一、 开放性实验教学的目的

    了解掌握实用的现代工业自动化应用的专业技术，为培养电气控制系统、电子产品的开发人才奠定一定的专业技术基础,开放实验可以让同学在元器件实物的层次学习理解电工电子技术知识，在实践中应用电工电子技术知识解决工程问题，提高工程实践能力和素质。

二、 开放性实验实施方案

1.实训时间采用计划学时内课上、业余时间结合的弹性制教学，2013年3月开始至11月底结束。

2.教学内容选择趣味性、工程应用性的、与机电一体化、电气自动化专业紧密相关的的教学内容。

3.教学方式选择以学生自学为主，教师辅导为辅的教学方式、自学部分应用学过的知识理解新的知识。

三、 开放性实验内容

1.单片机试验板组装、调试

    安装制作单片机实验板是通过实践学习单片机技术的一种途经，对于掌握单片机电路组成原理和单片机硬件及软件应用技术具有很好的效果，可以初步形成单片机电路的基本概念、电路结构，培养单片机系统的安装、调试的能力。实验板的安装与调试用到了集成开发软件，软件使用汇编语言和C语言编辑单片机应用程序，可以初步培养软件编程的能力，为单片机技术开发应用奠定基础。

    实验电路如图所示，实验要求完成以下任务：

组装单片机AT89S52和STC89C52芯片组成实验电路板，应用汇编语言和C语言编辑控制软件控制发光二极管、数码管、蜂鸣器、继电器运行,实验电路板如图1所示。

               图1     STC89C52单片机实验板

  2.凌阳单片机安装调试与工程应用

组装淩阳16位单片机开发板，应用控制软件控制直流电机和步进电机运转、控制交通灯的运行、实现语音处理功能。

                      图2   淩阳单片机开发电路板

              图3    直流电动机和步进电动机控制电路

                  图4    交通灯控制电路

 3.可编程控制器及组态技术应用

掌握可编程控制器电气控制系统中各功能电路的应用，了解电气控制系统的组成，学习可编程控制器及组态技术应用软件编程及调试，使用PC机软件及触摸屏对设备的运行进行控制，实现远程监控，PC机组态监控界面如图5所示。

随着工业自动化程度的日益提高，可编程控制器(PLC)的使用越来越普及。PLC以其高可靠性、易操作性、灵活性、对现场环境要求不高而倍受青睐。但是，PLC作为单独的监控系统有其局限性，主要表现为，无法大量存储数据、显示各种实时曲线和历史曲线、汉字打印、汉字报表等。随着计算机技术的飞速发展，工控组态软件的出现，弥补了PLC控制系统的不足，在工业现场，大量使用了以工控组态软件为开发平台的计算机监控系统。主要表现在，计算机作为监控系统中的上位机，而下位机常常选用PLC作为现场的控制设备，用于数据采集和控制。上位机则利用工控组态软件来完成采集信号的存储、处理、分析，利用屏幕画面，对整个系统的所有设备进行实时监视，画面中的各类参数具有实时性，还可对运行过程进行干预控制等。

                      图5   组态监控界面

4.PLC在机电一体化装置综合控制中的应用

1、 实验目的

通过采用现代自动控制手段实现对典型实物装置如机械手、电梯、立体车库模型的自动控制，使学生掌握可编程控制器（PLC）、变频器以及编码器的使用方法，进而培养学生综合应用知识的能力。

2、 实验内容简介（任选其一）

（1） 用PLC实现图1所示的机械手模型步进电机控制的二维控制系统。

内容主要包括：硬件接线（PLC主机输入/输出信号与机械手的连线、步进电机驱动器的连线等）、PLC梯形图程序的编制（学习松下PLC控制指令、编程方法，编制梯形图控制程序）、程序的下载与调试（将编制好的梯形图程序下载至PLC控制器，在线运行并完成调试，实现机械手二维控制）。

机械手控制的动作步骤如下：

动作步骤：

（2） 用PLC实现图2所示电梯模型的控制。

控制要求如下：

1）开始时，电梯处于任意一层。

2）当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门打开，延时3S后自动关门。

3）当有内呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行，轿厢门打开，延时3S后自动关门。

4）在电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。例如，电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在此过程中可以响应二层向上外呼梯信号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯 可以响应三层向下外呼梯信号。否则，电梯轿厢将继续运行至四楼，然后向下运行响应三层向下外呼梯信号。

5）电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如，电梯轿厢在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯轿厢先去四楼响应四层向下外呼梯信号。

6）电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢停止运行后，按开门按钮轿厢门打开，按关门钮轿厢门关闭。

7）采用变频器实现电梯起/停的调速控制，使电梯运行更加平稳。

要完成电梯控制，除需掌握PLC编程及使用外，还需学会编码器以及变频器的参数设置和使用方法，以完成电梯的变频调速控制。

实验设备

PLC、编码器（转速测量）、变频器、控制模型等。