电动机正反转实训总结范文第1篇

关键词 顶岗实习 “DL”教学模式 PLC课程标准化、模块化

中图分类号：G642 文献标识码：A

Research and Implementation of PLC Courses to Meet the Needs of Internships

WANG Miao

（Changchun Automobile Industry Institute， Changchun， Jilin 130013）

Abstract This paper is the study of vocational students at the insistence of internships， how to complete the "PLC and motor control technology" lesson plans and curriculum standards， professional training programs re-enacted by school-enterprise cooperation projects. The course covers the principles of programmable controllers， communications applications and WinCC configuration software and profibus fieldbus. Innovative proposed "DL （Doing by Learning）" is the "work-based learning" mode. Teaching design and production of integrated automobile production training table make the curriculum standardization， modularity. Achieve professional and industrial docking， docking curriculum and professional standards， the teaching process and the production process of education and teaching methods butt. Achieve the service for working running school-enterprise cooperation mechanisms.

Key words internship； "DL" teaching mode； PLC curriculum standardization， modularity

1 高职高专院校办学特色的分析

企业急需培养掌握PLC电气控制技术理论和知识和技能的电气自动化专业的人才，为了使学生尽早接触到实际工作岗位的设备，更快地进步，高职高专学校始终坚持“校企融合，工学结合”的办学体制，以“不能满足企业人才培养的需要，就没有我们存在的必要”的办学理念为核心指导思想，以“应用型”人才培养目标为基础，不断深化课程体系改革，优化教学内容，强化内涵建设，实现对人才的“知识、能力、素质”全方面培养。学校利用学校与企业多年合作的契机，现在安排学生学习理论和实习的比例为1：1。使他们每天工作的同时回到学校学习自动化专业课程PLC与电机控制技术，再到实际生产线上不断应用，再不断学习、不断提高。

目前90%的学生在第三第四学期与企业签订了就业协议并且深入生产一线顶岗实习，要完成企业安排的正常八小时工作，还有的学生在外地实习。PLC与电机控制技术课程就是在第三、第四学期上课，让学生实习好、学习好，就是本文研究的重点，高职高专办学特色促成了课题组成员通过从理论和实践两方面对PLC与电机控制技术课程的教学研究，使顶岗实习的学生无论在理论上还是实践上都取得了优异的成绩，全面提升学生的就业竞争力。

2 校企合作，研发PLC校内实训台

2.1 PLC课程教学现状分析

以往PLC与电机控制技术课程分为理论教学和实践教学两部分，两者在教学上自成体系互不干涉。专业技术理论教学和实习教学分段实施，理论教师和实训指导教师各负其责在教学内容和教学方法等方面难以形成有机结合。教学过程中往往出现“各自为政” 和“相互推诿” 的现象。往往是重理论轻实践，理论教师往往是“一支粉笔一本书。”内容的讲解常常是“空” 而“虚”，给学生留大量作业，学生用大量的时间背程序，应付考试。实训内容更多的是简单验证理论结果，如一台PLC可编程控制器带一台三相交流异步电动机。或几个指示灯学生可以通过PC机进行编程，控制电动机正反转，或指示灯循环亮灭。所做的实训项目较少，学生印象不深。但现在学生下厂顶岗实习了，他接触到的是能生产出世界一流汽车的生产线，我们的教学方式和实训室的设备都远远满足不了顶岗实习学生对知识的渴望。

2.2 研发PLC校内实训台

任课教师走访学生实习单位，如一汽大众公司，针对汽车行业进行了调研，教师根据在生产第一线设备的研究，如焊装车间、总装车间的汽车输送线。调研结果是汽车制造行业每个工位之间是流水线生产，在生产线上各个环节都采用了PLC作为主控单元，同时用上位机WinCC监控和Profibus现场总线技术进行通讯。

通过对各个环节的电气设备硬件结构和软件编程进行了研究。结合在不同工厂、不同车间顶岗实习学生共同接触的自动化设备，就是汽车生产输送线。结合学生知识的循序渐进规律及全面性、课题组教师研制了来源于企业，又适合学校教学的PLC与电机控制技术实训台――汽车自动生产线实训工作台，本实训装置贴近工业现场要求，是典型的汽车自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动知识，整个实训台就是学生工作、控制的生产设备。

通过该实训系统的工作任务训练，能较好地锻炼操作者程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。突出强调技术的综合运用。实验室设备水平上了一个新的台阶，避免了过去教学与实际操作相脱节的教学局面。现在实验室是一周4天，8小时开放。满足了顶岗实习学生三班倒的工作、学习的需要。对在外地的同学以网络为载体，及时发送教学课件、实训台影像。教师制作、发送和批改和项目相对应的学习页，使外地学生也能同步学习。

3 课题研究的主要内容

PLC课程的项目与任务的设计即是教学内容的设计，它是课程设计思路和教学目标的具体体现。它即要符合企业和岗位技能需求，具有针对性，又要保持PLC知识的系统性与完整性。任课老师精选设计的每个实例项目要有一定的科学性、连贯性。由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务，并且这些实例课题既能方便学生的学习，提高学习效率又要包含工作现场，本课程预计设置10项目。

项目一，硬件系统安装及软件系统的使用。该项目来源于工厂的主控单元PLC，要求学生了解它的硬件结构，硬件组态、硬件调试。同时工厂大量使用STEP7软件，要求学生可以熟练使用该软件的位指令。

项目二，输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。

项目三，PLC软件程序控制伺服电机和步进电机驱动行车运行。

项目四，指示灯控制系统。工厂中还有很多指示灯，它们可显示不同的工作状态，因此对它们的控制也是学生必须掌握的。该项目来源于激光焊指示灯系统，有红黄绿三种指示灯，亮和灭各有不同的意义，闪烁的频率代表不同的工作状态。

项目五，PLC软件程序控制变频器、编码器使升降台变速运行。学生学会用PLC控制交流电机就掌握了工厂的大多数设备的控制原理。

前五个项目完成基本可以设计了一个完整PLC和电机的控制系统。以上项目为第一学期的学习内容。在此基础之上进行第二学期的学习内容。

项目六，机械手的设计，运用气动控制技术由PLC控制电磁阀使机械手按要求进行快速移动夹紧、松开动作。

项目七，堆垛解垛控制系统，用PLC的结构化程序处理复杂的控制任务，使学生学会在主循环组织块中多次调用功能块和功能。

项目八，PROFIBUS现场总线的应用。

学会应用通信模块选择调试好的任意两个系统模块，实现两个CPU315-2DP之间主从通信。

项目九，自动线加工系统模块上位机程序编写、调试。

熟练应用WinCC组态软件图形编辑器；掌握画面切换、显示画面窗口、动态设计等方法和步骤。

项目十，WinCC组态软件与Profibus现场总线的通信。

利用图形编辑器组态加工模块的画面，显示加工工位的计划值、实际值时间信息；完成加工模块的组态功能。能够进行上位机的控制及显示。

4 情景教学案例

现以输送滚床转台控制系统为例进行情景教学的案例进行说明：

4.1 转台站控制要求

输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。

4.2 教学方法比较

没有建造汽车自动生产线实训台之前输送辊床转台控制系统项目我们只能通过PC机用应用位逻辑指令编写一台电动机正反转程序。因为没有传感器的输入信号，转台站工作情景根本无从谈起。只能用仿真软件验证程序编写的正确与否。学生学习过程变成背诵程序过程。理论与实践严重脱节。现在课题组老师研制了与工作岗位控制系统一致的汽车自动生产输送线实训台，顶岗实习学生他们在工厂只是使用，但自己没有编过能直接控制减速交流电动机的程序，现在他们可以自己拆装转台站，这样对机械设备结构了解更深刻。可以对控制系统的硬件和软件按控制要求进行设计编程调试。同样是应用位逻辑指令可以编写多台电动机的顺序控制程序，所以学习兴趣大增。

4.3 本项目的知识点和技能点

（1） 掌握单相交流电动机的工作原理及继电器控制电动机原理。（2） 掌握S7-300PLC位逻辑指令。能够利用位逻辑指令构建转台站控制系统。（3） 具有转台站控制系统的构建、接线、编程、下载、调试的技能。（4） 学会操作汽车自动线设备的转台站。

4.4 转台站组成及功能

转台站由转速1300r/min、减速比1：50交流减速电机、电压DC24V、四路的继电器、额定电压DC10～30V、额定电流200mA、检测距离10mm的电感传感器1及检测距离4mm的电感传感器2、滚轮导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件组成。主要部件功能如下：（1）交流减速电机1：用来通过同步带/轮传动机构驱动滚筒转动。（2）交流减速电机2：用来通过驱动滚轮在导轨运行，达到转台旋转的功能。（3）继电器：用来控制辊床交流减速电机、转台旋转交流减速电机的启动/停止、正转/反转，当PLC输出信号给继电器线圈时电机运行。（4）电感传感器1：用来检测输送滚床出入口滑撬的位置，实现传输定位，当检测到滑撬物料时给PLC提供输入信号。（5）电感传感器2：用来转台旋转到位检测，当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。

4.5 软件设计（图1）

4.6 项目实施

4.7 评价过程

为了全面客观地评价每个同学项目完成的质量和总结成果，我们制作的自评、互评和师评表。每完成一个项目，就需要填写自评表、互评表。其中包括知识考评、软件编程、实际操作、项目验收、联系实际工作的创新点五大方面的考核。

5 总结

通过针对满足顶岗实习需求的PLC课程的研究与实施，使PLC与电机控制技术的课程设计、教学实施、教学管理贴近工厂实际上了一个新的台阶。使高职高专学生在坚持顶岗实习的情况下，理论联系实际，在很短的时间里很好地掌握PLC技术、WinCC监控软件、Profibus现场总线技术的知识。使学生具备了PLC常用指令的分析应用能力、PLC控制系统设计、安装、接线、调试及故障排除能力。分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。也充分满足了企业对顶岗实习学生实力的要求。在实践中使高职高专学生实践能力强的优势突显。目前学业完成的学生已在一汽大众、大连发动机、大连变速器、一汽解放公司、一汽技术中心、米其林轮胎、一汽丰越等多家国内外知名企业工作，成为企业电气设计维修的技术骨干。教学内容科学优化，进而为实习的岗位更好地服务。

吉林省高等教育教学研究课题：吉教高字【2012】45号

参考文献

[1] 胡健.西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版）.北京航空航天大学出版社，2011.9.

电动机正反转实训总结范文第2篇

【关键词】 实训机床设备;三相异步电动机;缺相起动;缺相运行;缺相保护

随着职业教育的快速发展,我院实训设备不断增加,机床达400余台;学生实训时的机床故障不断增多,特别是电器故障占大多数,其中电源开关的一极接触不良或断开、熔断器一相熔断、接线头接触不良或脱落、定子绕组一相断线等,都会造成三相异步电动机一相断电,称为缺相。本文结合作者的实际工作经验,对常用实训机床电动机的缺项故障进行了探讨。

一、缺相时的物理现象分析

三相异步电动机三相绕组通以三相对称的交流电时产生旋转磁场。当三相异步电动机在缺相时两相绕组串联通以两相交流电时,相当于单相绕组通单相交流电流,产生的磁场是一脉振磁动势,即该磁场轴线位置是固定的,而空间各点的磁势大小随时间变化而变化。脉振磁动势可以分解为两个等幅值、等转速、转向相反旋转的旋转磁动势F和F。这可以用图解法加以说明(如图1所示)脉振磁势的分解可用图示1的空间向量说明,空间向量F表示单相绕组的脉

振磁势,其幅值位置在空间固定不变,大小随时间脉振,在脉振过程中的每一瞬间都可以理解为两个旋转向量的相量相加,而且这两个向量大小相等、转速相同、转向相反,当脉振磁势的幅伯达最大时.两个旋转磁势的向量位置恰好与脉振磁势的向量重合或同相。这两个反向的旋转磁势F+和F-在空气隙中建立正转和反转磁场φ和φ。这两个旋转磁场切割转子导体,并分别在转子导体中感应电动势和感应电流。该电流与磁场相互作用产生正向和反向的电磁转矩T+和T--。T+企图使转子正转;T-企图使转子反转。这两个转矩叠加即为推动电动机转动的合成转矩T。

不论是T+还是T-它们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况一样的。若电动机沿正转磁场方向的转速为n,则对正转磁场而言,转差率S+=(n1一n}/ n1=S,而对反转磁场而言,转差率S-=(一n1一n}/ 一n1=2一S,即当S+= 0时,相当于S-= 2;当S=0时,相当于S+= 2 。T+和T-与S的关系曲线(如图2中两条虚线所示)三相异步电动机缺相状态下的T= f(S)曲线为T+= f( S)和T-=f (S)两条特性曲线叠加而成的。从图2可知,当转子静止时,正反向旋转

磁场以等速n 和反向切割转了绕组,在转了绕组中感应出大小相等而相序相反的电动势和电流,它们分别产生大小相等而方向相反的两个电磁转矩,使合成的电磁转矩为零。即n=O, S= 1,T=T++T-=0,说明没有起动转,因此三相异步电动机缺相时不能起动。这是因铁芯中有磁通,所以发出“嗡嗡”声响。

如果人为的使电动机转子向正常方向转动,正向磁场与转子的转差率S 处在10的范围,产生的转矩是正的,它拉着转子继续转动,此时是动力转矩;而反向磁场与转子转差率S 处在12的范围,产生的转矩是负的,它阻碍转子的转动,此时是制动转矩,只不过此时制动转矩较小,电动机有可能继续转动。

当有人使电动机转子反方向转动时,则正向磁场与转子的转差率S+处在12的范围,产生的转矩阻碍转子的转动,它成为制动转矩;反向磁场与转子转差率S-在10的范围,产生的转矩有助于转子的转动,它成为动力转矩,使电动机继续反转。由此可见,在这种情况下,电动机向两个方向转动的可能性从图2的曲线也可看出,只要电动机向某方向转动,S≠0时,动力转矩总是大于制动转矩,电动机能继续转动。至于能否在起动后升至额定转速,这取决与机械负载转矩与合成转矩T的大小之间关系,如果合成转矩大于负载转矩,则能。反之,则不能。

三相异步电动机在运行中,由于某种原因引起一相断电,此时电动机处于缺相运行,电动机转子上作用着两个电磁转矩,一个正向转矩拉着转子要使其继续转动,另外出现一个反向转矩起制动作用,使总的合成转矩减小,但只要电动机的电磁合成转矩还大于机轴上的阻力转矩时,电动机还是可以继续转动的,但是转速变慢。一般说来,假如三相异步电动机在缺相前以额定负载运行,并且电动机在正'常状况时的最大转矩倍数(最大转矩/额定转矩)大于2。那么在缺相后电动机将能继续运行。

如果三相正常运行的电动机带额定负载,一相断电后仍带同样的负载运行,转子电流和定子电流都将增大,此情况下约增大根号3倍。由于电流增大,转子损耗和定子损耗都会增加,电动机易过热,威胁定子绕组的绝缘,严重时甚至烧毁电动机。

由于反向旋转磁场的存在,三相异步电动机在缺相运行时定子电流中的无功分量增加,因而功率因数较低,效率也比三相运行时低。

二、三相异步电动机电源缺相保护

三相异步电动机电源缺相错相保护电路如图3所示。该保护电路采用一块厚膜集成电路TH221A组成三相电动机缺相和错相保护电路,不需要使用互感器,可直接通过降压电阻降压后,直接接上380V电压。通电后该装置处于工作状态,三相异步电动机起动时,三个降压电阻分别将三相异步电动机的信号通过TH221A厚膜集成电路1,3,5输入端送给取样电路,经过取样电路进一步降压和变换,再送给缺相判断电路和相序逻辑鉴别电路进行判断。

当相序正确且无缺相时,功率放大电路不工作,接在TH221A厚膜集成电路14和16脚绿色发光二极管发光,表示相序正确且无缺相,电动机运行正常。当相序不正确或有缺相时,相序逻辑鉴别电路或缺相判断电路将有信号输出,此时功率放大电路开始工作,它将相序逻辑鉴别电路或缺相判断电路送来的信号进行放大,并控制外接的直流继电器KA,使三相异步电动机的供电电源断电,同时接在TH221A集成电路15脚的红色发光二极管发光,表示相序有错误或有缺相情况发生。排除故障后,电动机方可正'常运行。外接的直流继电器KA和TH221A集成电路所要的直流电源,是相电压经电容降压、全波桥式整流、滤波、经电阻分压后,供给直流继电器和TH221A集成电路的,因此,整个保护装置线路简单,外接元器件少,可靠性高。由于TH221A厚膜集成电路将取样电路、相序逻辑鉴别电路、缺相判断电路、功率放大电路集于一体,因此性能可靠.而且外部接线比转简单。

三、结束语

三相异步电动机在缺相条件下无法自行起动,是因单相脉动磁场不能产生起动转矩,即起动转矩为零。运动状态下缺相的三相异步电动机,由于转矩不为零和较正'常时减小,因此有时能继续运行,但转速变慢,这不仅影响正'常生产,而且定、转子的温升会剧增,威胁绝缘甚至烧毁电动机,因此在使用或维修机床时应密切注意三相电流以防缺相,必要时应装设电源缺相保护装置,确保实训设备正常运行及快速维修。

参考文献

[1]欧阳三泰.三相异步电动机电源缺相错相保护电路电气应用

电动机正反转实训总结范文第3篇

[关键词] 教学方法 教学手段 教学因素

1.引言

《建筑电气控制技术》高职院校该专业领域的核心课程，作者认为讲授这门课程时，既要将该课程的基本内容和原理讲述清楚，又要重点讲解建筑工程中的电气控制，有的放矢；同时结合高职高专的人才培养目标，将理论教学与实践实训相结合，培养出服务岗位的技能型应用人才。鉴于此，在教学方法上，要针对此课程的不同部分内容的特点和难点，采取不同的教学方法和教学手段，理论教学和实训相结合，才能取得比较理想的教学效果[1]。

2.教学方法及教学手段的应用

2.1 继电器-接触器控制系统

这部分的教学方法主要采用项目教学法[2]、问题引导法。将相关元器件及涉及到的控制电路融入项目，即把项目划分为分解为多个任务，难点分散消化。授课过程包括理论部分和实训部分，理实结合，充分培养学生实践操作技能，在项目完成中获取知识与能力。例如项目“小车自动往返控制”，涉及到开关、熔断器、接触器等低压电气设备的介绍采用多媒体辅助教学的方法，通过电气控制现场的图片、视频、动画等形式为学生提供感性认识，并结合校内机床设备运行现场的参观，加深印象的同时，可以大大激发学生学习兴趣。一边动画演示元件结构和动作原理，一边现场拆卸，观察触头的动作情况，使学生掌握起来轻松而有效。项目所涵盖的点动、长动、正反转三个基本电气控制环节和规律的教学，遵循由简到繁的认知规律，采用问题引导的教学方法和多媒体辅助教学手段。如在点动控制任务的基础上，提出连续控制的要求引出反转控制；再提出往返、升降等控制要求引出正反转控制任务，最后为了满足功能完善、安全可靠的要求引出带机械及电气互锁的正反转控制，并通过动画演示控制过程。

2.2三相异步电动机的控制电路

电动机控制有十五个典型控制电路，单纯课堂讲授学生积极性不高，采用讨论法教学可以克服这一局限。学生分组，各组分配一个电路，要求组内讨论学习后，一位在黑板画电路图，一位讲解控制过程，教师点评补充。在分配任务时，对于程度稍差的组可以协商调换电路，降低难度，为该组成员建立自信提高积极性。后继布置“两台电机顺序启动、停止控制”和“时间继电器自动切换的星-三角起动控制”两个项目，学生也可以根据自己的掌握情况设计其他控制电路后进行安装接线和调试。学生自主性强[3]，不同层次学生都可以获得较足的学习动力，理论与实践实现两手抓。

2.3 可编程序控制器介绍

可编程序控制器（Programmable Logic Controller）的学习是个应用性很强的内容，设计思路灵活但又有规律可循，教学方法上仍以项目教学法、对比讨论法，多媒体教学手段。由于PLC内部存储单元在设计中的意义理解起来抽象，但与熟悉的继电器-接触器控制系统的概念有相似，因此利用多媒体将二者比较，并配以PLC应用实例的图片和视频，大大提高学生理解和接受程度。例如点动、长动、正反转继电器-接触器控制如何利用PLC实现控制的问题提出后，将所能涉及到的基本指令讲授完毕后，分别针对点动、长动、正反转控制任务中对比两个系统的异同，通过项目“小车自动往返PLC控制”和项目“小车自动循环往返PLC控制”培养应用技能，项目 “两台电机顺序启动、停止PLC控制”和“时间继电器自动切换的星-三角起动PLC控制”作为掌握经验设计法的巩固。状态设计法以选择典型、有趣的项目驱动教学，实现讲授-设计-调试-讲授循环教学过程，将新知识融入项目，让经验出于项目，以技能完成新项目。

2.4 典型建筑电气控制系统

典型建筑电气控制系统有“空调与制冷系统的电气控制”，“水泵和锅炉设备的电气控制”，“电梯的电气控制”，这部分教学内容系统性强，适合采用讲授法结合讨论法和参观法，并利用多媒体系统展示无法参观到的环节、集中展示多幅控制电路图片辅助课堂讲授。

3 其他教学因素的体会

3.1教学内容调整与顺序安排

采用项目法的教学内容，需要将旧有的内容重新调整，与项目内容紧密结合，要求教师对项目选择和教学内容有很高水平的把握，但是个人教学水平和时间的有限，教研组内甚至与相关教研组共同展开讨论确定项目及相关内容是比较合理的。

3.2知识条理性和关键词

《建筑电气控制技术》课程知识点多，涉及元件多，控制方法多，这三多容易使学生产生条理不清的感觉和厌烦情绪，因而在讲授过程中，注重将知识提炼，为学生提供清晰的思路和前后逻辑关系，并在每一个内容中总结出关键词为学生把握重点内容和核心内容有很大帮助。

3.3实训教学需要注意的几个问题

通过几年的实训指导，发现实训中有这样几个问题需要注意。一是分组要考虑学生自由组合的意愿，自由组合的气氛融洽，分工明确，团队协作程度高，但同时要注意个别组的调整，程度太低的组合容易在实训中受挫丧失信心；二是项目要求和任务要明确，每组保证一份最终设计方案，确保按图接线；三是下线的规律要反复引领和提示，以此培养清晰的思路和合理方法，在各组指导中仍以这一规律辅助检查线路、排除故障，可以提高效率；四是实训报告的内容要求完整性，重点总结实训中出现的问题、解决方法以及收获经验。

3.4情感教学的重要作用

让学生和教师成为朋友，学生认同教师，才能对教师所教的内容感兴趣，主动把教学内容变为自己的需要，从而加以内化成为自己的认知结构，这样才能使教师的教转化为学生的学，教和学才和谐，教师才能在学生发展过程中起到言传身教的作用[4]。情感教学是一种课堂内外相结合的教学，课内平等融洽与学生交流，不可盛气凌人居高临下，自身要做到礼貌和文明，以良好的师德为学生效仿榜样，积极评价和鼓励学生，对于取得的进步要及时给予肯定，帮助学生建立有力的自信心；课外以朋友的身份关心学生生活，了解学生兴趣爱好并经常参加学生活动。情感教育自然地融于课内外生活，建立朋友型师生关系，教和学则体现出以学生为中心、以情感为基调的和谐关系。

4.结论

教学过程是复杂而丰富的，科学合理的教学方法和手段能将繁杂的问题简单化、条理化，使得教学效果最大化，在教学中不断体会和总结各类教学因素探索更有效的教学方法、手段、模式是教育工作者应该长期坚持做的工作，为教育目标的奠定扎实的基础。

参考文献：

[1]冯荣,刘敏.浅谈高职高专《建筑电气控制技术》课程的教学方法[J].黑龙江科技信息,2009,(31):214.

[2]任魏娟.职业教育项目教学法研究[D].上海:华东师范大学,2011.

电动机正反转实训总结范文第4篇

关键词：语音识别；红外传感；障碍物探测

1 引言

随着社会的发展与科学技术的进步，人们对自动化的要求越来越高，在此背景下工业机器人因运而生。现在智能化的产品渗透在各个领域而且许多产品都已成为了大众消费品，因此研发智能汽车具有广阔的市场前景，无人驾驶的智能汽车是未来汽车发展的一个趋势。因此本文基于凌阳spce061a单片机利用红外传感与音制相结合实现小车的避障，可为人们设计完善的智能车提供新的想法。

2 智能车结构介绍

设计使用的小车是履带式小车，有承载能力强、抓地力强、行走平稳等优点。小车的两个后轮分别由两个直流电动机控制，通过控制电机的正反转就可实现小车的前进与转弯，可用4节5号电池为其供电。

3 spce061a的主要性能特点

spce061a是凌阳科技公司推出的一款16位单片机。spce061a在2.6v～3.6v工作电压范围内的工作速度范围为 0.32mhz～49.152mhz。2k字sram和32k字闪存rom，32位可编程的多功能i/o端口；两个16位定时器/计数器；低电压复位/监测功能；8通道10位模-数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式；双通道10位dac方式的音频输出功能。该单片机最大的特点就是具有语音识别模块，它可以方便高效地进行语音识别。

4 系统总体设计

基于小车和单片机的特点，本文设计出了红外检测障碍物和语音控制相结合的智能小车。以spce061a为核心处理器；选择l298n芯片驱动直流电机；并用红外线传感器探测障碍物，利用接收电路将检测到障碍物的信号反馈给单片机；单片机经过处理后发出语音提示（“前方有障碍物，请指示”），然后通过语音控制小车的行驶方向（如“左转”等）。小车系统如下：

5 电机驱动模块设计

由于本次设计使用的小车是由左、右两个电机通过正反转控制小车的行驶方向，因此可以采用h桥式电路实现，于是选择l298n驱动电路。 l298n是st公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46v；输出电流大，持续工作电流为2a；额定功率25w。内含两个h桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动两台直流电动机；采用标准逻辑电平信号控制。芯片n1、in2端口接单片机的iob1、iob2端口用于控制左电机。in3、in4端口接单片机的iob3、iob4端口用于控制右电机。控制状态如下表：

6 障碍物探测模块

红外线传感器探测障碍物的基本原理是利用物体的反射性质。在一定范围内，红外线遇到障碍物，经反射到达传感器接收端，接收端检测到这一信号后输出一个电平信号送给单片机。将传感器安放在小车的前部，探测前方的障碍物。电路原理如下图：

图中d1发射红外线，d2接收红外信号，out端口接单片机的ioa4端口。当d2接收到d1发射出经物体反射回的信号后d3发光，在输出端u01（lm567）的8脚（即out端口）输出低电平，单片机ioa4端口接收到信号，表明前方有障碍物。

7 语音控制系统设计

由于spce061a单片机自身带有语音模块，它的语音识别模块自带语音的api 函数，其中包括a2000 格式和s480 格式自动播放及手动播放的播放函数，s240、ms01 格式自动播放的播放函数、dvr 格式的语音录放函数和语音识别函数。可作为一个语音系统进行语音播放、语音录放和语音识别。因此利用单片机的语音识别模块，降低了音控小车的设计的难度，省去了电路的设计，简化了程序的设计。

用语音对小车进行控制，就必须让单片机识别发出的声音。因此语音识别主要分为“训练”和“识别”两个阶段。在训练阶段，单片机对采集到的语音样本进行处理，提取出特征信息，建立一个语音模型；在识别阶段，单片机对采集到的语音样本进行处理，提取出语音的特征信息，然后与已有的模型进行对比，如果二者相匹配，则输入的语音被识别，小车就会执行相应的命令。训练的命令依次为：前进-左转-右转-倒车-停车这五项简单命令。

8 软件系统设计

在软件编程方面我们采用c

语言与汇编语言相结合的编程方式。汇编语言具有直接和硬件打交道、执行代码效率高等特点。在本设计中用c语言做框架，在中断部分和对i/o端口的访问部分编制汇编子程序被c语言调用。这样设计出的程序不仅简单而且操作效率高。

避障小车在软件的设计方面总体分为：初始化、语音训练、语音识别、障碍物识别、重新训练五部分：（1）初始化部分：初始化操作将ioa4设置为上拉电阻输入，用于检测红外传感器探测到障碍物的信号。将iob1～iob4设置为同相输出，用于控制两个电动机的转动。（2）训练部分：单片机采集语音信息，然后建立语音模型。将训练成功的模型储存到闪存中，以后使用时会把存储在闪存中的模型调出来装载到辨识器中。（3）语音识别部分：单片机对采集到语音信息进行识别，识别后小车会语音告知相应动作并执行该动作。（4）障碍物识别：当单片机读取ioa4端口处于“0”状态时，表明前方有障碍物。小车停止前进，并进行语音提示（单片机通过喇叭发出“前方发现障碍物，请指示”的声音）。（5）重训操作部分：考虑到有时训练效果不佳，需要重新训练，因此设置了重新训练的按键（spce061a的 key3），并利用一个特殊的 flash 单元（0xe000 单元）设置为训练标志位，当此标志位为0x0055（该值由辨识器自动生成），说明已经训练过，该单元内容在擦除后为 0xffff，说明没有经过训练。通过循环扫描key3按键，一旦检测到此键按下，则将擦除训练标志位，当检测到训练标志位为 0xffff 时会重新对其训练。因此在程序的开始也会检测该标志位，判断是否训练过。系统主程序流程如图3：

9 结束语

本方案经过实践调试实现了小车在红外传感和语音相结合的控制下完成避障任务。红外识别模块能够较好的识别前方20cm处的白色障碍物；语音模块能够在较安静的环境下能清晰识别设定的五个指令。当然本次设计的智能小车还有很多需要完善的地方，可利用pwm资源对小车的车速进行控制，在车身周围增加传感器的数量，检测更多方向的障碍物，对小车进行精确控制等。

参考文献

[1]邱邵峰.凌阳十六位单片机原理及应用[m].西安.西安电子科技大学出版社，2011（1）.

[2]侯媛彬.凌阳单片机原理及开发[m].北京.科学出版社，2012.

电动机正反转实训总结范文第5篇

【关键词】任务驱动；学做合一；教学模式；电工技术实训

电工技术实训是电气自动化类的专业实践课程。在实训教学中，涉及到的课程有可编程控制器（PLC）、低压电器、电路、电机学等，同时要求学生具有较强的动手能力和操作技能。但在目前的教学中，面临的问题是部分学生基础差，学习的积极性不高。针对这种现况和该课程的实践应用性，我们以培养学生技能为目标，模M工作现场操作环境，老师们在实际操作中开展教学，让学生做到“做中学，学中做”，使学生在提高实践能力的同时获得相关的理论知识。

教学组在进行“任务驱动与学做合一”实训教学中，制定了实训流程。在任务的驱动下，学生按照流程进行实训，在分析、完成任务的过程中做到学做合一。以三相异步电动机延时正反转的具体项目为例设计流程图如图1所示。

1 “任务驱动与学做合一”教学总体目标设计

针对电工技术实训这门课程的特点，对课程任务进行项目化设计，以项目为载体，以任务为导向，将理论与实践相结合，使实训内容贴近工作实际，突出对学生专业技能的训练及职业素质的养成。

电工技术实训设计的项目内容有：低压电气控制实验、测量电路安装实验、基于S7-200PLC和触摸屏的三相异步电动机控制实验、变频调速实验等。比如在实施“基于S7-200PLC和触摸屏的三相异步电动机控制”实验时，该项目包含如下子任务：三相异步电动机正反转原理分析；PLC、触摸屏、断路器、熔断器、电机、热继电器、接触器等硬件如何外接线；工业触摸屏通讯设置；STEP7-MicroWIN V4.0、Wincc flexible 2008 sp4软件学习。这四个子任务打破了原有课程体系的知识点学习和章节安排，将实践技能融合于各工作任务中。学生通过对各任务进行分析，查阅，提出方案，解决问题，实现了“做中学，学中做”，提高了综合应用技能。

2 “任务驱动与学做合一”教学模式实施

以“基于S7-200PLC和触摸屏的三相异步电动机控制”为例，该实训内容是一个比较完整的工程实践项目，在教学过程中，采用“原理分析、元件认知、硬件设计、软件安装、软件编程、实训调试演示、实训答辩、总结及实验报告写作、考核评价”的模式组织教学。

工作任务是学生实训和教学讲授的结合。学生在进入实训室前要完成以下子任务：区分“正-停-反”和“正-反-停”电路在原理上的区别；掌握自锁、按钮联锁（机械）与接触器联锁（电气）电路等设计方法；学习PLC、触摸屏的工作原理、用法及通讯设置；认识熔断器、接触器、按钮等硬件，并掌握其端子外接线方法；学习软件STEP 7、MicroWIN V4.0、wincc flexible 2008 sp4。学生分组在实训室学习软件的安装、变量设置、通讯、编程设计等；设计PLC程序（注意自锁、互锁），设计触摸屏程序（注意变量设置方法）。学生通过两周的时间完成以上子任务之后，进入实训室，在老师的指导下完成接线、编程、调试、演示。在答辩及总结过程中，学生通过实训阐述、小组交流、大组交流的形式进行学习，这样可以掌握不同的设计思路，整体拓宽知识面。

3 “任务驱动与学做合一”教学方法与手段

近年来，淮南师范学院的办学目的是努力为基础教育和区域经济社会发展培养“实基础、强技能、重应用、能创新”的高素质应用型专门人才。因此为培养学生的应用技能，电工技术实训采取以“以工作任务为目标，以行动过程为导向”的教学手段，有效提高学生的学习的积极性，进而提高学习效率。在实训课上用具体的工作任务引领课题，在教学过程中，根据实际情况应用项目教学、小组讨论、情境教学、自主学习等方法完成教学活动。学生在这种方法的教学过程中会产生很多疑问，从而会激发进一步学习的兴趣，并且可以充分培养学生的动手操作能力及获取信息、处理信息的能力。

4 “任务驱动与学做合一”教学评价与考核

实训课程教学评价是培养技术应用型人才的重要教学环节，对课程的实施情况起到导向引领作用。经过两年的项目实践，制定了合理的教学评价体系，包含电气部分接线、梯形图程序设计部分、触摸屏程序设计部分、实验报告质量、答辩环节，每部分也都包含细致的评价标准。实训过程中，教师将大项目分成一个个子任务，在每一个子任务完成后，教师根据评价体系对学生的任务进行评定，并作出相关记录，帮助他们解决任务中需要解决的问题。在完成子任务的过程中，教师可以引导学生对知识点进行梳理，使学生在实践的同时加强专业理论知识的学习。通过教学评价，可以激发学生学习的积极性，也能检验课堂教学质量。

5 结束语

综上所述，在新时期应用型人才培养的过程中，电工技术实训课程采用“任务驱动与学做合一”的教学模式，使学生加深对相关课程理论知识的理解，全面掌握常用电气设备的使用、安装、检测与维护，电路故障的分析与处理，以便在今后的工作中能更好的使用PLC、变频器、触摸屏等设备。同时促进学生理论联系实际，锻炼学生的动手能力和工程实践能力；培养学生高度的安全意识、责任意识。

总之，淮南师范学院电气工程及其自动化专业近几年在电工实训课程中采用此教学模式，并逐步完善教学环节设计，在学生中取得了良好的反响，提高了教学质量和效率，真正实现了“做中学，学中做”的教学效果。

【参考文献】

[1]任晓丹.项目导向、任务驱动教学法在电力系统继电保护运行与调试教学中的应用[J].教育教学改革，2016（1）：19-21.

[2]林健新.电工电子实验教学现状及改革思路[J].中国科技博览，2009（13）：149.

[3]吴卫华.基于项目驱动式教学的电子商务应用型人才培养探索[J].中小企业管理与科技，2010（09）：262-263.