序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的工業自動化畢業論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

第1篇

[關鍵詞]可編程序控制器（PLC） 培養 工程 能力

[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）14-0037-02

一、引言

“卓越工程師教育培養計劃”旨在改變目前高校人才培養和企業需求脫節的現象，建立高校和企業間的制度化聯系。針對“卓越工程師培養計劃”，全國各地高校進行了相應的改革，PLC課程從理論到實踐各個環節都做出相應的改革，旨在促進學生各方面工程能力的提高。

二、PLC課程概述

針對“卓越工程師培養計劃”，PLC課程內容進行了改革，包括繼電器接觸器控制部分、S7-200PLC控制部分和S7-300/400PLC控制部分，每一部分都與一項工程實踐課程相對應。PLC課程所涉及內容是工業控制自動化技術的一個重要方向，與相關實踐課程內容結合緊密，學好PLC要樹立終身學習的信念，注重理論與實踐相結合，以工程應用為目的。

PLC課程的特點有：PLC課程實踐性強，理論課與實踐課程結合緊密；PLC課程內容緊跟工程實際，新技術、新元件層出不窮；PLC課程與學生畢業設計聯系密切，畢業論文題目越來越多；PLC課程與學生就業方向高度相關，是學生將來工作應用的主要技術。

三、工程能力的培養

（一）設計能力的培養

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圖1 PLC理論知識與實踐環節及設計能力的關系圖

PLC理論知識與實踐環節及設計能力的關系圖如圖1所示。以PLC課程為核心，整合相關的實踐課程包括電氣控制與電器裝配工程實踐、PLC控制工程實踐和工業自動化項目設計等實踐課程。PLC課程三部分知識與三個實踐課程內容相對應。

PLC控制系統綜合應用PLC技術、電機控制技術、檢測技術、電力電子技術等先進技術，設計能力具體體現在以下兩個方面：

1.硬件設計能力

硬件設計能力包括系統方案選擇、系統原理框圖設計、系統網絡規劃與設計、硬件原理圖設計、硬件計算與選型、安裝接線圖設計、元件實際位置圖設計、控制面板設計和控制柜工藝設計等設計項目。在理論課程教學過程中，針對上述設計項目進行相關知識貯備。積累了相關知識之后，在實踐環節中進行鍛煉，可使學生更有信心和能力地完成設計工作。PLC設計不單純完成控制功能，PLC設計內容更多方面與安全、環保和質量息息相關。PLC硬件電路中安全保護和控制是同等重要的，沒有安全保證的電路對于控制來說毫無意義，設計中必須為設備安全和產品安全考慮。節能環保是國家未來發展戰略，新型PLC產品在這方面也增加了相關設計。

2.軟件設計能力

軟件設計能力包括控制系統程序規劃、系統程序流程設計、主程序設計、功能子程序設計、中斷設計和組態設計等。在程序設計過程中必須會應用STEP-7編程軟件，在組態設計過程中必須會應用WinCC。上述2項設計能力要有一個循序漸進的過程，要讓學生們從傳統的繼電器接觸器控制系統過渡到PLC控制系統，從S7-200PLC小系統漸漸地過渡到S7-300/400PLC工業自動化網絡大系統。在工業自動化生產的大背景下，讓學生知道將來自己走上工作崗位面對的不只是單臺生產機械，工作中面對的更多是網絡化的控制系統，這也是當今工業自動化發展的必然趨勢。

（二）動手能力的培養

動手能力包括實驗設備操作能力、程序仿真調試能力和控制柜制作能力。

1.實驗設備操作能力

PLC課程實驗是針對S7-200PLC和S7-300PLC兩種PLC的綜合設計性實驗，學生根據實驗課題要求進行方案設計與選擇，確定好控制方案后進行硬件和軟件設計。硬件設計必須在現有實驗條件下進行，這就要求學生根據現有條件進行設計，最大限度地滿足實驗要求。實驗臺上的PLC、觸摸屏、電動機、變頻器和傳感器等器件，學生可根據實驗要求選擇相應器件，不僅限于一個實驗臺，必要時可對多個實驗臺上的器件進行選擇應用。這樣實驗接線復雜了，2臺或3臺步進電機控制程序設計上多樣性和復雜性也增強了，這樣既鍛煉了學生的動手能力，又鍛煉了學生的編程能力。

2.程序仿真調試能力

PLC控制程序仿真調試方面靈活性更大些，現有的仿真軟件可以更好地滿足設計要求。S7-200仿真軟件專門針對于S7-200PLC，PLCSIM專門針對于S7-300/400PLC控制程序仿真。這兩種仿真軟件圖形界面形象，仿真功能強大，在不需要PLC硬件情況下可完成大部分程序的仿真工作。這樣增強了實驗的靈活性和可操作性，學生可不局限于實驗設備而進行大膽的設計，大大提高了學生軟件設計能力。

3.控制柜制作能力

控制柜制作工藝通過多媒體教學方式對學生進行相關知識傳授，待學生有了感性認識之后，在相關實踐環節中加入簡單的控制柜制作訓練。圖2是電機正反轉控制電氣接線圖和位置圖。只有真正理解原理圖、接線圖和位置圖三者的關系，才能做好電氣控制柜的工藝設計，才能制作出適合工程應用的控制柜。

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（1）接線圖 （2）位置圖

圖2 電氣原理圖、接線圖和位置圖

（三）繪圖能力的培養

設計出的各種草圖最終要應用專業繪圖軟件繪制成標準的圖紙。應用AutoCAD繪制結構示意圖、硬件原理圖、元件位置圖、安裝接線圖、控制面板圖和控制柜結構圖。學生繪圖能力關系圖如圖3所示，完成一個完整的PLC控制系統設計工作要學會繪制十多種圖。設計中常用Visio繪制結構示意圖、系統框圖、工藝流程圖和程序流程圖。WinCC繪制組態界面圖，STEP-7繪制程序梯形圖，程序仿真圖由PLCSIM來完成。學生繪圖能力的提高對其將來走上工作崗位是非常有利的，大學畢業生工作之初大多是從最基本的繪圖工作開始的。

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圖3 繪圖能力關系圖

四、結論

隨著科學技術的不斷發展，現代工程問題的綜合性與復雜性也不斷增強。工程專業文化精神的滲透是基于工程教育觀念的一種實質性轉變。本科層次工程師的培養目標是勝任在現場從事產品的生產、營銷和服務或工程項目的施工、運行和維護。本科層次培養的未來工程師應能完全勝任生產一線的各項工作。本文探討了PLC課程教學過程中如何與“卓越工程師培養計劃”相結合，使學生具備一定的設計能力、動手能力和繪圖能力，進而能夠達到“卓越工程師教育計劃”對學生一般性工程能力的要求。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 林健.“卓越工程師教育培養計劃”學校工作方案研究[J].高等工程教育研究，2010，（5）：25-27.

[2] 高雪梅，潘豐.卓越工程師培養模式初探[J].貴州社會科學，2011，（11）：108-110.

[3] 吳文輝.論卓越工程師的工程精神和工程意識[J].長春理工大學學報（社會科學版），2011，（7）：125-127.

第2篇

科學研究作為發展科學技術重要的支撐點，在科技進步中發揮著舉足輕重的作用。在剛召開的黨的十中提出：科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置。深化科技體制改革，加快建設國家創新體系，著力構建以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創新體系。

在我國的經濟體制由計劃經濟向市場經濟轉變的今天，高等教育的教學管理模式也發生著變化，高等教育現在在全面貫徹黨的教育方針的同時，已經由原來的學校完全承包，向以就業為導向的方向發展，已經逐漸走向一條產學研結合發展的道路。隨著科學技術的不斷發展，社會對人才的需求更具合理性和前瞻性，特別是知識的應用能力、應變能力和創新能力等綜合實力，提出更高的要求。這樣高等教育的培養目標就由原來單純以學習課本為重，轉向要求學生既有一定專業理論基礎，又有勝任現代化生產工作的能力。因此，實踐教學在學生培養過程中就顯得十分重要。

毫無疑問，實踐教學是大學生創新的有效途經。可以把教師的科研項目列入實踐教學活動中，啟發學生的科研創新意識。如讓學生參與教師的科研項目，使學生了解科研的過程、方式方法、數據處理方法、論文寫作方法等。[1]本文將探討如何使科研激活實踐教學，促進產學研相結合，開拓學生創新思維。

一、構建科學的實踐教學體系

實踐教學體系是培養學生實踐能力、創新意識與創新能力的整體教學組織與訓練過程，也是考查學生掌握基本理論、基本技能的主要途徑，是實現專業培養目標十分重要的教育教學環節。[2]高等教育的實踐教學體系包含多種類型的課程設置。例如實驗教學、課程設計、金工實訓、生產實習、畢業實習和畢業設計等，都屬于實踐教學的范疇。表1為高校實踐課程教學體系。

1.實驗教學

實驗教學是從最基礎的理論知識入門，通過儀器設備的使用操作，對數據或圖像進行分析，驗證理論知識的來源與正確性，隨著學習的不斷深入，再逐步開設綜合性的實驗。如機械原理零件實驗、刀具實驗、金相熱處理實驗等基礎實驗，隨著學習的不斷深入，再進一步完成機、電、氣綜合與創新性實驗等。從而幫助學生更好地理解和掌握理論基本知識，對儀器設備操作基本技能，培養創新思維能力。實驗教學是實踐教學的基礎。

2.課程設計

課程設計是學完某一門專業基礎課或專業課后進行的一項專門化實踐性訓練，主要目的在于培養學生利用本門課程的知識及已學的知識，綜合應用完成某一課題的設計。如工藝夾具設計、刀具設計、機床設計、零件設計和電路設計等。初步培養學生設計思維的方法及應用知識的能力。

3.金工實習

金工實習是工科院校必開的一門實踐課程，他屬于基礎金工實習。學生在學完金屬工藝學與機械制圖課程后進行，也可在金工實習過程中完成該門課程的教學。通過實習，了解金屬加工過程的方法和設備，掌握冷加工和熱加工操作的基本技能。在實習中，可將后續相關的知識，適時適量介紹，對專業知識初步了解。同時，還可以到各種類型的企業參觀考察，觀察社會了解市場，擴大視野端正專業思想。

4.生產實習

生產實習是一門綜合性的實踐教學課程，是在專業課程大都已學完的基礎上進行的。走出學校的課堂深入到企業生產的現場。針對某一機械產品考察制造全過程，運用所學的知識，進行分析對比，研究總結，如到內燃機制造企業進行實踐，把在課堂學到的理性認識融會到感性認識中。

5.畢業設計與畢業實習

畢業設計與畢業實習，應強化學生實踐能力的培養，是實踐教學的核心。這是進入社會前的一次大練兵，也是教育質量的大檢驗。持續一學年的畢業設計選題至關重要，應是融技術性與實用性為一體，融創新意識與創新實踐為一體。具體做法：一是與科研課題相結合，如大客車整車強度測試；二是充分利用現有實驗設備，如利用FISTO氣動實驗裝置，設計機電自動控制回路；三是對實驗設備進行技術改造，如對機械原理機構示教板改進自動控制裝置；四是結合生產實際進行科研開發，如汽車發電機殼體壓鑄模具設計等。學生在指導教師的帶領下，結合生產實際或科研課題，充分調動人的主觀能動性，運用設計新理念和方法，進行創新設計取得良好效果。[3]

表1 高校實踐課程教學體系

二、把“產學研”和實踐教學結合起來，開拓學生創新思維

產學研合作教育對于高校提升科研水平、企業技術進步、增強地區和國家核心競爭力都具有重要作用和意義，是貫徹落實科學發展觀、轉變經濟發展方式的重大戰略舉措。[4]高校人才聯合培養是產學研合作的形式之一，其主要方式包括：大學、科研機構與企業通過設置人才培養專項基金、大學教授和研究人員擔任企業顧問、大學生在企業實習、企業人員在大學或科研機構進行培訓等多種方式在人力資本層面進行交流與互動。[5]

大學生的創新活動是在學習實踐過程中的創新，同時也是在掌握了基礎知識、相關專業領域研究成果后的創新，這使得他們的創新不僅要有個人價值，而且要在專業領域中具有一定的社會價值。創新活動的價值衡量具有雙重標準，對于應用型工科大學生，應以社會標準為主，偏重于創新活動的結果，偏重于創新的產品。因為創新能力培養的關鍵在于創新主體要有強烈的自我意識和積極的實踐探索。在沒有投入創造性社會實踐之前，人的“才能”只是一種“潛能”，只有通過創造性實踐這一“中介”，方可得到進一步的提高，只有在不斷的摸索中才能培養創新能力。在臺灣本科教學中，每一門課程的教學中，實踐教學就占有大半時數，每一單元時間內的教學，都包含有理論教學和實踐教學，在動腦和動手過程中，提升大學生創新思維。

1.“產學研”項目和實驗環節相結合

實驗教學在人才培養方面具有課堂理論教學不可替代的作用，實驗室作為高校人才培養的重要陣地在培養高素質創新人才中應發揮其重要的作用。因此，我們將科研方法引入實驗教學中，將學科建設取得的科研成果和開發的新技術、新方法不斷引入實驗教學中，保持實驗教學方法與手段的不斷更新。并通過設置探索性實驗項目來模擬科研全過程，實現實驗教學與科學研究新技術、新方法訓練的有機結合。

工科類專業在探索性實驗課程中，只給出若干思路，實驗前，學生不一定知道實驗結果，由學生根據實驗條件和研究目標，自行查閱相關資料，設計實驗方案、實驗內容和步驟、實驗數據參數，獨立進行實驗操作，書寫實驗報告，并對出現的可能結果給予一定的解釋。盡管學生在實驗的最后結果中不一定達到要求，但是通過綜合訓練，使學生對科研的基本方法和程序有一個清楚的認識和體驗，有效調動了學生的主動性，既提高了學生的動手能力，又使學生養成了自主式、合作式、研究式、開放式的學習方式。如開放性實驗，完全由學生自己設計實驗方案，自主管理實驗過程，自主完成實驗，從而使實驗教學成為科研與教學的最佳結合點。例如工業自動化應用課程利用實驗室電氣動實驗開發平臺，結合實驗題目要求，自己設計、搭線、編程、調試等軟硬結合過程。

2.“產學研”項目和實習實訓相結合

實習實訓是一門融理論與實踐綜合性很強的課程，在整個學生的培養過程中起到了一定的作用。我們要重視對學生動手能力、工程實踐能力的培養，增強學生將所學基礎知識綜合運用于工程實際的能力、獨立工作的能力、分析問題的能力及創造能力。

例如現代機械制造加工中心需要機械手完成不同的任務，這個就可以為學生的實習實訓提供選題，學生自己對課題進行分析、設計，自己動手編程、調試、安裝、并最后調試完成一個機械手加工系統，對設計過程中涉及到相關課堂教學內容，必須加以理解和消化，最終提交的是機械手能完成的任務和設計報告。這樣學生不但能夠將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來，而且能夠對機械傳動、電子電路、電子元器件等方面的知識綜合應用，同時在單片機編程、排錯調試、機構運動、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。為了促進“產學研”項目和實習實訓相結合，我們先后和多家企業建立了長期、穩定的校企合作。

3.“產學研”項目和畢業設計相結合

畢業設計與畢業實習，是時間最長最具綜合性與創新性的實踐，是實踐教學的核心。工科專業學生的畢業實習與畢業設計時間長達近半年，是學生走向工作崗位的最后一個重要的教學環節，如果淡化工程意識，假題假做，由書本到圖樣可能對發揮學生的創造力極為不利。為了促進“產學研”項目和畢業設計相結合，我們具體采取了以下方法：

（1）利用生產中的真實題目或參與指導教師的實際課題研究，提前布置畢業設計題目。以畢業論文課題研究等形式參與科研活動，在科研實踐培養創新精神以及分析和解決問題的能力方面，實現了以科研促進教學的理想效果。[6]

（2）利用工廠待解決的技術問題，讓學生走出去，到工廠做畢業設計。由于受教師手頭的真實題目的限制，不可能所有的同學都在學校做真題目，我們通過與科研機構和生產單位的結合，即產學研結合，讓同學們到工廠去，到科研機構去，根據具體情況安排畢業設計題目。這樣做，不僅發展了生產也培養了技術人才，發揮了學生的創造能力。

三、以“工程測試”為例，探索“產學研”提升大學生實踐創新能力

利用科研項目將實驗、實習實訓、畢業設計等串聯起來，把各個實踐環節緊密聯系在一起又起著承上啟下的作用。激活大學生參加實踐的積極性，加強培養綜合運用能力。

測試技術是獲取信息、分析和處理測量數據的關鍵技術與手段，是從事科學研究、產品質量檢驗與自動控制不可缺少的工具。[7]本人在學校主要承擔《機械工程測試技術》實驗教學，并在這幾年負責工程測試的一些科研項目，例如：2008年在廈門金龍聯合汽車工業有限公司、2011年在東風杭州汽車有限公司作全承載整車強度測試。在這些科研項目完成的過程中，都與實踐教學結合起來，開拓學生的創新思維，實現了科研成果與實踐教學雙豐收。

1.開設開放性實驗，吸引學生加入到科研項目

由于《機械工程測試技術》實驗項目與工程實際相結合，要求課時較長，另外實驗相對正常，完成水平要高。我們選擇以開放性實驗對學生開放。把《機械工程測試技術》一系列實驗連續起來，要求學生按照工程上測試的要求，把應變片粘貼好，并且對自己粘貼好的應變片作靜態應變測量和動態應變測量。圖1為學生在粘貼應變片，圖2為粘貼好的應變片。這樣，學生完成這些實驗后，就可以加入到全承載整車強度測試中。

2.學生到現場測試，豐富學生的實訓實習

充分發揮工程測試科研項目的優勢，鼓勵學生積極參與科研項目中的一些工作。無論是2008年在廈門金龍聯合汽車工業有限公司，還是2011年在東風杭州汽車有限公司作全承載整車強度測試，都有不少學生加入到測試。圖3是正在作整車測試的客車，圖4為學生在現場測試。由于科研課題多與工程應用緊密結合，解決生產實際問題，任務本身具有挑戰性，學生在參與科研的過程中，可切身體會到理論與實踐結合的價值，激發起他們內在學習動機，應用所學知識解決實際問題。[8]

3.測試項目為學生畢業設計課題提供來源

多年來，我們都高度重視學生畢業設計等實踐性教學環節，強化學生實踐能力的培養，形成了良好的傳統和特色。大學生所完成的這些工程測試項目，可以直接為他們的畢業設計提供選題來源。通過強化過程管理，保證了畢業設計（論文）的教學質量。這對培養大學生創新精神和實踐能力方面有示范作用。圖5為大學生以某大客車測試為畢業設計題目所采集處理的數據。

四、“產學研”融合實踐教學取得的成果

（1）提高學生的動手能力。通過加強實驗教學，開展有效的工程實驗環節，將有助于學生有效地掌握所學知識，縮短從理論知識到實際應用的時間。實驗教學能很好地培養學生的專業興趣，有利于增強其創新意識，提高實際應用能力，培養學生成為滿足社會需求的創新人才。