自动化实验室实习参观报告
自动化2班朱晓彤
在开学后不久，学校便组织了我们大一新生进行实验室的参观，让大家进一步了解了学校设备装置以及各种实验仪器的相关属性。这次参观，虽然见到的只是些机械，但让我增长的见识却比一次旅游都要大的多。
大学自动化实验课是高等理工科院校学生进入大学后的第一门实践课程，是理工科学生系统学习基本实验知识、实验方法和实验技能的开端，是专业实验和毕业设计的基础。大学自动化实验课对提高学生素质具有举足轻重的作用。通过实验课的教学要达到提高学生的科学实验素质，培养具有创新精神和良好科学作风的目的。
自动化实验中心根据教育部精神，在教学改革中作了大量的探索和实践。为加强培养学生的自主性实验和研究性学习的能力，配合开放式自动化实验教学，中心树立了以学生为根本，以创新为目标，确立了以“人才培养为中心任务，教学工作为中心地位”的指导思想和以“以培养学生为本、以实践教学为主、以科研促进教学”的改革思路。将实验教学的定位与人才培养目标、培养模式、培养计划等相结合，保持相互间的协调一致。
按照学校和学院的总体部署，经过多方面的努力和改革，完成原定建设目标，构建了逐步提高学生创新能力的实践教学体系。
（1）已构建了由专业基础型实验、设计综合型实验和创新型实验三个层次分明、比例结构科学合理的与理论教学有机结合的实验教学体
系。合理调整实验项目，安排验证性实验、综合性实验和设计性实验的比例。通过独立设置实验课程，使实验课程系统化和规范化。增加开放实验内容，鼓励和引导学生自行设计实验、参与教师科研课题。鼓励学生利用实验室积极参与科研或学科竞赛活动，培养学生的创新能力。
（2）中心在充分利用第一课堂的基础上，合理利用第二课堂，拓展实验教学空间和途径，延长实践教学时间，解决实验教学时间不足的矛盾，提高学生实验动手能力和科学创新能力。注重引入新的实验技术和手段，采用启发式、探究式、开放式实验教学模式，拓展学生的知识领域，鼓励学生个性发展，培养学生创新能力，锻炼学生意志作风。
（3）实现了资源优化整合，加强统筹管理，面向全校11个相关专业以及校外兄弟院校，对校内外科学研究提供服务，发挥了实验中心的最大效益，促进了实验中心的建设和高水平师资的培养。
近两年来，中心先后投入750多万元新增建设机器人实验室、数控装备实验室，虚拟现实实验室，信息系统实验室、中央控制实验室、动力模型实验室、创新实验室等。包括原有的自控原理与计算机控制实验室、电力电子与电机拖动实验室、网络化运动实验室、网络化过程控制实验室、现代测试技术实验室、继电保护与数字调速实验室实验室、电力系统分析软件实验室、电力系统综合自动化实验室等共计15个实验室组成。
下面简单介绍一下我觉得与我们自动化相关性较强的实验室
电力电子及电机拖动实验
电力电子及电机拖动实验室作为电子系专业实验室，目的使学生掌握各种电力电子器件和各种电压转换的基本原理、对各种电机及其控制和调速方式有个感性的认识，对电力电子和电机控制电路的构成有一定的感性认识、熟悉其应用范围、数据处理等方法，并利用已有的电路进行相关的创新。在了解电力电子及电机拖动基本电路原理基础上，结合交、直流调速系统做相关的设计，增加学生的知识面，培养学生在电力电子和电机拖动系统等方向的基本理论研究和实际动手能力。
电力电子系统集成是当今电力电子技术研究的重要课题，引领电力电子技术朝集成化、标准化和模块化方向发展。电力电子数字控制平台正是在系统集成研究的大背景下展开的，进一步补充和完善系统集成理论研究内容，其研究的主要目标就是改变当前电力电子数字控制系统设计状况，缩短电力电子控制系统的开发周期，使它更符合电力电子系统集成发展的需要。目前，其研究内容主要为中、大功率电力电子应用系统或复杂电力电子装置提供集成化数控平台，如大功率有源滤波器、电力传动系统和再生能源发电系统等。 自控原理与计算机控制实验室
自动控制原理实验室主要任务是为我院的自动控制原理课程和计算机控制技术课程的实验课程提供教学场所，同时承担综合课程设计教学和本科生的毕业设计任务。自动控制原理实验室的实验教学可使学生巩固自动控制基础理论知识和计算机控制理论知识，培养学生
的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，启发学生的创新思维。实验设备用于学生的实验、实训，使学生掌握相关的知识结构，设计实验和观察实验过程。同时，为自动化专业乃至我系教师的实验开发、教学理论研究以及科研项目研究提供了一个良好的平台。
自动原理实验室是为电子信息类的自动化、电气工程自动化专业学习自动控制原理和计算机控制系统课程设置的专业基础实验室，开设与自动控制原理和计算机控制系统课程相关的实验、课程设计。实验室设备分为实验设备、开发研究性设备。 网络化过程控制实验室
在电气工程及其自动化专业所涉课程中,过程控制是一门重要的专业课程,它基于\"电路\"、\"模拟电子技术\"、\"数字电子技术\"、\"微机原理\"、\"自动控制理论\"、\"计算机控制系统\"、\"传感器与检测技术\"等诸多专业基础课,它把过程控制理论和设备结合得相当紧密,应用范围非常广泛。因此,大学过程控制课程实验室是该课程异常重要的一环。我们在网络化过程控制实验室六年的教学实践中,通过不断改进教学方法,使实验教学更贴近生产实际,加强了学生工程实际应用操作技能的锻炼。
随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，工业控制系统从简单、分散的控制系统发展到了复杂、大规模、全自动化的网络控制系统。以现场总线和工业以太网为基础的网络控制系统正在被越来越多的制造商所接受。然而，高等院校相关专业的学生却很少有机会进入工业现场实际体验网络控制系统的优越性及其对工业生产带来的
便利。为了向学生展示工业控制系统发展的新成果和网络控制系统的灵活性和多样性，借助罗克韦尔自动化实验室的软硬件设备和过程控制实验室的实验装置，设计了基于NetLinx架构的网络化过程控制实验平台，并在此基础上实现了校园网内的远程。
实验室中也有一些控制设备例如单片机、PLC、倒立摆等。 单片机
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。其具有以下特性：
1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。
2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；
3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障；
4、处理功能强，速度快。
5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品
6、控制功能强
7、环境适应能力强。 PLC
可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
一、电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
二、中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输
出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
三、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
四、输入输出接口电路
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
五、功能模块
如计数、定位等功能模块。
六、通信模块 倒立摆
倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检
验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。
此次的实验室之行给我带来了很多的感触。古往今来，任何科研无一不是经过实验的验证的，也可以说，实验是检验理论的唯一标准。作为一个大学生，我们决不能容忍自己死读书，读死书，只是在理论上去分析而缺乏实践。我相信：只要我们肯动手动脑，再辅之以勤奋和坚持，必能不断提高我们的实干能力，必能不断的创新，为我国的焊接事业发展与进步贡献出自己的一份力量。
