京理工大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、西南交通大學(xué)等30多所高校與安世亞太公司合作，引人TRIZ和CAI開展創(chuàng)新教育。目前，我國高校中開展的TRIZ理論相關(guān)教育，主要有兩種形式：一是開設(shè)選修課或與高校開設(shè)的設(shè)計類課程相結(jié)合，選修課一般32個學(xué)時，學(xué)生修完可獲得2-3個學(xué)分；另一種形式是以TRIZ理論為指導(dǎo)，結(jié)合CAI，輔助學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計，或輔助有課題的在校師生進行創(chuàng)新設(shè)計。
TRIZ作為一種舶來品，能否與中國教育順利嫁接？林岳介紹說，前蘇聯(lián)國家的TRIZ教育重在數(shù)理分析，而中國高校在開展TRIZ培訓(xùn)時，弱化推理而強調(diào)興趣引導(dǎo)，注重生活案例和工業(yè)案例分析。
在開設(shè)TRIZ課程或進行畢業(yè)設(shè)計時，教師要求學(xué)生提交具體問題，在學(xué)習(xí)期間運用TRIZ理論獲得解決方案。在此過程中，學(xué)生的創(chuàng)新思維被激發(fā)，一大批成果脫穎而出。2007年4月，北京聯(lián)合大學(xué)在畢業(yè)設(shè)計中引入CAI高校解決方案，學(xué)生全部順利完成畢業(yè)論文撰寫和答辯，其中機械工程及自動化專業(yè)學(xué)生劉峰完成的“手機電池彈片塑料熱熔焊接機設(shè)計”目前正在申請專利；天津工業(yè)大學(xué)2004年下半年開始在創(chuàng)造學(xué)課程中開展創(chuàng)新能力拓展培訓(xùn)，20余名大學(xué)生在校期間就申請了專利；東北林業(yè)大學(xué)31名博士、教授在TRIZ師資培訓(xùn)的過程中，申請了兩項專利。
與此同時，一大批接受TRIZ培訓(xùn)的學(xué)生在全國創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲獎。
創(chuàng)新教育需進一步拓展范圍
創(chuàng)新理論教育要想在高校中產(chǎn)生更大影響，尚需進一步拓展范圍。在日前舉辦的一場創(chuàng)新教育論壇上，與會專家認為，TRIZ理論培訓(xùn)的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，它是一種思想武器和“方法論”，不僅僅適合理工科學(xué)生，而是具有一定的普適性。據(jù)了解，復(fù)旦大學(xué)正計劃將TRIZ理論引入藝術(shù)人才的培養(yǎng)領(lǐng)域。
以培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才為宗旨的高職院校，已經(jīng)意識到加強創(chuàng)新教育的重要性。在一次高職高專院校的會議上，70多所高職院校的領(lǐng)導(dǎo)表示希望引人TRIZ理論培訓(xùn)。將創(chuàng)新理論教育與高職的實踐教學(xué)緊密結(jié)合起來，培養(yǎng)的人才不僅具有較強的動手能力，而且頭腦思維靈活，富有創(chuàng)意。
摘要：高職院校畢業(yè)設(shè)計是一個重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力、團隊協(xié)作能力、工程實際應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力的重要途徑。通過分析高職院校畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀，結(jié)合福建船政交通職業(yè)學(xué)院機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)實踐，提出高職院校機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)改革方法，并進行改革效果分析。
關(guān)鍵詞：高職院校；機電一體化專業(yè)；畢業(yè)設(shè)計；教學(xué)改革
作者：曾思通
1前言
《教育部辦公廳關(guān)于加強普通高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）工作的通知》（教高廳〔2004〕14號）指出，畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強化社會意識、進行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實踐能力與素質(zhì)等方面具有不可替代的作用，是教育與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實踐環(huán)節(jié)。高職院校的畢業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有別于一般專業(yè)課程中的實驗實訓(xùn)實踐教學(xué)，在實踐內(nèi)容、實踐教學(xué)方式、考核方式、評價體系等各方面都沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因而如何實施這一實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，歷來是各高職院校研究和探索的重點和難點。
臺灣技職教育在畢業(yè)設(shè)計特別是實務(wù)專題制作上頗有建樹。2017年，筆者赴臺進行為期33天的教學(xué)改革學(xué)習(xí)，深入了解了臺北城市科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（實務(wù)專題）的設(shè)計及制作過程，觀摩了臺灣科技大學(xué)、正修科技大學(xué)等電機工程系的專題成果展；再通過對大陸相關(guān)院校的調(diào)研，以及根據(jù)自身多年從事機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)的經(jīng)驗，總結(jié)目前高職院校畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)存在的不足，并提出相應(yīng)的教學(xué)改革和實踐方法。
2高職院校畢業(yè)設(shè)計存在的不足
以畢業(yè)論文取代畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)畢業(yè)論文是為獲得學(xué)位資格而撰寫的學(xué)術(shù)性較強的研究論文，是衡量可否畢業(yè)及申請和授予相應(yīng)學(xué)位的基本依據(jù)，要求在一定的研究方向內(nèi)選擇論題或課題，對相應(yīng)的學(xué)術(shù)問題進行研究論證[1]。針對本科教育的畢業(yè)設(shè)計（論文）并不適合于培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才為目標(biāo)的高職教育。高職院校畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)要求體現(xiàn)以“職業(yè)能力培養(yǎng)”為主線，沿用本科院校的畢業(yè)設(shè)計（論文）模式，勢必不能達到高職院校畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求。
以綜合性實驗報告或說明書作為畢業(yè)設(shè)計終結(jié)材料有些院?？紤]到學(xué)生綜合能力特別是理論水平不夠，無法完成較高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計，于是索性放棄畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，直接讓學(xué)生提交一份綜合性實驗報告或說明書作為畢業(yè)設(shè)計材料。這些綜合性實驗報告或說明書往往又有教材、網(wǎng)絡(luò)資料可查閱、參考，于是一部分學(xué)生有恃無恐，很少把精力放在畢業(yè)設(shè)計上，最終提交的材料質(zhì)量往往讓人大失所望。
以下企業(yè)實習(xí)的實習(xí)報告作為畢業(yè)設(shè)計以畢業(yè)頂崗實習(xí)報告代替畢業(yè)設(shè)計的高職院校也不在少數(shù)。通過調(diào)研和下企業(yè)檢查，畢業(yè)頂崗實習(xí)也存在一定的不足，很難達到期望的效果和目標(biāo)。企業(yè)鑒于自身經(jīng)濟效益、管理模式以及實習(xí)學(xué)生能力的考慮，往往讓學(xué)生從事相對簡單，重復(fù)性、專業(yè)性不高的工作。在畢業(yè)頂崗實習(xí)還不盡如人意之際，簡單地讓畢業(yè)生全部以實習(xí)報告頂替畢業(yè)設(shè)計，往往導(dǎo)致學(xué)生為完成任務(wù)而虛構(gòu)實習(xí)內(nèi)容或網(wǎng)絡(luò)抄襲相關(guān)實習(xí)報告。
以實務(wù)專題形式開展畢業(yè)設(shè)計以實務(wù)專題的形式開展畢業(yè)設(shè)計是近年來一些高職院校采取的方式。實務(wù)專題是借鑒臺灣技職院校各學(xué)科專業(yè)普遍推行的專題制作課程，通過專題制作過程培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力，整合應(yīng)用專業(yè)知識及綜合技能，還能提升團隊合作、獨立思考、邏輯思維、論文撰寫與口頭報告等諸多能力[2]。實務(wù)專題環(huán)節(jié)主要包括：根據(jù)學(xué)生的生活、工作實際情況，收集信息、查閱資料，確定具有一定實際意義的選題；提交方案的可行性報告、實施計劃、耗材清單預(yù)算、采購方案、預(yù)期成效；按計劃開展實務(wù)專題制作；提交設(shè)計說明書、答辯PPT、視頻；展示產(chǎn)品的功能等。
實務(wù)專題制作相比于傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計（論文）具有一定的優(yōu)勢，取得較好的效果，但在實施過程中也逐漸暴露一些問題。目前實務(wù)專題面臨的主要瓶頸有選題難度逐年增大、專題工作量差異大、考核標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、教師指導(dǎo)工作量大、資金有限等。
畢業(yè)答辯流于形式通過廣泛調(diào)研，不少高職院校存在畢業(yè)答辯不規(guī)范、流于形式，畢業(yè)設(shè)計通過率百分百甚至沒有畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)的現(xiàn)象。于是不少學(xué)生心存僥幸心理，簡單隨意應(yīng)付畢業(yè)設(shè)計，在學(xué)生中產(chǎn)生不良影響。教師對于這樣的現(xiàn)象難以遏制，對學(xué)生越來越?jīng)]信心，最終使畢業(yè)答辯越來越流于形式，失去應(yīng)有的作用。
3高職院校畢業(yè)設(shè)計理念
《教育部辦公廳關(guān)于加強普通高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）工作的通知》（教高廳〔2004〕14號）提出，高職高專學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計要與所學(xué)專業(yè)及崗位需求緊密結(jié)合，可以采取崗前實踐和畢業(yè)綜合訓(xùn)練等形式，由學(xué)校教師與企業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員共同指導(dǎo)，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實際選題，確定訓(xùn)練內(nèi)容和任務(wù)要求；時間應(yīng)不少于半年；對高職高專學(xué)生要加強畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的規(guī)范管理，加強過程監(jiān)控，嚴(yán)格考核，采取評閱、答辯、實際操作等形式，檢查和驗收畢業(yè)設(shè)計成果?；诟呗氃盒Ｈ瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)、高職學(xué)生的特點以及畢業(yè)設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的特殊性，畢業(yè)設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的基本理念有：以“職業(yè)能力培養(yǎng)”為主線，堅持以高職教育培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，遵循“以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強化應(yīng)用、培養(yǎng)技能”為重點，力圖做到“降低理論要求、精選設(shè)計內(nèi)容、加強基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、突出應(yīng)用實踐”，注重學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。
4高職院校機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計實踐教學(xué)改革
強化畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的各級管理畢業(yè)設(shè)計工作涉及學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)、科研水平、教學(xué)管理、教師教學(xué)以及學(xué)生能力提升等多方面因素，在所有教學(xué)工作中占有極其重要的地位。學(xué)校應(yīng)建立職責(zé)清晰的畢業(yè)設(shè)計管理體系，明確相關(guān)管理機構(gòu)、系部、教研室及相關(guān)人員職責(zé)；各系部、教研室應(yīng)根據(jù)自身專業(yè)特點建立畢業(yè)設(shè)計管理和實施方案，并上報相關(guān)管理機構(gòu)審批。相關(guān)規(guī)章制度應(yīng)包括：選題審批制度；開題報告環(huán)節(jié)，建立過程考核特別是中期檢查制度；答辯資格審查制度；答辯制度等。
將技能大賽與畢業(yè)設(shè)計結(jié)合高職院校職業(yè)技能競賽旨在培養(yǎng)和檢驗學(xué)生的動手實踐能力、團隊協(xié)作能力、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力、創(chuàng)新能力、安全意識等職業(yè)素養(yǎng)[3]。相關(guān)高職院校都在機電一體化競賽儀器設(shè)備上做了大量投入，而很多機電一體化競賽平臺在培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)技能、素質(zhì)上可以發(fā)揮非常好的作用。
近年來，高職院校機電一體化專業(yè)省級、國家級相關(guān)的技能競賽主要有自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試、數(shù)控機床裝調(diào)與技術(shù)改造、機械設(shè)備的安裝與調(diào)試、工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用等。各院校的硬件設(shè)備都較為豐富，通過充分利用這些綜合性硬件平臺，可以為機電一體化專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計提供很好的平臺。通過多年的摸索，福建船政交通職業(yè)學(xué)院通過競賽平臺開展畢業(yè)設(shè)計取得較好的效果，積累了一些經(jīng)驗。下面以學(xué)院機電一體化專業(yè)利用自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試技能競賽平臺開展畢業(yè)設(shè)計為例，進行說明。
福建船政交通職業(yè)學(xué)院作為福建省自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)基地，擁有多套不同系列自動化生產(chǎn)線平臺。為了使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計過程中較為系統(tǒng)地應(yīng)用所學(xué)機電一體化專業(yè)知識，培養(yǎng)和提升學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)，在機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計過程中，選擇基于自動化生產(chǎn)線平臺設(shè)計與實現(xiàn)的、學(xué)生需要完成的基本任務(wù)有：通過調(diào)研和查閱相關(guān)資料，了解自動化生產(chǎn)線相關(guān)背景、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢等；學(xué)習(xí)和掌握亞龍三菱335B自動化生產(chǎn)線平臺，涉及PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、氣液動技術(shù)、變頻器技術(shù)、組態(tài)技術(shù)和電機驅(qū)動等；根據(jù)生產(chǎn)實踐案例，設(shè)計基于亞龍335B平臺的仿真實踐系統(tǒng)，自行設(shè)計自動化生產(chǎn)線的工作目標(biāo)和控制要求；完成工作任務(wù)細節(jié)，并展示系統(tǒng)功能；查閱相關(guān)技術(shù)手冊，整理歸納亞龍335B自動化生產(chǎn)線平臺西門子和三菱系列的區(qū)別，最后將完成的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)相關(guān)的控制器、變頻器等由三菱系統(tǒng)改造為西門子系列；完成畢業(yè)設(shè)計過程的設(shè)計說明書、相關(guān)視頻、答辯PPT等。
將創(chuàng)新融入畢業(yè)設(shè)計近年來，國家高度重視科技創(chuàng)新，并將創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置[4]。在國家實施知識產(chǎn)權(quán)強國戰(zhàn)略的背景下，高職院校應(yīng)越來越重視創(chuàng)新創(chuàng)意的教學(xué)與實踐。畢業(yè)設(shè)計作為高職院校完成培養(yǎng)目標(biāo)的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)大力提倡創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新意識，逐漸提升學(xué)校整體科技創(chuàng)新能力。首先應(yīng)積極鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計選題時始終貫穿創(chuàng)新性原則；其次是允許老題新做，追求在某些環(huán)節(jié)、機構(gòu)、功能上突出變化，不斷提升專業(yè)專題設(shè)計的專業(yè)水平、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維；最后要積極鼓勵學(xué)生就畢業(yè)設(shè)計中設(shè)計并完成的機電一體化產(chǎn)品參加相關(guān)成果展、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽以及申請相關(guān)專利等。
以福建船政交通職業(yè)學(xué)院經(jīng)濟型激光雕刻機畢業(yè)設(shè)計專題為例，該作品是機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生“機電創(chuàng)新專題”DIY作品。學(xué)生利用數(shù)控知識，借鑒3D打印機的相關(guān)原理，設(shè)計了激光雕刻機的機構(gòu)、控制電路并編寫了控制程序。激光雕刻機設(shè)計并實現(xiàn)后，學(xué)生利用該作品免費給廣大師生在U盤、手機、紀(jì)念品等物品上雕刻姓名、圖案等，取得很好的影響。該作品參加了2016年海峽兩岸大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)暨兩岸教育成果展并榮獲一等獎，在學(xué)院首屆黃炎培杯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得金獎，申請并獲授權(quán)實用新型專利。
調(diào)整畢業(yè)設(shè)計時間多數(shù)院校將畢業(yè)設(shè)計安排在第六學(xué)期，難免造成畢業(yè)設(shè)計與頂崗實習(xí)、就業(yè)的沖突。根據(jù)機電一體化專業(yè)的學(xué)期教學(xué)安排以及畢業(yè)設(shè)計的特點，對畢業(yè)設(shè)計的時間安排做了調(diào)整，主要有：
1）實行導(dǎo)師制，在第四學(xué)期初為學(xué)生安排畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師，并于第四學(xué)期末完成選題，匯總教研室；
2）第五學(xué)期前兩周完成開題報告；
3）第五學(xué)期期末完成實務(wù)制作，并開展中期檢查，要求學(xué)生在中期檢查前完成實物制作并展示作品功能，中期檢查成績占最終成績的60%；
4）第六學(xué)期期末完成實務(wù)專題設(shè)計說明書、答辯PPT，參加畢業(yè)答辯。
5畢業(yè)設(shè)計改革實踐成效
首先，畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的改革完善了學(xué)校、系部的教學(xué)管理體系，強化了師生的質(zhì)量意識。
其次，通過技能競賽與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，不僅有效利用了技能競賽設(shè)備平臺，也緩解了畢業(yè)設(shè)計選題難的局面，同時活躍了學(xué)生參加技能競賽的氛圍和熱情，提升了學(xué)校技能競賽的成績。教育部公布的2017年全國職業(yè)院校技能大賽高職組的獲獎名單，福建船政交通職業(yè)學(xué)院獲獎數(shù)量達57個，位居全國第二名。
再次，學(xué)生創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，教師科研能力顯著提高，學(xué)校的科研創(chuàng)新水平得到提升。在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)大力提倡科研、創(chuàng)新，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，學(xué)生在相關(guān)競賽中均取得優(yōu)異成績。同時，畢業(yè)設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)豐富了教師的實踐知識和實際工作經(jīng)驗，科研能力和學(xué)術(shù)水平都得到提高。
最后，畢業(yè)設(shè)計改革提升了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的水平，鍛煉、培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力，也提高了企業(yè)、社會對學(xué)生和學(xué)校的認可度。
參考文獻
[1]趙艷霞.高職畢業(yè)設(shè)計（論文）的現(xiàn)狀分析與改革[J].湖北函授大學(xué)學(xué)報，2014，27(4)：104-105.
[2]張麗霞.高職院校實務(wù)專題制作的探討與實踐[J].職業(yè)教育研究，2014(6)：136-138.
關(guān)鍵詞：云臺；無線傳輸，Mini2440；局域網(wǎng)
中圖分類號：TP277
目前在視頻傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域中，有線視頻系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，但有很多缺點，只適用于小范圍的區(qū)域。尤其對于一些特殊的勘探場合，很難布線，因此有線視頻傳輸系統(tǒng)受物理布線的限制無法實現(xiàn)。無線視頻傳輸系統(tǒng)卻不受限制，可以克服有線視頻傳輸系統(tǒng)的缺點。同時隨著自動化，通信技術(shù)的飛速發(fā)展，一種以嵌入式系統(tǒng)為主要處理手段的視頻無線傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)已經(jīng)成為可能。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)很多基于嵌入式的有線和無線兩種視頻傳輸系統(tǒng)。它們有很多突出的優(yōu)點：系統(tǒng)提供良好的用戶接口，設(shè)置了用戶權(quán)限，只有有權(quán)限的用戶才能操作或控制該系統(tǒng)；可以用手機瀏覽網(wǎng)頁的方式查看實時視頻畫面。因此基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸系統(tǒng)將有很好的發(fā)展空間。
1 云臺控制視頻無線傳輸系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
設(shè)計的系統(tǒng)由兩個大模塊組合而成：一個是控制攝像頭捕捉足夠大的視頻畫面的云臺控制器，此部分的設(shè)計是本論文的重點；另一個是基于Mini2440開發(fā)板的視頻無線傳輸模塊，此部分是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的一個重要輔助工具，也是本系統(tǒng)以后發(fā)展、延伸的部分?；谠婆_的視頻無線傳輸系統(tǒng)中硬件是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，由以下幾個部分構(gòu)成：云臺控制器、視頻采集模塊、mini2440微處理器、無線傳輸模塊，GSM開關(guān)、手機終端模塊。
1.1 云臺控制器。云臺控制器是基于STC12C5A60S2 單片機設(shè)計的一個機體結(jié)構(gòu)，通過單片機控制X軸和Y軸方向的兩個舵機，一個是X軸方向的旋轉(zhuǎn)，通過延時程序的設(shè)置可以以任意速度旋轉(zhuǎn)；Y軸方向的舵機可分三個檔位，當(dāng)X軸舵機旋轉(zhuǎn)一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉(zhuǎn)一個檔位，如此周而復(fù)始地旋轉(zhuǎn)，當(dāng)X軸旋轉(zhuǎn)6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環(huán)一次，如此的程序設(shè)計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
1.2 mini2440微處理器。Mini2440是性價比較高的一款開發(fā)板。因采用了穩(wěn)定性特別強的電源芯片供電，再加上專業(yè)的復(fù)位電路，使得整體的電路板運行非常穩(wěn)定。其PCB是采用先進的四層板制板技術(shù)，布線合理，整個電路板的信號流非常流暢、完整，符合電路信號原理，而且具有很多先進性，支持基本的操作系統(tǒng)，不僅具有極強的視頻圖像處理功能，還有豐富的硬件資源。
1.3 視頻采集模塊。數(shù)字攝像頭可以直接捕捉視頻圖像，然后傳送到計算機里儲存或進一步的處理。本文涉及到視頻采集模塊是一款USB攝像頭。
1.4 無線傳輸模塊。本次設(shè)計是通過網(wǎng)頁瀏覽的方式將攝像頭捕捉到的視頻圖像經(jīng)過友善之臂開發(fā)板進行處理后經(jīng)過一個由路由器組建的局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)無線傳輸。在本次設(shè)計中選擇TP-LINK無線路由器作為無線傳輸模塊來搭建本次設(shè)計所用到的一個局域網(wǎng)。TP-LINK無線路由器有很多優(yōu)點，適合于本次設(shè)計的視頻數(shù)據(jù)傳輸要求。
1.5 GSM開關(guān)。整個系統(tǒng)中控制攝像頭掃描范圍的云臺控制器是通過單片機控制兩個平面的舵機轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)攝像頭的畫面捕捉范圍的。云臺控制器耗電量比較大，而且長時間運行會縮短舵機的壽命，所以需要一種開關(guān)來控制云臺控制器的開通與關(guān)斷，所以對一個GSM開關(guān)進行了改裝，從而實現(xiàn)了在任何一個位置，任何一個時間都可以控制云臺控制器的開通與關(guān)斷。查看視頻畫面掃不到的范圍時才打開云臺控制器運行，否則就關(guān)掉，這樣不僅節(jié)省電能，還能做到延長云臺控制器的壽命。
2 云臺控制器的設(shè)計
2.1 云臺機體設(shè)計。云臺是為了能使其上面搭載的攝像頭掃描到的范圍更廣泛而設(shè)計的。它的機械結(jié)構(gòu)一般有兩個自由度即可，一般是指在水平方向即X軸和垂直方向即Y軸即可滿足要求。
2.2 云臺控制電路的設(shè)計。云臺電路結(jié)構(gòu)如下圖1所示，本次云臺共用2路舵機，但考慮到某些端口發(fā)生故障而影響研究進程，再考慮到節(jié)約資源，避免浪費，此主控板可以對以后的擴展有所幫助，所以我預(yù)留了20個接口，主控板共有22路舵機接口，并且在云臺主控板上預(yù)留了其他傳感器接口，可以進行一些附加功能的擴展。
圖1 云臺電路結(jié)構(gòu)
2.3 云臺動作程序。程序分兩個子程序：一個是單片機初始化子程序，另一個是云臺動作規(guī)劃控制程序。其中云臺動作規(guī)劃控制程序又分兩個動作，一個是X軸方向的旋轉(zhuǎn)，通過延時程序的設(shè)置可以以任意速度旋轉(zhuǎn)，Y軸方向的舵機可分三個檔位，當(dāng)X軸舵機旋轉(zhuǎn)一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉(zhuǎn)一個檔位，如此周而復(fù)始地旋轉(zhuǎn)，當(dāng)X軸旋轉(zhuǎn)6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環(huán)一次，如此的程序設(shè)計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
3 視頻無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn)
3.1 視頻的無線傳輸。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種無線設(shè)備如同雨后春筍，得到了很廣泛的應(yīng)用。在本次論文設(shè)計中我主要采用目前技術(shù)比較成熟的無線局域網(wǎng)技術(shù)，無線局域網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)是802.11a/b/g。通過無線路由器搭建一個局域網(wǎng)，使用TCP/IP協(xié)議再將攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過Mini2440開發(fā)板處理后通過局域網(wǎng)可以查看到動態(tài)的視頻畫面。
3.2 視頻數(shù)據(jù)壓縮處理程序的實現(xiàn)。在本次設(shè)計中視頻數(shù)據(jù)的采集及壓縮處理程序是Mini2440-bin，可以與本次論文所選用的攝像頭驅(qū)動程序很好地匹配使用。此程序可實現(xiàn)的是實時視頻數(shù)據(jù)的傳輸，不需要用大量的存儲空間去保存大量的視頻數(shù)據(jù)，這也是本次畢業(yè)論文所設(shè)計系統(tǒng)區(qū)別與監(jiān)控錄像的地方。
然后可以通過智能安卓系統(tǒng)的手機在終端通過瀏覽網(wǎng)頁的方式查看實時的視頻畫面，同時也通過手機撥通GSM開關(guān)的方法來控制云臺的開通與關(guān)斷，即可以用手機查看實時畫面的同時也可以靈活的無線控制云臺輕松得到自己想要看到的視頻畫面角度。
3.3 手機查看視頻畫面。前期的設(shè)計和調(diào)試工作完成后，就可以通過手機查看系統(tǒng)傳輸?shù)膶崟r畫面。打開手機的瀏覽器，鍵入系統(tǒng)的IP地址，可以在手機上顯示動態(tài)的視頻畫面，同時還可以通過手機控制云臺的開通與關(guān)斷，從而得到自己想看的畫面角度，找好位置后可以通過手機發(fā)送指令關(guān)掉云臺，這樣可以節(jié)省電能。
4 結(jié)論
本次論文設(shè)計運用自動控制技術(shù)和信息通信技術(shù)的一些成熟的技術(shù)作為理論依據(jù)，成功地完成了基于云臺控制的視頻無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計工作。因為在設(shè)計云臺控制器主控板時預(yù)留了很多傳感器輸入，并且主控板還可以控制20路舵機，所以可以在系統(tǒng)上加一個濕度檢測傳感器，通過濕度檢測傳感器檢測雨點，同時驅(qū)動另幾路舵機來控制遮雨裝置工作，保護整個系統(tǒng)不會受雨水淋濕，這樣系統(tǒng)的安裝位置就不受環(huán)境限制了，不僅可以用在室內(nèi)，還可以用在戶外。如此改裝，完善后我們可以將本系統(tǒng)用在實驗室，老師可以隨時隨地查看學(xué)生的做實驗狀況。經(jīng)過長時間運行測試，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，對于畫面運動變化檢測靈敏，能夠滿足一般用途的視頻防盜監(jiān)控的需要。同時系統(tǒng)價格低廉，可以根據(jù)不同的應(yīng)用改變智能監(jiān)控算法，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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