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第1篇

關鍵詞：自動化生產線；教學方法；電機與電氣控制；PLC；課程設計

中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02

高職機電一體化專業課程設置的培養目標是：面向工業企業生產現場，電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司，培養適應社會需要，全面發展，適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等，本專業有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程，都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。

1自動化生產線的課程設置

機電一體化專業人才培養能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調試；根據故障現象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規程；素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。

此核心課程以項目驅動教學開展課程教學，提升學生的職業能力，以具體自動化生產線為載體，融合認知、安裝、調試和檢測等內容，實現教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域，設置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試，分成20個任務。

項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調試，有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。

2自動化生產線的教學方法與評價設計

2.1教學方法。

（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點，針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。

（2）現場教學法：在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業氛圍，在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。

（3）任務驅動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。

（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協作完成項目任務。

六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結。

2.2評價設計。

課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式，利于理論聯系實際，有利于學生的學習創新和思考，更督促他們到實際中去發現和改進，去尋找合適自己的項目和課題。

課程考核為：校內項目，企業，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。

和很多專業課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。

3相關課教學

3.1電機與電氣控制的教學。

本課程以發電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。

典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。

課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環節，有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。

3.2PLC教學。

PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關邏輯控制裝置，隨著計算機技術和通信技術的發展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外，還有過程控制，數據處理，通信聯網與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

PLC有5種編程語言：

（1）順序功能圖（SFC）。

順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態，這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。

（2）梯形圖（LD）。

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。

（3）功能塊圖（FBD）。

功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數字電路中的邏輯圖一樣，極易表現條件與結果之間的邏輯功能。

（4）指令表（IL）。

采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關系很難一眼看出，所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。

（5）結構文本（ST）是文字語言。

編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計，LED數碼管顯示設計，還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。

增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。

3.3單片機。

單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域也都有廣泛應用。

數據大都在單片機內部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。

教學采用ISP-4單片機實驗開發板，可以完成大量的單片機學習、開發實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。

3.4變頻器技術及應用。

變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術；了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統，掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現代技術推廣的有力體現。

3.5傳感器與自動檢測技術。

傳感器技術代替人的感觀，在各種環境下應用，檢測技術是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成，對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。

教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。

4畢業論文指導分析

畢業論文專業聯系實際，通常小型自動化系統以單片機為主，大型自動化生產線以PLC為主，系統運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面側重指導。

4.1立意選題。

根據實際和研究方向做好側重和體現，如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。

4.2材料整合。

在任務要求明確的基礎上，首先確定相關技術指標，對應查找并列出論文結構，一份畢業論文至少含有三到五門課的內容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。

4.3技術處理。

所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。

多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生，系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生，專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。

參考文獻

[1]呂景全.《自動化生產線安裝與調試》，中國鐵道出版社，2010年7月

[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月

[3]李建新.《可編程控制器原理及應用》，機械工業出版社，2012年9月

第2篇

目前存在的主要問題我院機械類專業含機電、機械、數控、模具、汽車等相關專業。目前，畢業設計中存在的主要問題有以下幾種：

1.關注點不一樣，學校和學生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業論文（設計）進行抽檢評優，所以學校很緊張，萬一結果不好，影響學校的聲譽。但現狀是，機械類專業絕大多數學生從第5學期中后期開始進行頂崗實習，而且大部分從事的是機床操作和產品檢驗、包裝等工種，沒有太多的技術含量，與“設計”無緣。少部分學生在產品銷售崗位實習，還有部分在售后服務崗位實習，與“設計”關系都不大，學生看不到畢業設計對他們將來的工作有多大作用，他們更關注的是就業。因此，沒有太大的動力去認真地搞畢業設計。由于學校對老師有要求，老師本意當然想認真地指導學生，可是學生在頂崗實習階段，不能與老師經常見面，有的根本見不了面，只能通過電話、網絡溝通，學生上網不便，郵件也說不清楚，老師只能過一段時間督促一下，指導效果大打折扣。

2.畢業設計所需信息和資料難以搜集，影響進度畢業設計階段，學生都在企業頂崗實習，企業沒有專門的提供給學生的圖書館、機房、網絡、實驗室等畢業設計所必須的基本條件。學生對相關專業資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱，這些資源的缺乏令學生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手，只能胡亂參照往年或網上資料相關題目。例如，機械類專業學生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數控編程、各種零件的模具設計、各種普通機床經濟型數控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產線等的PLC控制、機床夾具設計、機械設備的故障診斷與維修等等，題目有的大而空，有的是課程設計內容，有的是教材上的實例。學生撰寫論文時參考教材或網絡公開資料過多，沒有什么數據支撐，也沒有什么自己的觀點和實際作品，談不上論文的質量及學生水平的提高。

3.學生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生，有提前單招，有注冊入學，還有中職對口單招，最后，通過真正參加高考錄取的考生，所占比例已經較少了。即使是這些學生，錄取的分數也很低。而且，江蘇省錄取的總人數已經超過了報考學生總數，基本上只要想上學，都能上。所以招進來的學生的知識基礎較差，學習興趣不高，水平和能力又參差不齊。畢業設計和頂崗實習時間重疊，絕大部分學生是自己通過人才市場選擇的實習企業，崗位要求學生和正式用工一樣的工作時間和強度，學生每天上8小時甚至12小時的班，有的企業兩班倒，有的三班倒，沒有精力再去搞畢業設計。另一方面，在學校的前兩年，也沒有好好學習專業知識，造成很多學生不知道畢業設計要做什么，怎么做。老師給學生的課題，學生做不了，學生自己定的題目，又很不恰當。勉強寫出的論文不規范，文字欠通順，表述設計意圖和設計方案邏輯性不強，質量很低，有的直接抄襲論文或干脆購買，沒有起到培養綜合能力和科研水平的目的。

4.指導老師方面的原因由于學生多而專業教師少，教師的指導工作量過大，一般平均每位專業教師要承擔十多個學生的畢業設計指導，學生遠在四處各地，老師無法對學生進行細致、系統和及時的指導和檢查。而且本身又有繁重的教學工作，老師的精力跟不上。另外，各個學校重點關注的是招生就業，使得老師可能不太重視畢業設計工作，不愿多花時間與精力。從教師本身來看，高職院校的年輕教師很多是剛從學校畢業的，沒有實踐環節，只能照本宣科；年長教師，沒有知識更新的再教育環節，對新技術不太了解。老師自己實踐水平不高，給學生的選題，為回避實踐環節，很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機仿真題目。這些都使畢業設計指導工作難度增大，難以保證質量。

二、對策分析

1.提前啟動畢業設計工作在人才培養方案中，將各主要專業課程向前兩學年轉移，減少第三學年的計劃課程。第五學期初開始畢業設計，包括落實任務、查閱資料，掌握畢業設計的基本程序、要求，完成畢業論文的總體框架設計。學生在校完成畢業論文總體框架后，到企業、實習基地邊實習邊做畢業設計，更有針對性，學生不再感到茫然。

2.充分利用畢業頂崗實習到用人單位進行半年以上頂崗實習，是高職院校落實《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》（教高[2006]16號）文件精神，大力推行“校企合作、工學結合”，突出高職教育特色，改革人才培養模式的重要舉措。這幾年，我院機械類學生的頂崗實習已提前至第5學期的下半學期，由于企業對技能型人才的需求較旺，所以，絕大部分學生自己都能較容易找到相關實習崗位。學生帶著各自初擬的畢業設計課題，分散到不同地方、不同部門進行畢業實習，這種分散實習的方式不會影響企業的生產秩序，比較容易被企業接受；還有部分學生，在第3或者第4學期已經選擇了進入與學校簽有合作培養協議的“訂單班”學習，我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班，學生完成基本專業知識學習后直接進入這些單位頂崗實習。畢業設計的內容與實際所從事的崗位聯系，如果與初擬的框架有沖突，可再作研究內容和方法的調整，甚至重新開展課題研究。做到理論聯系實際，提高學生的解決實際問題能力，提高畢業設計的質量。

3.校企共同指導學校自己聘請公司的技術人員做企業兼職指導教師，實現校企共同指導畢業設計。校內指導教師主要負責畢業設計規范化指導，負責過程管理，制定畢業設計流程，對畢業設計的各個環節進行監督檢查，對后期的畢業論文的撰寫進行指導和審核。保持與企業指導教師、畢業生的聯系與溝通。企業的指導教師負責具體的技術、內容指導，提供企業相關資料以及學生與實習企業合作環境的協調。學校應支付企業導師一定報酬，同時，企業導師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習管理平臺，要求學生頂崗實習期間至少每周寫一次周記，每個周記提出一個工作問題，解決一個工作問題，學習一個工作中需要的新知識點，詳細記錄，并報告指導教師，指導老師進行點評、指導，隨時關注學生動態，及時解決學生在實習過程中遇到的問題。另外，學生還要完成手寫的實習報告，也按周填寫，學生的企業指導老師，對學生一周的工作進行評價、總結.

4.豐富畢業設計課題來源

（1）指導教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學校科研環境的改善及本系教師隊伍的完善，科研項目逐漸增多，項目層次包括院級、市級、省級、國家級。

（2）依托技能競賽及各級各類創新創業大賽開展畢業設計的實踐活動。鼓勵學生積級申報江蘇省大學生實踐創新項目，參加大學生機械設計大賽、自動化生產線安裝與調試、汽車維修、汽車營銷、數控操作大賽、大學生創業大賽、職業規劃大賽等。畢業設計開始時間可以依據競賽時間進行調整，畢業設計可以以綜合性競賽項目實物作為成果，由競賽輔導教師兼任畢業設計指導教師，對學生在前期創新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學生熟練了技能，樹立了競爭意識、團隊意識，更嘗到了學習技能、精通技能的甜頭。

（3）學生自己確立的課題。題目主要來自畢業頂崗實習或者將要就業的單位，收集與實際工作相關的資料，在導師的指導下確定畢業設計題目。這說明學生下企業頂崗實習為畢業設計的選題提供了大量的專業實踐機會。對于部分搞不了設計的學生，要求他們將實習體會寫下來，形成實習報告。

（4）模具、數控、機械、機電專業跨專業整合，開展任務驅動、項目導向的畢業設計課題探索，使學生綜合能力與素質得到全面提升。

（5）參與教師的教學活動。學生參與教學課件的制作，如機械設計基礎、液壓與氣動技術、夾具設計、數控編程、模具設計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學專業知識，又熟練掌握常用軟件的操作，為將來的工作打下了良好的基礎。

（6）不斷完善畢業設計課題類型，開設畢業設計指導課程。經過這幾年的實踐總結，我們大體上把機械類高職畢業設計的類型分為以下幾類，同時，我院已開設指導畢業設計的相關課程或講座。1）工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設計。2）數控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數控編程，可以和機械設計類結合，以團隊的形式，完成機構的設計、機構零件的數控編程、加工。3）注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設計。4）機械設計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農業機械、汽車、液壓系統及各種設備的設計。5）機床類。機床主傳動系統及進給系統設計、鉆床、銑床、組合機床設計，也可以利用學校的金工實習車間進行各類機床的拆裝、測繪訓練。6）機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設。7）機電一體化類普通車床數控化改造及各種設備的PLC控制系統設計。8）機電設備或生產線故障分析與診斷。

（7）答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式，答辯地點可以選擇校內的多媒體教室、實訓室，也可以搬到校外學生頂崗實習的企業現場，邀請企業指導老師、技術人員、學生的同事一起參加答辯；答辯形式可以是陳述性答辯，也可以是作品展示性答辯；團隊項目，可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習報告類、調查報告類、市場調研類、創業計劃類、售后報告分析類、設計類都可以參加答辯。

三、總結

根據上面分析，現在的畢業設計質量較難保證，而現有國情下高職畢業設計暫時無法替代。但是，畢業設計也應隨著形勢的發展進行較大程度的改革，否則，不能發揮起應有的過渡橋梁作用，有以下幾點值得思考：

（1）是否能強化課程綜合實訓和課程設計，淡化畢業設計。例如機械設計基礎課程結合CAD/CAM課程進行綜合實訓；液壓與氣動技術、機械制造基礎、PLC等進行課程設計；數控編程與操作理論課程結合實訓進行典型零件的數控編程與加工訓練。這樣的訓練更扎實，更有實效。

（2）畢業設計過程要增強學生對畢業設計的認識、讓學生明確其目的和意義。

（3）畢業設計是一個綜合訓練的環節。完整的畢業設計過程應該包括專業實習、文獻檢索、題目選擇、資料收集整理、大綱擬定、試驗數據獲取、理論計算、論文寫作與論文答辯等環節。這些環節能使學生受到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓練，對學生將來的工作和可能情況下的深造意義非凡。

第3篇

微電子論文2000字(一)：淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文

摘要隨著電子技術的發展，相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現電子化，以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息，對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理，雖提高了信號強度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理，并由其輸出信號驅動軌道繼電器動作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現有接收器故障后相關電氣參數不能實時監測；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。

關鍵詞電子技術；25Hz軌道電路；接收器

1系統原理

1.1接收器冗余結構

圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結構圖

接收器的冗余結構圖，每臺接收器同時進行兩個軌道區段（區段A和區段B）的軌道電路信號和局部電源信號的處理，相鄰兩個軌道區段可共用兩臺接收器，這兩臺接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個軌道區段信號，并驅動這兩個軌道區段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示，相對于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區段節省一個接收器，從而降低建設成本。在接收器冗余結構圖中，當接收器1和接收器2中的某一個發生故障時，若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區段信號的正常處理；同時可以通過接收器的自檢功能發出報警，提醒維護人員及時更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。

1.2接收器二取二原理

接收器系統內部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件，實現一路信號，兩路處理，最終通過安全與門判決，輸出判決結果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現問題，兩路處理結果不一致時，系統輸出判決都是導向安全的結果。且僅當兩路信號處理的結果完全一致時，安全與門輸出相同結果。

2系統構成

如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構成二取二安全結構。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號，分別輸出判決信號；將主從DSP的判決結果進行與運算，如果主從DSP的判決信號不一致，接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態；只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區段空閑條件時，接收器才會輸出驅動軌道繼電器吸起的信號，顯示軌道區段處于空閑狀態；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅動軌道繼電器吸起的信號，從而提高接收器安全性。

新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數據處理電路（DSP芯片）、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。

輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當輸入的信號出現大的沖擊或干擾時，通過變壓器進行衰減，加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減，對后級信號處理電路起到防護作用。

軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態防雷管，實現對輸入雷電和浪涌的防護。

輸入采集電路：將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上，滿足后級單電源工作運放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。

數據處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數轉換器轉換為數字信號，對轉換后的數字信號進行分析處理，測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關數據通過接收器的通訊電路送監測分機。

安全與門電路：比較主從DSP輸出信號，經安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。

輸出控制電路：采用開關電源方式輸出驅動軌道繼電器的直流電壓信號。

通信電路：采用總線方式，向集中監測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態等信息。

顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態及接收器所處理軌道區段的占用與空閑狀態，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態。

3結束語

新型接收器將實現接收器工作狀態和軌道電路電氣參數的實時在線監測，提高運營維護效率，降低維護人員勞動強度，同時，根據新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點，可減少現有接收器和軌道架的數量，大量地減少室內配線，初步分析可節約建設成本約20%。

微電子畢業論文范文模板(二)：微電子控制機電設備在工業中的具體應用論文

摘要：在科學技術快速進步的背景下，工業自動化水平取得了比較明顯的提升，在機械制造方面表現的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術得到了相對廣泛的應用。基于此，本文詳細分析了微電子控制機電設備在工業中的應用，希望能夠為實際提供良好的借鑒意義，以供參考。

關鍵詞：微電子；機電設備；工業；應用探討

信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來，所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合，再綜合應用于實際的綜合技術，現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點：第一，直接控制機械工業生產過程；第二，機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試，進行測試結果的顯示記錄，在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標；第三，進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇，怎樣設計硬件系統，怎樣組織軟件開發，怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的，也是值得探索的

課題。

1微電子控制機電設備系統的組成和原理

在某微電子控制機電系統當中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中，管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量，接著將數據信號向PLC當中傳送，并且通過PLC進行分析和計算，將信號發送信號控制器，通過信號控制器來控制水泵運轉，在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合，并且對變頻器的輸出頻率進行確認，輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義，和系統的控制息息相關，在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算，可以有效的調節循環泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節約資源的作用。

2微電子控制機電設備在工業中的具體應用

1）可編程序控制器（PLC）的應用。從PLC的角度進行分析，其主要優勢在于具有很強的控制能力，而且穩定性較高，機身體積相對較小，可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中，因為機電設備往往會占據一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數量減少，讓機電設備的數量增多，與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比，其他的控制系統可以節約資源，讓工業生產的成本支出降低，讓企業的經濟效益增加，由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合，可以靈活方便的在廠房當中進行布設，讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化，對設備維護中耗費的人力物力進行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業生產當中，讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間

進行連接，有效的監控工業生產，可以動態化的監控生產的全過程，確保在生產過程中，第一時間解決生產時產生的故障，避免由于機械故障而導致生產進度停滯，讓設備的維護開支得到控制，PLC的計算速度很快，可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制，有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題，PLC還可以進行相關的升級，伴隨當前經濟快速發展，就算生產線當中的產品產生了變動，只需要正確的調整，控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。

相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單，可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言，就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解，當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。

2）變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類，手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為，經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比，PLC控制可節電，更好進行水泵磨損控制，在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。

第一，和傳統正弦波控制技術相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術，先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯，同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征，這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測，轉速追蹤等）；并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應用的是西門子產品，有極強的保護性能，可靠穩定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產品質量好，設定簡單等使得其有更強的適用性。

3）電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候，保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應該采取邊安裝邊測電的方式，這樣更能使電流穩定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測量一下接觸元器件的連接點，這樣可以發現一些接觸不良的地方，若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時候，一定要小心謹慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時一些小問題也可能出大錯，保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設備多安裝或少安裝的現象，同時應認真檢測每個接觸元器件連接點，明確有無接觸不良或短路現象，若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下：

第一，應認真查看明確電路整體狀況，了解電路面板線有無準確連接，有無看似連接實際并未連接的線，或易短路的線；是否存在兩條或多條線混淆的情況；此后，使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查，查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路，地線是否漏接，電源連線連接的安全性等，同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量，如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二，電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控，根據電路功能原理做好各個單元電路的調試，再作整體調試，后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的，電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素，認真謹慎，切不可遺漏或放過存在的小問題，確保電路穩定性得到保障。