实验室自动化设计精选(九篇)
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第1篇：实验室自动化设计范文
关键词：《自动化生产线安装与调试》；职业教育；试验台；教学效果
《自动化生产线安装与调试》是工科类高等职业院校一门重要的、实践性很强的专业课程，要求学生不但能够很好的掌握自动化生产线的理论知识，（包括硬件结构，各元器件的作用，气动回路的构成，气缸的结构、工作原理），而且能够熟练的利用编程软件对PLC进行现场编程，对设备进行联机调试，在设备运行过程中能够自主并且快速的确定并排除故障。目前随着我国自动化生产线的不断发展和完善，大中型企业在生产中使用生产线的比例不断提高，所需要的人工操作岗位越来越少，也就是说所需要的熟练操作工人数量在不断减少，柔性自动化设备的操作和维护人员的比例在不断的提高，这就需要培养出理论和实际操作能力都很强的高素质技能型人才，而高等职业教育的特点是既重视讲授理论知识，又突出实践操作技能的训练，以培养高素质技能型人才为目标。实践操作训练主要形式是实验实训教学。从2003年评估开始，很多高职院校都陆续建立了自动化生产线实验室，花费巨资购置了自动化生产线实验实训设备。但通过这几年的调研和教学发现，在实现实验教学计划及教学实施过程中存在一些问题：
1、 实践教学环节不足
《自动化生产线安装与调试》课程的实践环节主要包括相关实验和实习，但目前很多院校因为设备、场地、课时分配等原因不能保证足够的实践教学，教学内容和教学计划都过于“理论化”，没有突出课程“实践性”和“应用性”的教学特点，不利于实现本课程在高职院校中的教学目标。
2、实验设备不够
目前各院校都加强了实验室建设，购买大量的实验设备，但随着各院校招生规模的扩大及实践教学环节的加强，需要的实验设备缺口很大，而一台实验设备动辄几十万，大部分高职院校由于经费有限，购置的生产线设备仍不能满足教学需求，有的学校甚至没有相关的实验设备。
3、实验设备不合适
很多院校购置了生产厂家生产的成品实验装置，而这些设备往往和实际教学脱节，有的设备功能单一，结构简单，只能进行“简单验证式”和“非真实器件模拟”的实验，不能使学生深刻理解生产线的工作原理，全面了解真实的控制过程，不能实现学生毕业后“零距离上岗”的最终目标。
4、实验教学方式的呆板及滞后
在一些学校至今仍沿用老师编好详尽的实验指导书，讲固定的程序，缺乏多模式多层次的实验教学方法，而学生“依葫芦画瓢”，学生只需要进行简单的程序输入就可以完成实验，不能达到培养学生创新思维和综合职业能力的目的。
因此，我们急需设计一种综合性强，价格低廉，能够培养学生创新思维和综合职业能力，在同行业中各项技术和指标都比较先进，既能做各种模拟演示实验又能展示工厂实际生产过程的自动化生产线综合实验台。同时结合我们的实验台，要调整实践和理论课时的比例，加强实践教学环节，调整实验内容，使其能更好的完成对于高素质技能型人才的培养目标。
在我国，高等职业教育规模已经很大，高职院校有1000多所，大部分院校由于教学经费问题，不能及时的更换或者购买最新的实验设备，导致教学实验台和工厂实际的生产线存在着不小的差距，从而直接影响到高职学生的就业和择业，而本课题将研究设计一种自动化生产线实验平台，达到以下目标：
（1）具有综合性和真实性：既能做自动化生产线真实过程的展示实验，又能做PLC一般演示实验，能解决高职院校实验设备不合适的问题。
（2）具有可开发性：可以根据实验情况，引出PLC的I/O插口，为平台开发出其他实验，由学生自己动手，设计实验项目，调动学生自我能动性，进行设计开发，可以解决实验教学方式呆板落后的问题。
（3）能真实展现自动化生产线工作的实际过程，同时学生可以自主设计设备动作过程和动作顺序，通过动作过程和动作顺序，自主设计出相应的控制程序，以提高学生的动手能力和PLC编程能力；
参考文献
[1]李斯兴 加强技能素质培训 培养高等技术应用性人才。 职教纵横，2001
第2篇：实验室自动化设计范文
论文摘要：探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位，结合控制类课程的问题进行深入的分析与研究，从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践，将对教学质量和人才培养方面有明显效果。
对于电气及自动化信息类专业学生来讲，控制类相关课程具有重要地位，主要包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律，为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门专业基础课该课程，是一门重要的控制类专业的基础课，具有较强的理论性，对于工程实践具有重要的指导作用，因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业，越来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大，是本科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一，加之未接触专业课，没有具体应用的物理模型，仅以数学模型为基线讲，学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣，这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程，使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专业课的理论支撑，从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”，“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究，从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践，将对教学质量和人才培养方面有明显效果。
本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容，保证教学内容的系统性、先进性和实用性，以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程，包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。
一、教学内容、方法及形式改革
1.教学设计
近年来，不断更新观念，压缩精简陈旧过时的教学内容，加强现论及现代方法的内容，很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题，避免内容的重复，进一步优化课程体系。建立一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。
2.教学方法
将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来，并充分利用多媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容取材时，不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系，还体现课程群之间的相互关系。
3.教学手段
在教学组织过程中，积极采用现代信息技术改进传统的教学手段，在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和cai课件，并将授课课件在课程网页上，可供学生课余预习、浏览、复习等。另外，教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式，密切授课教师与同学之间的联系，使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑，也可通过网上答疑相互交流，打破班级与时间的束缚，在平行班级中实行听课和答疑共享。
4.教学改革与教学研究
精简教材和教学内容，教学组定期进行集体备课，加大对该课程与前后各门课程之间的衔接研究，避免内容上的重复，使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体系结构，充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性；配合新的教材和课程体系，研究并建立配套的新实验体系，强化自主性、设计性、综合性和创新性；以matlab软件为基础，构造开放式小车倒立摆综合实验平台，将分析、设计、仿真、虚拟实验、模拟实验融为一体；开发先进的多媒体课件，将matlab平台和虚拟实验融入到教学过程中，使教学更为直观生动，更具趣味性和吸引力；完善了课程网站，完成了课程辅助教材的修改和编写，各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验内容的扩展及网络版的开发等；使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的园地；教考分离，采用试题库出题，统一考试，流水阅卷，考后进行详细的试卷分析。
二、实践教学改革
实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外，还要有较强的实际动手能力。
1.改革实验课教学，建立体化实验教学体系
实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力，验证所学理论，而且对所学内容能够提出一些新的见解。为了适应教学改革的需要，在实验室建设方面的指导思想是：将传统的模拟实验与matlab环境下的仿真实验相结合，将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合，将基本实验与创新实验相结合，建立一个立体化的实验教学体系，从而满足不同阶段实践教学的需要，为激发学生的创新意识提供硬件平台。
由于实验课内容和形式的多元化，大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创新性，学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验，进行理论验证、性能分析和综合设计，对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。
课程组织形式与教师指导方法，对于教学大纲规定的必做实验，由任课教师和实验教师共同指导完成；对于设计性、综合性、创新性实验，学生自己利用课余时间完成，可以预约指导教师给予宏观上的指导。
2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目
引导学生积极参加大学生科研实训项目，吸引有兴趣的学生参与教师的科研活动，培养学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神，提高学生初步的科学研究能力以及工程实践能力，培养学生获取知识及撰写论文的能力。
三、控制理论专题授课方案
根据“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”课程大纲的要求，在适当时候，以某一专题讲座的方式授课。将各种教材进行比较、处理、揉合，组织成各个专题，以高质量、高水平、高效率来达到最佳教学效果。由于专题授课具有综合性、整体性和探讨性，使其信息量得以加大，知识在综合和分析中得到延伸，既提升授课内容，使之浓缩为精华，又吸引了学生的注意力和参与兴趣。
四、应用现代教育技术
开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本，包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容，既有课本内容的直接再现，又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体，既可用于课堂教学，又可通过上网，供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法，如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩，可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后，图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合，使教学内容形象化、具体化和生动化，增进学生的理解，提高学生的学习兴趣。
计算机仿真技术在实验教学中的应用为实验教学带来极大的方便。仿真实验具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点，克服常规实验内容单调、缺乏变化、元器件制约参数调整以及实验设备数量有限等不足。在教学中适当介绍并应用matlab软件，并设计出计算机辅助实验教学软件包，提供一个方便易用的图形用户界面，将matlab控制工具箱的相关功能集成一体。
网络教学平台开发。网络教学能真正体现学生的主体作用。在网络中，学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。学生可以在任何时间进行自主学习，并且与教师在网上交流，探讨问题，在教学中发挥积极作用。
五、建立科学、有效的教学信息回馈
坚持洛阳理工学院本科毕业班所有学生中，实施“‘控制理论’相关课程的学习调查”制度。不定期进行相关问卷，包含这门课程是否易学、学习难点、学习方法、是否能学以致用等几个方面的内容，充分了解学生学习这门课的基本情况，为课程改革提供必要的依据，收到良好的效果。
六、结束语
在新世纪中，控制类学科将具有更加光明的前景，控制类研究内容将具有挑战性，研究的范围将更加广阔，电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新，电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。
参考文献：
[1]王瑛.控制理论实验开放式教学的探索[j].实验室研究与探索,2002,
4(21):15-17.
[2]黄缘虹,等.从倒立摆装置的控制策略看控制理论的发展和应用[j].广东工业大学学报,2001,9(18):49-52.
第3篇：实验室自动化设计范文
关键词:建筑电气工程;自动化设计;复合绝缘
建筑电气工程自动化设计及实现是建筑工程现代化的主要标志。随着社会的不断发展，人们对于建筑的需求越来越大，要求也越来越高，因此社会对建筑电气工程自动化设计的广泛应用和水平提高都有了更高的期待。充分利用自动化的优势、挖掘自动化技术的发展潜力，从而开发更大的发展市场是当下的重要任务。
1建筑电气工程自动化系统概述
建筑电气工程自动化系统即自动化系统在建筑电气工程中的应用，主要包括抗干扰设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽以及监控设备等多个部分，以上各部分的相互协调能够有效地实现建筑工程的自动化。二十世纪后期，建筑电气工程的主要控制手段是计算机集中控制。相较于自动化控制，传统的计算机集中控制在运行过程中存在着两个缺点:可靠性差，运行速度慢。因此，随着时代的更迭和社会的高速发展，传统控制技术已然不再使用，新的控制模式应运而生。上世纪九十年代，集散式控制模式逐渐出现在大众的视野中，计算机集中控制模式的主导地位逐渐被取代。之后，计算机技术突飞猛进、通信技术高速发展，网络技术以及各种控制技术也取得了较大的进步，这对于集散式控制模式的进一步发展无异于锦上添花。二十一世纪初，集散式控制模式逐渐成熟，发展成为如今的电气工程自动化系统。虽然相关技术的不断发展，电气工程自动化系统也取得了较大的进步，在各个领域被广泛应用，尤其是建筑领域。
2建筑电气自动化的主要作用
建筑电气工程自动化系统的本质就是通过利用单元机组，结合电气控制对抗干扰设备、电源、变压器设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽以及监控设备等系统进行控制，通过信息传输使得以上各系统能够相互协调，进而有效地实现建筑工程的自动化。通常意义下，我们认为建筑电气自动化的主要作用是操作电源、变压器设备以及高压器、发电机组等系统的运行;通过各个系统的协作保护励磁变压器以及发变组的正常运营;利用抗干扰设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽控制操作建筑工程的监控设备;利用监控设备保证LPS系统以及直流系统的正常运转;通过信息传输操作各个设备的开关等。总而言之，建筑电气工程自动化系统在建筑工程中的作用就相当于人体的大脑，不仅要协调信息的传递，更要对各种信息做出及时的判断和反应，进而保护人体系统或者建筑工程大系统的正常运转。
3建筑电气工程自动化设计存在的问题
随着时代的变化，信息技术也取得了巨大的发展。在建筑电气工程领域，传统的控制技术已然跟不上时展的步伐，因此新的控制模式应运而生。上世纪末，在计算机技术、通信技术的支撑下，集散式控制模式逐渐出现在大众的视野中。之后随着网络技术以及各种控制技术的不断普及，计算机集中控制模式的主导地位逐渐被取代。本世纪初，以集散控制为主要特征的电气工程自动化系统在建筑领域被广泛应用。但是，建筑电气工程自动化设计依然存在着一些问题，主要包括环保、成本、监测系统以及结构等多个方面。
3．1环保方面
建筑工程是一项耗资巨大、影响广泛的大型工程。环保问题就是建筑工程实施过程中经常存在的一个重要问题，建筑工程的实施往往也会对周围环境造成较大的破坏，因此建筑电气工程自动化设计的改造工程要想取得更好的结果势必要考虑环境保护问题，势必得解决工程实施过程中的污染问题。建筑电气工程自动化设计对于环境的影响主要体现在噪音污染和建筑不合理改造两个方面。第一，建筑电气工程自动化系统的运行会导致一些异常噪音出现，影响周围群众的正常作息;第二，建筑电气工程自动化系统设计并不是在所有建筑之初就存在的，因此为了使电气自动化系统更好地发挥作用，建筑工程的管理人员就要对原工程进行改动，可能就会存在滥用土地资源、浪费了资源的现象。
3．2成本方面
建筑工程的规模通常大小不一，因此并不是每一项建筑工程都能够适应建筑电气工程自动化设计。因此为了更好地实现电气系统自动化，建筑工程的施工可能会进行大的改动，这就需要花费大量的作为支撑。此外，电气自动化所需设备的引进也是一项大的财力消耗。这样一来，建筑电气工程自动化设计的真正落实在资金方面就会存在着较大的困难，这也是目前该系统在建筑领域应用有限的关键原因之一。
3．3结构方面
建筑工程中的电能传输是一个比较复杂的过程。传统电气工程控制模式中，为了减少传输过程中的电能消耗，电能在建筑工程中的传输必须首先升高电压，等到传输至用户区域再对电能进行降压处理。这个过程虽然看起来简单，但实在实际操作中对于设备质量以及工程结构方面的要求十分高。比如，必须充分考虑接地线的布局、保证各站点中螺丝是否松动等，即必须保证站内布局没有任何危险患，以保证整个建筑电气工程的正常运行。虽然建筑电气工程自动化设计在一定程度上减小了对于设备的要求，但是结构方面依旧不能忽视。
3．4在线监测系统
在线监测系统是建筑电气工程自动化设计的核心，对于维护电气设备的正常运行状态具有十分关键的作用。在线监测系统主要包括绝缘监测、雷击监测以及环境三个方面。绝缘监测是为了保证电气设备的绝缘子受到任何损伤，从而保证电气设备能够正常运行;雷击监测的目的则在于保证电气设备不受到静电雷击的伤害，同时减少直击雷对设备的伤害;第三，环境监测的目的主要包括对环境温度、环境空气质量等因素的监测，从而保证环境因素不对电气设备的性能产生不利影响。
4建筑电气工程自动化实现的常用技术
建筑电气工程自动化实现的常用技术主要包括传感技术、通信技术与计算机技术三个方面。传感技术是电气工程自动化实现的关键，传感器的安装能够有效扩大建筑工程电气设备的监测区域，并且能够极大地提高检测的准确性，因此相关人员在建筑工程中进行电气设备安装时要尤其注意传感器的安装，并及时监控传感器的运行状态，对其传输的数据进行接收和分析，从而及时判断整个建筑电气工程系统的运行状况。我们已经步入了信息时代，信息在社会发展中的意义和作用不断增大，因此通信技术对于建筑电气工程自动化的实现也有着不可忽视的重要作用。比如，通信技术能够使得系统控制人员在最快的时间内及时了解建筑电气系统的真实运行状态，从而及时进行判断和反应，从而实现及时检测的目标。因此在建筑电气工程自动化设计操作时，相关人员要要努力提高电气设备相关信号的传输速度，从而有助于系统异常信号的及时传达、维修人员的及时反应。如上所述，信息社会中网络技术和计算机技术的普及对于整个社会的发展都有着划时代的意义，因而计算机技术也是建筑电气工程自动化实现的常用技术。计算机技术在建筑工程自动化实现过程中的意义就在于处理设备感应信号，即利用计算机技术的强大数据处理能力对传感器和通信系统传达的信息进行处理，对数据进行有效的整合，从而在短时间内做出尽可能准确的判断和反应.
5小结
综上所述，建筑电气工程自动化设计和应用对于建筑工程的发展有着十分重要的意义。该技术的使用时符合时代潮流和社会发展方向的，但是同时该系统在建筑工程中的使用还不够成熟，在结构、成本等多个方面依旧存在着较大的问题。由此可见，未来建筑电气工程自动化的发展还有着巨大的进步空间。
参考文献
［1］丁大为．建筑电气工程自动化设计及实现分析［J］．河南科技，2013(06)．
［2］何薇．建筑电气工程自动化设计及实现研究［J］．建筑工程技术与设计，2016(09)．
第4篇：实验室自动化设计范文
关键词： 新时期；机械设计；自动化；研究特色
随着我国综合国力的提升，对机械制造业人才的需求也逐步增大，为了满足社会对人才的需求，国家投入了大量资源培养相关人才，这使我国的机械制造业在国际上取得了一定的成绩，但和一些发达国家整体上还存在一些差距，在机械设计制造及自动化专业的学生在工作的过程中，依然面临着一些严峻的问题，理论和实际不能相结合，整体的设计理念以及实际操作意识较弱。这就需要在校时加强该专业特色化的教育，有效的解决在日后应用中的不足。
一、进行机械设计制造及自动化特色教育的方式
1.1注重实践教育
在对该专业人员进行教育的过程中，学生在接受学习的过程中接触的理论知识较多，实践操作较少。鉴于该专业的的特殊性，机械设计制造及自动化属于理科专业，相对于理论知识，实际操作更加重要，但在实际教学过程中，接触的实际操作经验较少，在进行知识点解的过程中，没有进行操作演练，就难以加强学生对专业知识的理解，这样在教育的过程中，达不到理想的教育效果，另外在教育中需要注重理论与实践相结合，所以在进行教育的过程中，不仅仅对理论知识进行有效的传递，还要注重实际中的应用，学校是培养人才的摇篮，培样人才的目的就是为了学以致用，所以在学习的过程中，最终的目的是学以致用，在实际工作中将学习的知识内容更好的应用对整个教育工作事业的发展有积极的促进作用。
1.2进行特色教学
想要让教学达到好的效果，就需要进行特色主义教学，在进行教学的过程中更好的提升学生的专业素质。高校在进相关课程的教学^程中，需要注重对被教育者能力的培养，以及综合素质的提升。这就要形成特色的教学主义，在教学中取得更好的进步。首先是对学生专业能力的优化培养，根据学生对专业知识的领悟能力不同，对相关内容的掌握程度不同。为了所有的学生在进行专业教育的过程中成绩普遍得到提高，就要在知识传授的过程中对方法和速率进行掌握。
另外机械制造业专业知识难度较大，在进行学习的过程中也需要培养多方面的能力进行更合理有效的学习设计能力，进行图纸的设计，绘画能力，操作作图软件进行作图。数学逻辑思考能力，通过计算得到准确的数据进行设计，分析思考能力，对整个理论知识进行更加合理的分析。就需要教师在教学的过程中，采用更加合理有效的分析方法，弥补在在学过程中出现的不足，加强对学生应用技能的提升。
有一种人才是理论型人才，该人才对理论知识的学习比较有天分，在考试中也能取得较高的成绩，以优异的成绩毕业找工作，但实际工作中并没有取得良好的成就，最后碌碌无为。这类人才的确在理论学习上很有造诣，但实际操作能力确不是很高，在大学中又失去了培养操作能力的机会，就影响了今后的工作。该专业的特色化教育就是为了让相关专业人才在专业领域进行全面发展，成为业内优秀人才，为祖国的机械制造业添砖加瓦。
二、加强机械设计制造及自动化专业的创新方案
2.1满足市场需求
在人才的储备过程中，需要迎合市场需求才能更好的解决实践操作问题，所以就需要高校教师进行相关调研工作，充分了解市场上需要的复合型人才具备的特点，以此来进行教学内容的研究，挑选实用性强的教学内容进行教学，在教学的过程中，时刻掌握市场动向。根据教学内容对市场动向进行更加合理的调整，另外在对专业理论知识进行讲解的过程中，也要举例说明该专业知识在实际中的应用，加深学生的学习印象，提高学生的专业技术水平。
2.2建立专业特色体系
第5篇：实验室自动化设计范文
【关键词】WSN；一致性测试；自动化；测试方法
0 引言
无线传感器网络（WSN）标准体系以低成本、低功耗的双向无线通信技术解决方案为目标，该标准体系适用于消费电子、家庭和楼宇自动化、工业控制、计算机外设等。对无线传感器网络进行全面的协议一致性测试，对推广这一高新技术的应用以及推动无线传感器网络产业化进程具有十分重要的意义。
目前，有关无线传感器网络的协议一致性测试和互操作性测试的标准已经制定，特别是手动测试系统的开发研究已经有了一些探索性的成果，但是还非常的不完善，在无线传感器网络协议环境中实现代价太大，不能完全满足无线传感器网络测试应用的需要。所以，在无线传感器网络协议自动化测试设计实现方面需要我们进一步的探索和研究，这对推动工业无线技术的应用将起到积极的作用。
本文主要对低速无线传感器网络协议一致性测试的自动化方法进行研究，提出将通信协议测试和自动化测试相结合的方法，实现对测试过程的自动执行和测试结果的自动分析，并由此设计了无线传感器网络协议自动化测试系统，有效的提高了测试效率。
1 协议一致性测试自动化理论基础
1.1 一致性测试基本理论
协议一致性测试是为了确认被测实现（IUT）与标准的一致程度，是一种黑盒测试。通用的测试方法是在特定的网络环境下通过使用一组测试案例序列来比较实际与预期的输出。其目的在于增加协议不同的实现能够互相工作的可能性，其中有代表性的协议一致性测试理论是ISO/IEC制定的一套国际标准ISO/IEC 9646（信息技术开放系统互连一致性测试方法和框架）。图1是一致性测试的基本示意图。IUT（Implementation Under Test）是根据规范的具体实现，是一个内部不可见的实体；规范（Specification）以某种形式化语言或者自然语言描述，但不管怎样的描述形式，其根本都是一个扩展自动机模型；测试仪（Tester）根据规范为IUT产生一组测试序列（Test Sequence），然后观察IUT的外部行为是否符合规范的描述。
图1 一致性测试原理示意图
1.2 自动化测试理论
自动化测试是目前测试领域的发展方向，自动化测试能有效地降低测试成本、提高测试效率和测试覆盖率。测试自动化的目标是对被测试系统进行自动测试，提高测试的效率和客观性。
自动化测试过程中主要涉及的内容有下面几个方面。
自动测试输入：工具录制测试者所做的所有操作，并将这些操作写成工具可以识别的脚本。
测试脚本技术：用于自动测试过程中存放测试步骤、测试数据等相关内容。
测试结果的自动比较：将预期输出与程序运行过程中的实际输出进行比较。
自动测试执行：工具读取脚本并执行脚本命令，可以重复测试者的操作。在执行脚本过程中可以完成测试结果的自动比较。
2 自动化测试系统的设计
通过对低速无线传感器网络协议的深入研究，分析软件测试、通信协议测试和自动测试等相关理论知识，本文提出将通信协议测试和自动测试相结合的方法，实现对测试过程自动执行和测试结果的自动分析，是本系统的创新点。
如图2所示，虚线框内测试步骤可以实现测试的自动执行，其中可视化用例设计器、测试用例生成器完成测试用例的自动生成工作，测试用例的自动生成是测试自动执行的关键部分。测试结果分析器则对测试结果进行自动分析。
图2 一致性测试过程的自动化部分
测试用例的设计和生成是协议测试的关键和难点，如何生成最能发现被测协议存在问题的测试用例，如何用最少的测试用例实现足够大的覆盖率，是协议一致性测试的目标和难点。本文提出利用测试用例的自动生成来解决这一问题。
图3 测试用例生成器体系结构
测试用例自动生成主要依靠测试用例自动生成器是来完成，是实现测试自动执行的核心。其体系结构如图3所示，其中用例设计描述是文本文件，描述测试用例的特性，选择的算法不同，描述方式也会有所不同。如采用“基于形式规格说明的方法”用Z，VDM，OBJ，LARCH等语言描述，采用“组合覆盖方法”则用XML脚本描述，因为XML脚本的可扩展性比较强，所以在目前的自动化测试系统中得到较多的使用。算法适配器为算法提供接口，向上提供算法支持服务给描述解析器，向下兼容多种算法，兼容多种算法能增强体系结构的扩展性和适用范围。描述解析器在算法适配器基础上分析用例设计描述，将用例描述转换成用例生成器可识别的内部描述形式，并传递给用例生成器。用例生成器获得来自描述解析器的内部描述，根据描述自动生成可执行测试用例。可执行的测试用例支持多种形式存储，如内存存储、文本存储、数据库存储等，具体的存储格式随着测试执行的需求变化。
3 一致性自动化测试系统的实现
为了验证体系结构的适用性和有效性，搭建了基于Microsoft VS 2010、SQL Serve 2005、“分类树方法”、GDI+ （Graphics Device Interface）来实现无线传感器网络协议一致性测试的自动化系统。
其中GDI+完成系统中的可视化用例设计器工作，它是一个语法可控制的、可视化、图形化的编辑器，帮助我们更加有效地使用分类树方法进行测试用例的设计。分类树方法是黑盒测试中的一种部分测试方法，是一种有效的功能测试方法。分类树方法的基本思想是：首先逐层划分测试对象的输入域，然后将划分的独立的类结合为无冗余的测试用例，这些测试用例覆盖了整个输入数据域。算法适配器、描述解析器、用例生成器、分类树方法均使用Microsoft VS 2010实现。
SQL Server 2005降低了管理数据基础设施和发送观察和信息给所有用户的成本，并具有可信任，高效，智能的特点。因此本文将测试系统及被测试网络信息存储在SQL Server 2005数据库中，用来在自动执行测试用例时调用并存放测试结果信息。自动化测试系统在实际应用时，首先用GDI+构建测试用例设计，也就是生成XML语言描述的用例说明，然后描述解析器解析该用例说明并生成测试用例模板（系统内部格式），由用例生成器生成可执行的测试用例，调用SQL Server 2005中存放的测试网络信息和测试配置信息执行测试用例并生成测试报告。本系统中人工只参与第一步，即用GDI+技术构建测试用例设计，其余部分均自动完成，提高了测试工作的效率和客观性。该实现已应用于国家科技重大专项“信息汇聚传感器网络综合测试与验证评估环境”中，限于篇幅测试过程不再赘述，经过测试发现了一些隐藏的无线传感器网络协议一致性测试问题，提高了一致性测试有效性和客观性，也证明了本文所提出的一致性测试自动化方法的有效性和实用性。
4 结语
在分析了现有协议一致性测试和自动化测试理论后，本文提出了一致性测试的自动化方法，并基于这个方法设计实现了一致性测试系统，在实际应用本系统时发现了一些隐藏的无线传感器网络协议一致性问题，提高了无线传感器网络协议一致性测试的有效性和客观性，证明了该方法的有效性和实用性。
【参考文献】
[1]ISO/IEC 9646-1 Information technology Open systems Interconnection Conformance testing methodology and framework-Part1：General concepts，1994[Z].
第6篇：实验室自动化设计范文
关键词：课堂教学方案；教学分析；教学策略
作者简介：吴玉蓉（1975-），女，湖北巴东人，武汉纺织大学机械工程与自动化学院，讲师。（湖北武汉430073）
基金项目：本文系中国纺织工业协会教学研究项目“面向纺织服装产业链的自动化专业创新人才培养体系的构建与实施”（项目号：2011049）、湖北省高等学校教学研究项目“地方纺织院校自动化专业应用型创新人才培养模式的研究与实践”（项目号：2011286）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）07-0037-02
近年来，我国高等教育规模迅速发展，质量也有较大提高。但是，诸多因素致使高等教育质量还不能完全适应经济社会发展的需要。基于“人才培养是高校的根本任务、质量是高校的生命线、教学是高校的中心工作”的教育理念，课堂教学是高校传授知识的主要渠道，课堂教学质量是高校教学质量最重要的环节之一，直接影响人才培养质量。因此，不断提高课堂教学质量，是每一个学校、每一位教师都要面对的永恒的课题。如何提高高校课堂教学质量？古人云“凡事预则立，不预则废”，教学工作也一样，课前准备工作是否充分直接影响课堂教学质量。课前准备工作包括教学方案设计书、教案、讲稿、多媒体课件四方面。现以“C语言程序设计”课程为例阐述课堂教学方案设计书的撰写。
一、什么是课堂教学方案设计
课堂教学方案设计是指高校教师在上课前对课程的课堂教学工作的总体设计。[1]它是教师基于学生基础和心理特点，围绕课程教学大纲、教材、学科特点、教学目的等，选择合适的教学方法、手段和教学资源，科学地应用于课堂教学之中，从而激发学生的学习兴趣和求知欲望，提高教学质量，实现教学目标。课堂教学方案设计书是教师上课前准备工作的系统要求，既是教师系统授课的内容与方法等诸多方面的精练文字记录，也是撰写课程教案、讲稿和制作多媒体课件的前提和基础。设计书的撰写应遵循科学性、系统性、针对性和创新性四个原则，在方法上应了解学生的基础情况和心理特点，对课程所用教材特色进行分析，并根据具体班级探索新的教育理论，选择最适合的教学方法等。
二、课堂教学方案设计的内容
课堂教学方案既是教师系统授课内容与方法等方面的文字记录，也是教师授课的依据。课堂教学方案是体现教师为什么这样教，学生为什么这样学的教育理论。教学方案设计是教案的进一步理论化，给教学指导提供了方案。教学方案设计包括设计理念、教学分析、教学策略、教学过程、教学评价等几方面的内容。[1]设计理念主要是阐明本课程课堂教学方案设计的背景、指导思想、总体目标以及现代教育思想的渗透，是对课程设计宏观化的总体指导，它主要通过教学目标体现出来。教学分析是指教师应以“学生为中心”，进行学习对象和学习内容的分析，主要体现在备课要求上，其中备学生、备教材就集中反映了设计者对学习对象、学习内容分析后所做出的选择。教学策略主要包括教学内容的重组和加工、教学技术和手段的应用、教学信息的收集和处理等内容，充分体现设计者的精心构思和巧妙编排，是教师能否掌控教学过程，顺利实施教学方案的关键所在，亦是备课要求和教学方法的集中反映。教学过程包含教学内容、教师活动的设计、学生活动的设计和活动设计的意图，体现在如何处理好课堂教学与实践（实验）教学、课内与课外教学、教与学等关系。教学评价主要是指教学过程中教师对学生、学生对同学和学生对自己在学习过程中的表现的评价。
三、如何撰写教学方案设计书
写好一门课程的教学方案设计书，不仅要求教师对课程整个教学过程、教学内容要相当熟悉，更为重要的是要将教育指导思想、新的教育理念、学校人才培养特色、学科特点、现代教育手段、教学改革贯穿于整个教学设计中。在书写内容安排上，设计理念应着重写出教学设计的意图、整体思路和教学目标；教学分析主要包括教学内容分析和学情分析；教学策略着重于教材、教学方法、教学手段的选择。教学方案设计的书写不是一成不变的，可以根据具体的内容要求灵活呈现。教学过程的设计可详可略，但对有些学习内容，如引用的资料、教学资源等方面则要详细。教学目标应简洁明了，可操作性强，包括对象、行为、标准等要素。在教学难点和重点的处理上，除了简单地说明教学重点、难点等内容外，更重要的是考虑如何强化重点，化解难点。对教学方案设计而言，最后的教学评价也是一个必不可少的内容和环节。下面以“C语言程序设计”课程为例介绍教学方案设计书的撰写。
四“C语言程序设计”课程教学方案的设计
1.教学目标
“C语言程序设计”课程是自动化专业本科生的一门专业基础课，设置该课程的目的是使学生掌握C语言的基本语法、语句、控制结构以及结构化程序设计的基本思想和方法，使学生认识到算法、良好的程序设计风格以及实践在本课程学习中的重要性，培养学生熟练使用C语言编程分析和解决实际问题的能力，培养学生无论以后在学习、工作中使用什么语言编程，都能灵活应用这些思想和方法的能力，为学生进一步学习“数据结构”、“单片机原理及应用”、“DSP原理及应用”等其他课程打下坚实的基础。
2.教学对象
教学对象为武汉纺织大学本科自动化专业2011级1班和2班的全体学生，共60人，均属于理科高考生，大一学生，对自动化专业有相当的兴趣，专业思想基本稳固。
3.教学时数
自动化专业“C语言程序设计”课程共64学时，其中理论教学44学时，上机实践20学时。
4.教学要求
（1）理论课程基本要求。了解软件开发的基本过程，理解用计算机求解实际问题的基本过程；理解算法的概念和描述方法；掌握结构化程序设计的基本思想和方法；掌握顺序、分支和循环三种基本控制结构及其控制语句；掌握向函数传递数组、字符串和结构体数据的函数设计方法；理解传值调用和传地址调用两种参数传递方式的区别；理解指针和指针变量的含义及应用；掌握结构体和共用体数据类型的定义及应用；了解文件的概念和文件的基本操作。
（2）上机实践基本要求。熟悉C程序的开发环境Visual C++ 6.0；学会用C语言编写常用的算法程序，具备初步的C语言程序设计能力，以及利用计算机求解问题的基本能力；学会程序测试、调试的基本方法，能够熟练运用C程序开发环境提供的调试工具对程序进行排错；在提高上机编程实践能力的同时，了解程序编写的基本规范，养成良好的程序设计习惯。
5.备课要求
（1）教材分析。采用《C 程序设计（第四版）》，该教材是由清华大学谭浩强教授著，2010年由清华大学出版社出版。该教材的优点是按照C99标准介绍C语言，能够适应C语言的发展；采用先具体后抽象、先实际后理论、先个别后一般的顺序编排内容，更加通俗易懂，降低了学习难度；重新组织了教材内容。配套实验指导书增加了“C程序案例”一章，综合应用各章的知识，可以提高学生编写应用程序的能力，还介绍了Visual C++集成环境运行程序的方法，比Tubo C环境易学好用，但是缺少程序改错、调试方法等内容。
（2）学情分析。由于高校扩大招生，学生的学习基础普遍较差，自学学习能力欠缺。“授人以鱼”不如“授人以渔”，由此，在教学过程中一定要注重学生自主学习能力的培养。C语言程序设计对于大一学生而言，比较抽象，增加了学习难度，部分学生认为该课程高不可攀，往往学完了该课程，还不会独立地编写程序；大一学生渴望赞美和鼓励，自我意识较强，特别希望获得教师的肯定和认同，因此真诚恰当地赞美，能感动学生、鼓舞学生和激励学生。
（3）教学方法。教学有法、教无定法、教学得法。要求设计者在熟悉教育理论、教育技术和教育方法的基础上，根据学科特点，结合校情、学情、教纲和教材，采用最适合本课程的教学方法。在“C语言程序”课程的课堂教学中，常采用如下几种方法：
1）自学启导法。自学启导法的实施步骤为：“引学导探―自学解疑―精讲释疑―迁移应用―自我构建”。“引学导探”：教师介绍与学习内容有关的背景以开拓学生的思路；提出自学内容，列出自学提纲，供学生自学时有所侧重；提供探究方法，如解读、分析、归纳、查阅图书馆及网络资料、同学之间相互讨论、实验等寻找答案。“自学解疑”：学生利用课余时间进行探究，根据教师拟定的自学提纲独立地钻研教材，初步掌握教材内容；对于似懂非懂甚至不懂的问题和疑点通过各种探究手段进行解疑；对于仍然似懂非懂甚至根本就没弄懂的问题做出记录，由学习委员收集起来交给教师。“精讲释疑”：教师接受学生学习活动的反馈信息，讲清楚教材蕴含的思想、方法、技巧，自学过程中的疑难问题，启发学生独立地分析问题和解决问题。由于学生迫切要求解决问题的欲望能在这一环节实现，因此学生会高度集中注意力，参与到教学活动中来，与教师进行互动，大大提高学习的兴趣和效率。“迁移应用”：一方面，教师给学生布置作业并及时检查，可以强化学习成果、及时评价学习目标，把学生理解的知识通过训练转化形成技能；另一方面，联系实际，让学生应用所学知识，分析、解决实际问题，有意识地对学生进行科学思维、科学方法的培养。“自我建构 ”：在掌握了新的知识后，教师及时引导学生将新知识从结构、内在联系、方法等方面进行归纳整理，将新知识纳入自己的知识体系，使学生掌握的知识系统化，建立后续学习的基础，深化所学知识。[2]
2）故事导入法。先从将要讲解内容相关的故事情节开始，然后导入正文的讲解方法。此方法引人入胜、印象深刻，教学效果好，适用于有生动故事情节的内容。例如在讲解循环结构程序设计一章时，首先就给学生们讲一个故事：相传古代印度国王舍罕要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔（国际象棋的发明者），问他需要什么，达依尔回答说：“国王只要在国际象棋的棋盘上的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放上2粒，第三个格子上放上4粒，依次类推，每格是前一格的2倍，一直放到64格，我就感恩不尽了”。国王答应了，结果全印度的粮食用完还都不够。国王很纳闷，怎么也算不清这笔帐。告知学生们学习循环结构程序设计后，就可以很容易地帮国王算清楚这笔账。这个故事可以激发学生的求知欲望，提高学生听课的注意力。讲完循环语句语法规则后，引导学生们画出流程图，然后编写C语言程序并在Visual C++ 6.0中运行，将结果展示给他们。
3）互动教学法。为了提高学生的学习积极性，使学生由被动地跟着教师的思维变成积极主动地和教师一起思考，应在某些内容上采用互动教学法。譬如在讲到某一个难点时，教师先提出问题，给出几分钟时间让学生进行思考，然后针对学生思考的结果再给予相应的讲授。另外，还可以将学习难度相对较小的章节交由学生讲解，对于讲得比较好的学生给予奖励，根据学生讲解的情况再给予针对性的点评，这样可以提高学生学习的积极性和热情，锻炼学生语言的组织和表达能力。
4）课堂提问法。为了使学生对上一堂课的内容能及时地复习，我们在每次讲授新课之前，利用5分钟时间随机检查几位学生对已学知识的掌握程度，并根据情况提出意见，以促进学生的学习。另外在上课过程中，对注意力不太集中的学生进行随时提问，以使大部分学生都能精力集中，从而提高课堂效率。
6.课件要求
（1）课件的内容要精心编排，做到主题鲜明，重点突出，语言精练，如果课件内容过于详细，将会分散学生听课的注意力。
（2）课件不是板书的替代品，教师应注意课件与板书相结合，尤其是讲解C程序设计例题时，边分析边板书程序，有时间让学生边听边思考，在例题中加深学生对C语言语法规则的掌握，进一步提高学生结构化程序设计的水平。
（3）字体、颜色及图像等组合运用合理，版面清晰，画面优美，动静结合。
7.教学评价
（1）课堂提问。检查学生对C语言语法规则的记忆理解情况。
（2）课后作业。选择教材中的两道习题和一道补充题作为课后作业，对于稍难的题先提示，学生课后思考，画流程图，编写程序，上机时调试，若还存在问题，再个别辅导，共性问题集中讲解。对学生每次的作业认真批改，写出恰当的评语，并做出详细的登记。
（3）考核。期末考试是对教与学的全面验收，是不可缺少的教学环节。考试题目要全面，符合大纲要求，同时要做到体现重点，题量适应，难度适中，难度和题量的梯度应按照教学要求的不同层次来安排。
本课程学生的考核成绩采用期末考试成绩与平时作业及上机实践相结合的方法。期末考核成绩满分为100分，期末考试成绩占50％，平时作业占15％，课堂表现占5％，上机实践占20％。
8.课外活动
（1）课后答疑，定期辅导。课间交流答疑、班级QQ群答疑、电话答疑以及电子邮箱答疑等多种形式，培养学生通过上网方式交流的习惯。每周安排固定的时间、地点进行辅导。
（2）指定课外阅读书籍或材料。要求学生对《C Primer Plus》、《C陷阱与缺陷》和《C专家编程》等图书等进行学习，要求学生至少设计并调试一个综合性的C语言程序。
（3）举行C语言语法知识和程序设计竞赛。在教学进行中期，分组进行C语言知识竞赛，以加强学生对C语言语法规则的记忆，激发学生的学习兴趣；在教学结束前，分组进行C程序设计竞赛，以进一步提高学生C语言程序设计的能力。
9.参考书目及网址推荐
（1）《C Primer Plus》，普拉塔（Prata，S.）著，云巅工作室译，人民邮电出版社2005年出版。
（2）《C程序设计试题汇编》，谭浩强主编，清华大学出版社2002年出版。
（3）http：//省略/program/c/.
五、结束语
课堂教学方案设计质量是高校课堂教学质量关键所在，直接影响人才培养的质量。本文从教学设计理念、教学分析、教学策略、教学过程、教学评价等方面介绍了自动化专业“C语言程序设计”课程课堂教学方案的设计过程，希望能对高校的青年教师课堂教学具有一定的指导意义和借鉴意义。
参考文献：
第7篇：实验室自动化设计范文
【关键词】新形势 自动化技术 机械设计制造 应用研讨
机械制造自动化程度的高低影响着社会生产力，为了进一步促进社会生产力的发展，必须充分发挥自动化技术在机械设计制造中的应用。机械自动化技术最先在机械制造冷加工过程中得到应用，并随着时代的发展不断扩充了其适用范围，加快了机械制造行业的自动化程度。本文将对自动化技术在机械设计制造中的应用做具体分析，从而为促进自动化技术的应用奠定理论基础，带动生产发展与进步。
1 对自动化技术进行概念和优点分析
自动化技术是现代科学技术不断发展的产物，是生出来发展中不可获取的部分，它是指在机械制造业应用过程中，实现对加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动化生产过程，从而加快生产投入原料的加工变换和流动速度，节约人力资源。
机械自动化具有非常明显的优点，主要体现在以下几个方面：（1）机械自动化的应用能够提高产品质量、提高生产效率、从而缩短产品生产周期、更快地促进产品更新、扩大经济效益；（2）自动化的实现大大降低了对劳动力的依赖，减轻了人工劳动强度，通过改善劳动环境，带动了相关技术的研发和发展；（3）降低了生产成本，能够实现机械制造业技术的改造、升级和进步，为机械制造业技术的发展指明方向，能够保证机械制造业能够获取最高的生产率、最优的产品质量和最低的产品成本。
2 自动化技术在机械设计制造中的应用分析
只有将自动化技术有效的与机械制造业结合，才能充分发挥自动化的价值，为生产力带来发展动力，同时也为自身的深入发展奠定了实践基础。自动化技术在机械制造业中的应用主要体现在以下几个方面：
2.1 自动化技术在机械设计制造中的集成化应用
科学技术的发展促进了自动化技术在各个不同领域内的应用，并在此基础上形成了新的技术，并逐渐扩大衍生，为了实现不同级别的集成制造系统的构造，必须采用快捷有效的方式对各种不同技术进行系统的集成，协调之间的关系。自动化技术在机械制造中的集成化应用主要是通过借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化，并辅之以精简机构和过程重组等手段，促进适度的自动化，控制其应用的程度，并在计算机数据库和信息网络技术的支持下，将企业中的各种要素及相关的经营管理活动组成一个有机整体，协调配合制造业的生产发展，并最终实现机械制造以人为中心的柔性化生产目标。在机械设计制造进行集成化的过程中，自动化的应用能够有效提高产品的质量，降低新产品的研发成本，从而获取更广阔的市场，同时，在时代的要求下，还能有效的降低对环境得污染，起到保护环境的作用，实现制造业的健康持续发展。
2.2 自动化技术在机械设计制造中的智能化应用
智能化是自动化技术最大的特点之一，智能化机械制造技术是一项非常复杂的新技术，包括了机械制造技术、自动化技术、人工智能等技术，各种技术相互渗透，成为一门综合性极强的技术。它能在技术系统中进行一系列的智能活动，通过分析、推理、判断等进行最终的决策，从而将整个过程融入到机械制造的各个环节，以此替代相关的专家进行实际的模拟。不仅能够对自身的行为进行监测，保证其正常有序的运行，还能对预测到的错误进行预防和改正，从而降低风险，除此之外，智能技术还在应对突发事件的情况时，发挥着重大作用，通过对外界环境的分析和自身调整，找到最适合的应对方案，在保证自身正常运行的前提下，满足对外界的需求。
2.3 自动化技术在机械设计制造中的柔性应用
随着社会环境的不断变化以及人们的需求的多样性，自动化技术必须不断的进行改革和创新，以适应社会不断多样的需求，在机械制造业的发展中，客户的需求也在不断的变化，对机械制造业的应变能力、反应能力等提出了更高的要求，为技术改造提供了推动力，推动自动化技术柔性发展的应用。柔性自动化是指在面对需求多样化时，将智能化与人工有机结合，在追求自动化的基础上，加入个别人工的环节，两者相互配合，提高机械制造业对外界因素变化的适应能力，实现机械制造产业的柔性发展。同时，柔性化发展能够通过与制造系统的链接，从而加强与机械生产的联系，降低成本，提高了自动化水平。
2.4 自动化技术在机械设计制造中的虚拟化应用
虚拟化是指经过多种技术的结合，建立一种以仿真和系统建模系统为基础，对未知的情况进行预测和分析的技术，能够对相应的制造过程进行方针，以发现并及时解决机械制造中可能出现的问题，从而降低制造业的风险，提高企业的经济效益，达到企业的经营目标。
3 结语
机械制造业对于国家发展具有非常重要的作用，能够推动国家工业的发展，带动经济进步。在机械设计制造业的发展中，必须加强自动化技术的应用，在积极引进和吸收国外先进技术成果的基础上，推动机械设计制造业进入一个全新的阶段，促进我国机械自动化技术又好又快发展。
参考文献：
[1]安淼，李海瑞，申明星.自动化技术在机械工程中的应用与发展[J].电子技术与软件工程. 2016（09）.
第8篇：实验室自动化设计范文
关键词：烟草生产设备；自动化控制；电气故障排除
引言：随着人民生活水平的日益提高，健康问题成为人们关注的焦点。那么对于烟草行业而言，“降焦减害”成为企业发展立足点。随着生产水平的不断革新，各烟草工业公司已开始使用更先进的、自动化程度更高的设备进行卷烟生产，从而提高生产效率，并不断研发“降焦减害”技术，提升产品竞争力。但是随着越来越多的自动化设备的使用，不可避免的出现了电气控制方面的问题，因此，掌握设备故障的特点，快速的排除故障是十分重要的。
一、烟草设备故障特点
由于香烟规格较小，相应的生产设备也就十分精细，先进的设备内部结构复杂，常规检测设备无法应用。无法通过常规的监测设备来监控机器是否正常运转，尤其是某些关键部位的关键部件位置及其隐蔽，更不利于设备检修人员的操作。再者，由于设备的精细，各部件之间的配合精度极高，相互干扰的问题也十分严重。以上几点原因给检修工作带来极大不便，因此，在检修烟草设备的电气故障时，针对不同的设备采取不同的维修方案是维修人员应掌握的基本要领。
在烟草的生产设备中，卷接设备和包装设备是应用最普遍的设备，两者的故障原因和维修方案具有很大差异，需要根据故障现象判断故障原因，从而制定维修方案，最终解决问题。
二、卷烟机常见故障及其处理方案
1.机组无法正常启动和运行
卷烟机故障显示器出现报警信息且机器无法正常启动时，查看报警信息，依据报警内容检修相应部位即可，如遇到不明确的方面，可以查看设备配套的说明书，按照指示完成排故工作。如果出现屏幕上没有报警信息，但设备仍然无法正常启动时，首先应考虑是否出现触点间接触不良的问题。一般来说，设备会配置可以提供故障显示或者控制连锁的常开触点和常闭触点。触点长期暴漏在空气中，由于空气中粉尘含量较高，或者空气潮湿等因素就会引起触点间的污染，从而可能导致常开触点短路，变成常闭触点，或者使常闭触点断路，变成常开触点，引起设备故障。处理此类问题首先要认真查看设备电气图纸，确定触点状态，之后进行测量，找到故障点，及时排除。
预防此类故障应定时进行设备维护，保持空气的干燥、清洁。从而防患于未然。
2.输送带速度失控
传送带是卷烟机组的重要组成部分之一，其在工作中经常出现速度失控，控制失灵，无法停止等问题。
这种情况通常要用万用表去测量调速电路板，查看是否有直流电压持续输出，如有，则记录电压值。之后关闭电源，开始做进一步的检查，首先观察电路板上是否有短路的迹象，查看电器元件外观有烧毁的迹象，重点查看制动电阻的状态，观察是否出现变色、烧焦、发热的现象。引发输送带失控的原因大多是由于调速电路板上的可控硅被击穿，导致输送带停止后，控制电路的常闭触点接通。从而出现上述故障。更换电器元件就可排除此故障。特别需要注意的是，在出现上述故障时，要立即关闭电源，以避免故障范围扩大，造成不必要的损失。
3.机组运转上升时停机
当机组的运转速度达到一定程度时，就会出现停机现象。此时查看故障显示器，并无报警信息。当断电之后再次重启，机组恢复运转，但是当运转速度达到上述的数值时，会再次出现停机的现象，如此反复。此时应查看水松纸，检查水松纸和拼接检测器处的安装方式是否复合要求，如不符合，则按照说明书上的要求重新安装。如复合，则检查水松纸拼接检测器的护套是否完好，如有磨损也可造成上述故障现象。更换新的护套即可排除故障。
4.印刷位置无法调整
卷烟机组电气控制还有一个问题，那就是印刷位置无法调整，保护开关断开，合上之后又迅速断开，如此往复。检查控制器，发现控制器内的铜箔发热变色。更换了相关器件之后，保护开关仍然无法闭合。闭合之后快速断开，再次检查控制器，发现铜箔再次发热变色。
对于此种故障，故障点应该在控制电路。所以应对控制电路进行检测，查看个触点是否接触良好，是否存在短路现象。如存在，则更换新的继电器。考虑到卷接机中小型封装继电器过多导致此种故障频发，应仔细的检查各个触点。更应该定期检查，做好清洁防潮等工作，以杜绝此类故障的频发。
三、包装设备故障及其应对策略
质量检测功能故障和元器件故障是烟草生产机组故障中的两类。
在检测功能故障方面，设备经常会出现缺支或空头情况下的电路板信号灯常亮，拔下后重新接上则故障排除。但是当再次出现这样的情况时，上述故障再次出现，如此反复。出现此种故障的原因多是由于控制系统的复位功能失灵所引起的，通常出现这种故障，首先检查电路板上是否有烧毁的迹象，检查是否有元器件烧毁，通常先检查逻辑器和触发器。如有损毁，则更换完好的元器件就可修复，如果烧毁的元器件过多，则要更换一块新的电路板。
除了电路板信号灯出现故障以外，烟草生产包装设备在检测完整度方面也会经常性的出现一些故障，造成此类故障的原因多少由于接近开关的损坏，一般出现此故障就要全面的检查各个开关的完好程度，对于损毁的开关进行更换就可排除故障。另外，定期排查接近开关，也能尽早的发现问题，把设备的故障率尽量的降低。
包装设备元器件问题主要体现在机械骤停和无法复位等等。这些故障的排除主要围绕元器件的触点方面就可以解决。找到故障点以后，更换新的元器件就可排除故障。
四、常用卷包设备检测与诊断技术
卷接包设备在运行过程中较常遇到一些故障，以下几种方法可以快速地完成排故工作。
1.在线监测
在线监测是一种实时监测的技术，可以通过实时监测设备的运行状态，通过与设备正常工作状态的对比，进行判断该设备是否处于正常运转状态，如数据出现大幅变化，则说明该设备已经出现了故障。
2.关键部位振动检测
关键部位振动监测是通过实时监测关键部位的零部件的振动情况，对比设备运转时该部件的正常振动频率和幅度，来判断该设备是否出现了故障。
3.异常噪音检测
设备在正常运转时会产生一定的噪音，这是不可避免的。但是实践证明，设备正常运转时所产生的噪音和设备出现故障时所发出的噪音是不同的，因此通过监测设备运转时所发出的噪音对比设备正常运转时所发出的噪音，就会发现设备的异常。此种方法需要维修人员对设备有很深的了解，此法虽然通常不能精确定位设备的故障点，但是在实际运用中还是非常实用的。有经验的维修人员则可通过对设备运转时所发出的声音判断设备是否存在故障，甚至可以判断出故障点。
4.油样分析
设备在运转过程中，很多部件之间要频繁的接触，因此，是必不可少的，通过对设备内部的油样运用光谱技术进行物质分析，就可以判断出设备的运行情况和磨损情况，从而了解设备的运转情况。
五、结语
综上所述，随着我国整体科技的不断发展，烟草行业的设备革新是不可避免的，采用先进的自动化烟草设备取代老式的烟草设备是必然的。随之而来的就是自动化烟草设备的维护问题，快速的查到故障点，排除故障是十分必要的。只有这样卷烟生产才能不断适应社会环境变化，在“降焦减害”、“提税顺价”等行业环境变化下找准卷烟企业发展的立足点。
参考文献
第9篇：实验室自动化设计范文
为了能够克服传统生产实习方式的诸多不利因素，进行校内实习基地的建设就显得极其重要。石河子大学电气工程及自动化专业经过多年的建设和发展，已经逐步形成了具有专业特色的培养模式，特别是实践教学的培养模式，具有鲜明的电气工程专业的特点。石河子大学电气工程专业拥有电机学实验室、自动化综合实验室、电力系统综合实验室、继电保护实验室、高电压实验室、电力电子技术实验室、电气控制及PLC实验室、单片机实验室等专业实验室，同时还拥有电工、电子技术等基础实验室。各实验室设备先进，完全能够满足学生的生产实习的需要。现阶段大部分的实验室都只是满足课程实验的要求，但是实验仪器的功能远远没有发挥出来，为充分发挥利用实验台的使用效率，开发综合实验项目，这样不仅能够满足生产实习的要求，还可以为青年教师的成长提供可以发挥及锻炼的平台。
二、开发设计综合实验项目
1综合实验项目内容设置要求
综合实验教学是提高大学生综合专业素质的一个重要环节，能够有效地培养具有专业综合思维能力和综合处理问题解决问题的复合型专业技术人才。因此，电气工程综合实验教学内容设置应具备以下特点及要求。
1.1课程综合交叉性
生产实习是一次对学生大学四年来专业知识的全面检验实践的机会，因此与之紧密相关的综合实验的内容设计要体现各专业主干课程的特点，以及强电与弱点的紧密结合。课程内容的交叉、整合、综合，可以真正提高学生的综合素质，克服单一课程实验的课际界限，促使学生对各专业课程的重新认识、掌握和综合，并建立专业课程连续统一综合体。
1.2学生自主设计性
由学生完全自主设计组织实验内容，选择实验方案，确定实验仪器，指导老师只需确定实验的安全性及可靠性。这样可以克服学生的依赖性，促使学生不断的研究和探索，在实验的失败中不断寻找解决问题的方法，大大提高学生做实验的积极性和主动性，锻炼学生的综合素质。
1.3创新性
大胆鼓励学生勇于尝试的勇气，指导教师不轻易否定学生的实验，即使失败，只要找出失败的问题，并能够及时的修订实验方案，也达到了实验的目的。可以培养学生的创新设计思路，并能紧密联系工程实际，使学生敢于动手发现问题，不断提高学生的创新能力，培养具有国际竞争力的高素质人才。
2电力系统调度自动化综合实验设计实例
石河子大学机械电气工程学院的电力系统综合自动化实验室目前拥有武汉华工大电力自动技术研究所的WDT-Ⅲ型电力系统综合实验平台3台，以及PS-5G型电力系统微机监控试验台1台，是一个高度自动化的、开放式多机电力网综合试验系统，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，实现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化。设计综合实验如下。
2.1实验目的
（1）掌握电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能；（2）掌握了解电力系统调度的自动化。
2.2实验项目和方法
（1）电力网的电压和功率分布实验；（2）电力系统有功功率平衡和频率调整实验；（3）电力系统无功功率平衡和电压调整实验。同学们自己设计实验方案，拟定实验步骤以及实验数据表格。
2.3实验报告要求
（1）详细说明各种实验方案和实验步骤；（2）认真整理实验记录；（3）比较各项的实验数据，分析其产生的原因。
三、结束语
