時(shí)間：2022-10-23 03:04:31
導(dǎo)語：在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)教學(xué)研究
Abstract: the course of computer control technology in electric information engineering major is one of main professional courses, the teaching practice exploration is very necessary. In the course of computer control technology characteristics, from the experimental teaching, curriculum design and other aspects of practice and probes into the contents, adopting flexible mode of practice teaching reform, the cultivation of students' independent ability to analyze and solve problems, in order to deepen the teaching reform had beneficial attempt, obtained the good teaching effect.
Key words: computer control technology practice teaching construction and teaching research
中圖分類號：G420文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域中，人們廣泛地使用計(jì)算機(jī)作為控制器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論后發(fā)展起來的理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的一門交叉學(xué)科，它是高等學(xué)校中自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的一門重要的專業(yè)主干課程。學(xué)習(xí)本課程應(yīng)從工程技術(shù)角度出發(fā)，要注重理論與應(yīng)用結(jié)合、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)結(jié)合，注重系統(tǒng)性和實(shí)用性，要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)掌握如何利用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程的基本原理，并基本掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法及計(jì)算機(jī)在工業(yè)過程控制應(yīng)用中的各種技術(shù)。本課程的特點(diǎn)是理論和實(shí)踐是密切聯(lián)系的，由于本課程的這種特點(diǎn)，使得學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)階段很難領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的精髓，并將其應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，本課程實(shí)踐教學(xué)是幫助學(xué)生學(xué)好這門課程的一項(xiàng)重要手段。
一、目前課程教學(xué)中普遍存在的問題
學(xué)生在完成計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程學(xué)習(xí)之后，一般應(yīng)掌握本課程介紹的基本原理，完成簡單計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、編程和調(diào)試工作。但是，大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后，仍無法完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作，主要存在以下幾個(gè)方面問題：
(1)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門多學(xué)科、多課程相關(guān)、實(shí)踐性強(qiáng)的課程。目前的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教材，在內(nèi)容設(shè)置上或是偏重于理論分析或是以單片機(jī)和其他接口芯片為基礎(chǔ)，討論系統(tǒng)的構(gòu)成和相應(yīng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的一般步驟，按這類教材組織教學(xué)，學(xué)生難以在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)全面掌握該課程的主要內(nèi)容，從而制約了學(xué)生應(yīng)用課程知識解決實(shí)際問題的能力。
(2)學(xué)生缺乏面向工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)生能學(xué)好課程的書本內(nèi)容，通過課程理論考核沒有問題。但是一旦遇到實(shí)際問題，他們往往不能從問題本身出發(fā)，而從書本出發(fā)，導(dǎo)致難以綜合運(yùn)用解決實(shí)際問題。
(3)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)不能有機(jī)結(jié)合。有的高校實(shí)驗(yàn)條件差，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合性操作訓(xùn)練項(xiàng)目，實(shí)踐學(xué)時(shí)少等極大限制學(xué)生實(shí)踐能力的提高。課堂理論教學(xué)過程枯燥，學(xué)習(xí)效果差。
二、實(shí)踐教學(xué)的探索
目前社會(huì)對高等學(xué)校工科專業(yè)畢業(yè)生的知識能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其是實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面提出了新的要求，原有的實(shí)踐教學(xué)模式已不能培養(yǎng)符合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展與市場經(jīng)濟(jì)需求的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用型人才，很多高校傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)都是附屬于理論課而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)。近年來高校擴(kuò)招后高等教育向大眾化發(fā)展，學(xué)生面臨著較大的就業(yè)壓力，直接反映在畢業(yè)生就業(yè)方面，要擺脫所面臨的困境，就必須培養(yǎng)社會(huì)所需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、真正具有工程意識和一定創(chuàng)造性的應(yīng)用型人才。
加強(qiáng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的探索很有必要。下面從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)和其他的實(shí)訓(xùn)輔助教學(xué)環(huán)節(jié)出發(fā)，探討如何提高課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。
2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索
實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段，因此多數(shù)學(xué)校選擇了最基礎(chǔ)的且有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。然而一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又多是驗(yàn)證性的，專業(yè)所需的實(shí)踐能力、工程意識與創(chuàng)新精神得不到系統(tǒng)的培養(yǎng)與訓(xùn)練。2.2 課程設(shè)計(jì)教學(xué)之探索
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，它對幫助學(xué)生全面深入地掌握課程教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。本課程設(shè)計(jì)的目的是通過解決某個(gè)實(shí)際問題，鞏固和加深計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識解決實(shí)際問題的能力，基本掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析能力，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。
目前多數(shù)學(xué)校在課程設(shè)計(jì)時(shí)采用的方法是在計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，完成一些綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目，比如在TD-ACC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上可以完成基于8088微處理器的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等設(shè)計(jì)課題。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的框架固定，可選范圍有限。
針對課程設(shè)計(jì)，我們擬以單片機(jī)為控制器完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，融合Matlab和Protues等軟件。利用Matlab在建立控制系統(tǒng)模型的優(yōu)勢，以Matlab軟件作為課程設(shè)計(jì)的理論仿真平臺，加深學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制理論的理解和應(yīng)用。另一方面，在Proteus平臺和Keil軟件的支持下，學(xué)生可以完成系統(tǒng)從芯片選擇、電路設(shè)計(jì)、程序編寫、調(diào)試、仿真運(yùn)行的整個(gè)過程，可以鍛煉學(xué)生解決問題的能力。因此我們設(shè)計(jì)了基于Protues的單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、倉庫溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)課題，作為對原有課題的補(bǔ)充，解決了原有實(shí)物設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不足，拓寬了課程設(shè)計(jì)范圍。
2.2 重視輔助實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的探索
高等工科學(xué)校是培養(yǎng)社會(huì)所需要的有一定理論知識、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、具有工程意識和一定創(chuàng)造性的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，因此，要完成這一培養(yǎng)目標(biāo)，我們就必須重視實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。我們學(xué)院不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與管理改革，創(chuàng)立了創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地，以綜合、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)為主，實(shí)訓(xùn)形式豐富多樣，有綜合性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、實(shí)物制作與競賽，并不斷加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地和課程教學(xué)的聯(lián)系，目前實(shí)訓(xùn)基地已經(jīng)有專人管理，走上了規(guī)范化的教學(xué)管理軌道。
為配合本課程，我們學(xué)院組織一些動(dòng)手能力強(qiáng)、有興趣的同學(xué)成立實(shí)訓(xùn)小組，利用課余時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)，指導(dǎo)教師只給出訓(xùn)練項(xiàng)目的基本要求、所要實(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元件選用、PCB板制作、焊接工藝和電路調(diào)試等環(huán)節(jié)，均由學(xué)生獨(dú)立完成，以加強(qiáng)學(xué)生的工程意識與實(shí)際應(yīng)用能力，并要求學(xué)生對一些課題的設(shè)計(jì)制作具有創(chuàng)新性。學(xué)生還通過到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的企業(yè)實(shí)習(xí)、參與教師所承擔(dān)的工程課題工作等，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，如完成智能溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、循環(huán)溫度檢測儀等項(xiàng)目。盡管這種形式靈活的環(huán)節(jié)目前面向的學(xué)生人數(shù)不是很多，但是結(jié)出了甜美的果實(shí)。經(jīng)實(shí)訓(xùn)基地訓(xùn)練的一批學(xué)生獲得了優(yōu)良成績，我院學(xué)生于近幾年連續(xù)在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)等競賽中獲獎(jiǎng)。
1主要控制功能需求
1.1變配電系統(tǒng)
1.1.1遙測、遙信對象附樓配電室技術(shù)屏低壓I段主供回路、附樓配電室技術(shù)柜低壓II段備供回路、附樓配電室動(dòng)力屏低壓供電回路、新聞網(wǎng)配電柜低壓I段主供回路、新聞網(wǎng)配電柜低壓II段備供回路、動(dòng)力站新聞網(wǎng)低壓I段送電回路、動(dòng)力站新聞網(wǎng)低壓II段送電回路、動(dòng)力站全臺網(wǎng)低壓I段送電回路、動(dòng)力站全臺網(wǎng)低壓II段送電回路。
1.1.2遙測信號每個(gè)供電回路線電壓：Uab、Ubc、Uca；相電流:Ia、Ib、Ic；電源頻率:PF；功率因數(shù):cosφ；有功功率:P3；視在功率:S3；無功功率Q3；有功電度kWh；無功電度kVarh。
1.1.3遙信信號每個(gè)供電回路分閘信號、合閘信號。
1.2通風(fēng)空調(diào)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)
1.2.1遙信、遙控對象排風(fēng)機(jī)1#、排風(fēng)機(jī)2#、排風(fēng)機(jī)、1#回風(fēng)機(jī)（備用）、2#回風(fēng)機(jī)（備用）、3#送風(fēng)機(jī)、3#回風(fēng)機(jī)、4#送風(fēng)機(jī)、4#回風(fēng)機(jī)、5#送風(fēng)機(jī)、5#回風(fēng)機(jī)、1#送風(fēng)機(jī)、2#送風(fēng)機(jī)、1#回風(fēng)機(jī)、2#回風(fēng)機(jī)、1#送風(fēng)機(jī)（備用）。
1.2.2遙信信號允許自動(dòng)信號、停止/運(yùn)行信號、熱繼電器故障信號、起動(dòng)故障信號。
1.2.3遙控信號起動(dòng)信號、停止信號。
1.3遙控信號發(fā)出當(dāng)遙控信號發(fā)出后，風(fēng)機(jī)實(shí)際未動(dòng)作，經(jīng)過延時(shí)后，發(fā)出操作故障信號，彈出報(bào)警窗口。
1.4日報(bào)表功能每日每小時(shí)記錄一次所有供配電回路負(fù)荷情況，并附報(bào)表打印輸出。
1.5供電回路負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)查詢以歷史趨勢圖形式查詢，可按10min，任意時(shí)間段進(jìn)行歷史負(fù)荷查詢。
1.6風(fēng)機(jī)控制記錄查詢以歷史趨勢圖形式查詢，可按10min，任意時(shí)間段查詢風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
1.7報(bào)警事件查詢熱繼電器故障信號、起動(dòng)故障信號查詢。
1.8操作事件查詢對操作事件情況進(jìn)行查詢。
2控制系統(tǒng)開發(fā)
2.1色彩選擇金屬灰為背景，藍(lán)色、黑色為字體主色，紅色為強(qiáng)調(diào)。
2.2操作以菜單為主，按鈕為輔，主系統(tǒng)圖設(shè)置人性化開關(guān)點(diǎn)擊等靈活多樣的操作方式。
2.3主要畫面設(shè)置低壓配電系統(tǒng)圖、低壓系統(tǒng)遙測、日報(bào)表、風(fēng)機(jī)控制、風(fēng)機(jī)控制記錄、事件查詢、報(bào)警查詢、用戶管理、登陸、注銷、退出。開發(fā)主界面如圖2。
3主要控制界面開發(fā)
3.1低壓配電系統(tǒng)圖不帶電狀態(tài)下為綠色，帶電狀態(tài)下為紅色；在畫面上顯示相電流：Ia、Ib、Ic；所有開關(guān)柜斷路器位置均設(shè)置有透明按鈕，點(diǎn)擊后打開各開關(guān)詳細(xì)的遙測畫面；所有開關(guān)柜均判斷開關(guān)分閘/合閘狀態(tài)，并根據(jù)判斷情況進(jìn)行紅綠色顯示（如圖3）。
3.2低壓遙測畫面主要顯示每一開供電負(fù)荷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括線電壓：Uab、Ubc、Uca，相電流：Ia、Ib、Ic，頻率PF，功率因數(shù)cosφ，有功P3，無功Q3，視在功率S3，有功電度kWh，無功電度kVarh及斷路器狀態(tài)；用棒圖形象顯示負(fù)荷情況；用歷史趨勢圖顯示負(fù)荷情況（如圖4）。
3.3日報(bào)表查詢每天每小時(shí)記錄一次三相負(fù)荷電流形成日報(bào)表，并計(jì)算一天中的最大值、最小值、平均值?？刹樵兠恳惶斓娜請?bào)表，達(dá)到900操作權(quán)限可對報(bào)表進(jìn)行打印、刪除等操作。
3.機(jī)控制達(dá)到800操作權(quán)限，可進(jìn)入風(fēng)機(jī)控制畫面。畫面設(shè)置16臺風(fēng)機(jī)操作功能區(qū)；當(dāng)就地/集中操作開關(guān)處于就地操作時(shí)，計(jì)算機(jī)不進(jìn)行集中操作，但可對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遙測；當(dāng)就地/集中操作開關(guān)處于集中操作時(shí)，計(jì)算機(jī)可進(jìn)行集中起動(dòng)/停止操作，并對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遙測。
3.5風(fēng)機(jī)控制記錄采用歷史趨勢圖，對風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行記錄，可查詢每臺風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行10min查詢，參數(shù)查詢，定義記錄筆查詢。
4總結(jié)
關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；課程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0281-02
一、引言
《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是計(jì)算機(jī)、信息和控制類專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程將自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，具體而言，就是通過計(jì)算機(jī)替代傳統(tǒng)的控制器構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制算法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)正由集中的模擬控制體系加速向開放的數(shù)字控制體系發(fā)展。越來越多的控制系統(tǒng)正采用計(jì)算機(jī)來取代傳統(tǒng)的控制器。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、效率高、安裝和維修簡便以及靈活性和可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源共享，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。這類日益廣泛的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已在各類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、交通系統(tǒng)、無線通信、機(jī)器人、智能建筑、國防等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)本身所具有的特性，要求相關(guān)專業(yè)人員在了解并掌握工業(yè)計(jì)算機(jī)的軟件、硬件以及設(shè)備的基本原理和方法的基礎(chǔ)上，將被控對象、傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)接構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，完成預(yù)定的任務(wù)。
本門課程是在開設(shè)了《匯編語言》、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《自動(dòng)控制原理》及《電路電子技術(shù)》等先修課程后，再為學(xué)生開設(shè)?！队?jì)算機(jī)控制技術(shù)》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，學(xué)生只有通過本課程的理論學(xué)習(xí)，在掌握了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，動(dòng)手構(gòu)造有關(guān)電路并上機(jī)調(diào)試設(shè)計(jì)的程序，才能充分領(lǐng)會(huì)、理解并掌握教材中的內(nèi)容。
二、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中都是以教師為中心，教師的主要任務(wù)就是在課堂上以生動(dòng)的語言來進(jìn)行知識的傳播，學(xué)生則在教學(xué)過程中處于一種被動(dòng)的認(rèn)知和接受的位置?！队?jì)算計(jì)控制技術(shù)》課程通常采用理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)，課堂講解傳授理論知識，實(shí)踐教學(xué)幫助學(xué)生認(rèn)知、提高應(yīng)用能力。但以往的教學(xué)普遍以課堂教學(xué)研究為重點(diǎn)，而對學(xué)生進(jìn)行有效的試驗(yàn)實(shí)踐研究不夠重視。尤其傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)通常是以驗(yàn)證為主的實(shí)驗(yàn)方法，一般只要求學(xué)生根據(jù)試驗(yàn)原理總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而這些試驗(yàn)現(xiàn)象都是一種必然的結(jié)果，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法往往可以使學(xué)生取得一些深層次的認(rèn)識或體驗(yàn)，但是對學(xué)生分析與綜合設(shè)計(jì)能力、整體創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍然不夠。達(dá)不到提高學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新和應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)[1]。因此，對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革迫在眉睫。
三、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
1.重新編寫與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。試驗(yàn)教學(xué)的改革從編寫新的試驗(yàn)指導(dǎo)書開始，新的試驗(yàn)指導(dǎo)書既與選用教材又與試驗(yàn)設(shè)備相配套。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的改革主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，增加學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)步驟的部分。具體而言，在試驗(yàn)指導(dǎo)書中只需提出實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)、功能要求和性能指標(biāo)，然后由學(xué)生獨(dú)立完成所需要的試驗(yàn)步驟。只提實(shí)驗(yàn)要求，能夠改變學(xué)生只按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟而不加思考的狀況[2]。第二，由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。試驗(yàn)的結(jié)論都是由試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出來的，所以要求學(xué)生能夠完成試驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)，且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過程等所有工作也都由學(xué)生自己完成。第三，增加一些加寬、加深的試驗(yàn)內(nèi)容。由于學(xué)生的試驗(yàn)?zāi)芰Σ惶幱谕粚哟?，所以需要為那些基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。
2.減少驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師要從教授實(shí)驗(yàn)方法、檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)學(xué)生完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共同分析、解決實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)難題。這樣就給學(xué)生造成了一種學(xué)習(xí)壓力，促使其提高學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，使學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向自覺的研討。在試驗(yàn)內(nèi)容的安排上，要減少驗(yàn)證性的試驗(yàn)內(nèi)容并相應(yīng)增加綜合性的試驗(yàn)。除個(gè)別規(guī)定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，不給定實(shí)驗(yàn)電路圖，不指定詳細(xì)的接線步驟，完全由學(xué)生在掌握現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源的前提下設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路。在程序設(shè)計(jì)上也要強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的主觀能動(dòng)作用，除專門規(guī)定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，不指定詳細(xì)的編程步驟，不給定詳細(xì)的流程圖和實(shí)驗(yàn)程序，對學(xué)生完全開放，由學(xué)生自主地編寫相應(yīng)的程序。同時(shí)學(xué)生也可以自由發(fā)揮，去做自己想做的不受教學(xué)內(nèi)容局限的實(shí)驗(yàn)[3]。根據(jù)一直以來的教學(xué)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)課上的時(shí)間還不足以滿足同學(xué)門的實(shí)踐需求。這就要求實(shí)驗(yàn)室除進(jìn)行計(jì)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)之外，還應(yīng)滿足學(xué)生自由進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求。為此，采取了開放式的實(shí)驗(yàn)室管理辦法，將空閑實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放。學(xué)生可以根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源，自己擬定試驗(yàn)?zāi)康囊约邦A(yù)期試驗(yàn)結(jié)果，并設(shè)計(jì)構(gòu)造相關(guān)的試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)步驟。并且鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好自由地去做想做的實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求都會(huì)有所不同，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.組織學(xué)生參加課外興趣小組。以上討論的都是課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了規(guī)定的課程實(shí)驗(yàn)之外，教師還要組織對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)感興趣的同學(xué)成立計(jì)算機(jī)控制技術(shù)興趣小組。這種興趣小組可以讓同學(xué)們自由發(fā)揮，比如，對新技術(shù)理論感興趣的同學(xué)，可以在教師的指導(dǎo)下圍繞最新技術(shù)收集資料，探索科學(xué)研究的前沿，成立討論小組，并開設(shè)專題報(bào)告，從而增加自己的閱歷；對設(shè)計(jì)感興趣的同學(xué)，可以提供基本的原材料，讓學(xué)生開發(fā)和研制一些實(shí)用的科技小產(chǎn)品。這種做法的最大好處就是帶動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生能夠感到學(xué)習(xí)也是一種樂趣，同時(shí)還能讓同學(xué)在無意識之中鞏固了理論知識，并將理論應(yīng)用到實(shí)踐，提高了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。興趣小組成立后，在興趣小組中選取一部分優(yōu)秀作品，根據(jù)作品的創(chuàng)新性和實(shí)用性，指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)校級甚至更高級別的學(xué)生科研課題。對于有課題的教師，可以讓部分優(yōu)秀同學(xué)加入到教師的科研課題中，讓同學(xué)盡早地接觸科研活動(dòng)的整個(gè)過程，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。然后再從學(xué)生的科研課題中選拔優(yōu)秀的項(xiàng)目參加設(shè)計(jì)大賽，比如電子設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾智能車大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等，這些競賽活動(dòng)使學(xué)生受益非淺，從學(xué)生被動(dòng)地要求做實(shí)驗(yàn)，到學(xué)生主動(dòng)地要求進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，加深了對課本知識的理解與融會(huì)貫通，學(xué)到了許多書本上所學(xué)不到的東西，培養(yǎng)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。
四、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果
1.激發(fā)了學(xué)習(xí)積極性，提高了自學(xué)能力。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的設(shè)計(jì)內(nèi)容都是根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的最新案例自行設(shè)計(jì)的。這些案例在學(xué)生身邊都能經(jīng)常地接觸到，也是學(xué)生非常感興趣而又特別好奇的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，這可使學(xué)生感到所學(xué)內(nèi)容跟得上時(shí)展的需求并具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值，學(xué)習(xí)積極性能夠得到進(jìn)一步的提高。由于部分實(shí)驗(yàn)是考查學(xué)生的自學(xué)能力，無法在課本中找到現(xiàn)成的答案，只能通過所學(xué)到的理論知識并查閱相關(guān)資料才能解決，從而促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)和自主思考的能力。
2.培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生不用思考也不需思考，只是按照已知的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，只是一個(gè)被動(dòng)的接受者，很難談得上訓(xùn)練創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。而將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體，改變學(xué)生從書本出發(fā)而不是從問題本身出發(fā)的思路，擺脫書本的束縛。讓學(xué)生從查閱資料開始，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)、編寫控制算法程序、調(diào)試系統(tǒng)、選擇參數(shù)、直到得到最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這種創(chuàng)造性的工作中，給他們提供了一個(gè)自由想象和大膽創(chuàng)新的空間，激發(fā)了他們的創(chuàng)新欲望。實(shí)驗(yàn)把動(dòng)腦和動(dòng)手有機(jī)地結(jié)合起來，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
3.提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。實(shí)踐是創(chuàng)新之源，工程實(shí)踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力才是工科教學(xué)的重點(diǎn)之重點(diǎn)3]。由于編寫了新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須考慮各部件之間的電路連接、相互控制、整體配合等細(xì)節(jié)，需要通過不斷的摸索，總結(jié)出一套行之有效的辦法。在這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生通過對相關(guān)資料的歸納、整理，對實(shí)驗(yàn)過程做有效的梳理，認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐中出現(xiàn)問題的原因和解決問題的方法，充分地認(rèn)識設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，為探索更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方案，為今后的工作實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)，從而使學(xué)生不論是從知識的積累上還是能力的提高上都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極大的飛躍[4]。
五、結(jié)論
通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的改編，提倡學(xué)生自己編程做計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)，這激發(fā)了學(xué)生的興趣，增強(qiáng)了學(xué)生自主思考、綜合運(yùn)用知識的能力，提高了學(xué)生分析問題解決問題的能力，訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，取得了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。隨著學(xué)科建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的發(fā)展，一些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)到位，如過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、倒立擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)等，我們將逐步把這些設(shè)備與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，開發(fā)更加先進(jìn)、更具有實(shí)際意義的新實(shí)驗(yàn)，為感興趣的學(xué)生提供縱深發(fā)展的機(jī)會(huì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬常旺，林衛(wèi)星，謝建軍.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，（2）：125-128.
[2]孫堅(jiān)，王強(qiáng).寬口徑培養(yǎng)模式下《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的教改與實(shí)踐[J].中國電力教育，2013，（28）：130-131.
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制；理論教學(xué)；考核方式
作者簡介：張立富（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150080）
基金項(xiàng)目：本文系黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2011C112）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0148-02
“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”以控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用了傳感與檢測技術(shù)、PLC技術(shù)、工程技術(shù)、電機(jī)測控技術(shù)、單片微控制器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，其核心是微電子控制技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備信息化及生產(chǎn)過程自動(dòng)化的專門學(xué)科。[1]近年來，企業(yè)對計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的應(yīng)用人才需求很大，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展對高層次人才培養(yǎng)的需求，各高校都在積極尋求“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程教學(xué)改革的有效方法和手段，加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。由于“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，因此，對理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)、考核方式進(jìn)行探討、研究和實(shí)踐顯得尤為重要。
一、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程現(xiàn)狀分析
在“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”教學(xué)實(shí)踐中，存在的主要問題有：
1.理論學(xué)時(shí)數(shù)多，實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)少
目前，“理論課+實(shí)驗(yàn)”是被各高校所普遍采用的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”傳統(tǒng)教學(xué)模式，課堂教學(xué)往往占主導(dǎo)地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)起輔的作用。這就直接導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)到和掌握的理論知識較多，但真正面對實(shí)際系統(tǒng)的時(shí)候仍然是一片茫然，而如果盲目減少理論學(xué)時(shí)數(shù)又會(huì)影響課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單調(diào)
當(dāng)前，在大部分高等院校所開設(shè)的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)中，通常是演示性的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)居多，比如A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、PID控制實(shí)驗(yàn)等，而開發(fā)性較強(qiáng)的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)置偏少。學(xué)生通常對于簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地掌握，效果也較好，而在進(jìn)行獨(dú)立的綜合性系統(tǒng)開發(fā)時(shí)顯得一片茫然，無法將學(xué)到的理論知識有效地轉(zhuǎn)化為實(shí)際的動(dòng)手能力。
3.考核方式不能客觀地反映學(xué)生的能力
該課程傳統(tǒng)的開卷考核方式和閉卷的考核方式都對課本的依賴程度較高，學(xué)生往往可借助死記硬背的方法就能獲得較高的分?jǐn)?shù)。而對于那些平時(shí)善于獨(dú)立思考，具有創(chuàng)新意識，興趣點(diǎn)在于解決實(shí)際問題的學(xué)生來說顯然是不公平的，這是因?yàn)樗麄儾幌矚g死記硬背，取得的成績自然也不是很理想。顯而易見，這種單一靠一張?jiān)嚲韥碓u價(jià)學(xué)生的考核方式存在的弊端較大，更不能如實(shí)地反映一個(gè)學(xué)生的真實(shí)能力和水平。
二、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)改革
1.進(jìn)行理論教學(xué)改革，注重對學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)
課程改革除了優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容之外，教學(xué)方式、方法的改革也很重要。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，單純的繼承型、守業(yè)型人才已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需求，未來的人才應(yīng)以能夠獨(dú)立思考、善于進(jìn)取、有創(chuàng)造性思維為基本特征，并能夠順應(yīng)新形勢的發(fā)展、變化。[2]
（1）重視教學(xué)目的和要求。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程的教學(xué)目的和要求，這就決定了在教學(xué)過程中基本概念、基本規(guī)律的講授形式。在講解計(jì)算方法時(shí)，除了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，還可以借助計(jì)算所得的結(jié)果使學(xué)生更好地理解和掌握基本概念或基本規(guī)律。
（2）采用多種教學(xué)方法，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)非常密切地與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，枯燥的概念比較多，因此授課教師所采用的教學(xué)方法是否合理必然會(huì)影響教學(xué)效果的好與壞。[3]筆者根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)、課程的特點(diǎn)、學(xué)生的知識基礎(chǔ)和心理特征，以及其自身的特點(diǎn)，采用多樣化的教學(xué)方法大大降低了“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”的教學(xué)難度，所講授的內(nèi)容也就更容易被學(xué)生所理解。
積極運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。該方法將“理論教學(xué)、學(xué)生自學(xué)和獨(dú)立實(shí)踐”有機(jī)結(jié)合在一起，以集教學(xué)和實(shí)訓(xùn)為一體的實(shí)訓(xùn)室為載體，以小組為單位，由實(shí)際問題入手，通過技能訓(xùn)練引出相關(guān)的知識和理論，給出明確的學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)找到解決問題的思路，最后通過獨(dú)立動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)一步加深對于概念的理解和掌握，同時(shí)相關(guān)的技能也獲得了提高。這種教學(xué)方法將理論知識的實(shí)用性放到首位，徹底打破了傳統(tǒng)的先理論后實(shí)踐的教學(xué)模式。
積極采用探究式教學(xué)法。在教師的指引下，讓學(xué)生對當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容中的主要知識點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、深入探究并輔之以小組合作交流或討論，這種教學(xué)模式既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，還可以幫助學(xué)生更深入地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。
該教學(xué)法能夠取得成功的關(guān)鍵是要保障學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，同時(shí)還需要有教師啟發(fā)和引導(dǎo)，離開其中的任何一方，探究式教學(xué)模式都很難取得良好的效果。由此可見，“自主、探究、合作”是這種教學(xué)模式的基本特征。
（3）轉(zhuǎn)變授課方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和思考的能力。通過改變授課方式加大課堂信息量，在總學(xué)時(shí)無法增加的情況下適當(dāng)減少理論課教學(xué)時(shí)數(shù)，增加實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)數(shù)，即做到：在課堂教學(xué)上抓住重點(diǎn)內(nèi)容，盡量選擇有代表性的方法和技術(shù)來講解，給學(xué)生留出課后自學(xué)的空間。課堂教學(xué)內(nèi)容從剛性化向柔性化轉(zhuǎn)變，從單一化向多樣化轉(zhuǎn)變，從灌輸式向啟發(fā)式轉(zhuǎn)變，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考。
2.改革教學(xué)手段，增強(qiáng)教學(xué)效果
研究和改進(jìn)教學(xué)手段也是提高教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)，在明確教學(xué)目的和內(nèi)容之后，教學(xué)手段將直接影響學(xué)生對于知識的理解和掌握，對于能否高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目的意義重大。本課程在教學(xué)過程中大膽采用高科技教學(xué)手段，尤其是多媒體輔助技術(shù)、3D動(dòng)畫制作技術(shù)和模擬仿真技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的“教材+粉筆+板書”教學(xué)模式。改革教學(xué)手段不但可以使晦澀難懂的教學(xué)內(nèi)容變得更加直觀形象，而且還可以節(jié)省教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量。
3.實(shí)踐教學(xué)改革，培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣
（1）為培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識，課題組以作業(yè)的形式安排了小型課程設(shè)計(jì)。如“鍋爐溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“產(chǎn)品裝箱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等與課程密切相關(guān)的內(nèi)容，同時(shí)在設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容上要考慮到學(xué)生能力的個(gè)體差異，既要照顧到一般水平的同學(xué)，也要給少數(shù)優(yōu)秀的學(xué)生發(fā)揮聰明才智的機(jī)會(huì)。通過這樣目的性很強(qiáng)的實(shí)際設(shè)計(jì)會(huì)使學(xué)生得到不同程度的鍛煉，如：方案的選擇、硬件的構(gòu)建、軟件的開發(fā)等。鞏固所學(xué)知識的同時(shí)，也為將來順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
（2）除了在教學(xué)過程中增加課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)之外，在教學(xué)改革的過程中，筆者還對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了完善，對原來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)置了綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)性的印證性實(shí)驗(yàn)，以期通過實(shí)踐教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的控制理論去解決實(shí)際問題、將實(shí)際遇到的問題抽象為理論問題的能力的目的。綜合性實(shí)驗(yàn)與印證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別在于：只給出實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)和要求，詳盡的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)電路圖是沒有的，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人的實(shí)際情況選擇難易程度不同的實(shí)驗(yàn)并在實(shí)驗(yàn)之前完成預(yù)習(xí)報(bào)告，根據(jù)實(shí)驗(yàn)給出的性能要求，獨(dú)自進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的搭建和調(diào)試，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)之后，要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告及心得體會(huì)。通過采取這些措施，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。
（3）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，引入企業(yè)現(xiàn)場教學(xué)環(huán)節(jié)。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。由于本課程具有綜合性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，筆者引入了企業(yè)現(xiàn)場教學(xué)環(huán)節(jié)來彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。企業(yè)現(xiàn)場教學(xué)的意義主要體現(xiàn)在：一方面，通過帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)現(xiàn)場了解產(chǎn)品的研發(fā)過程，讓學(xué)生對于所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用有個(gè)直觀的認(rèn)識和了解，切身感受所學(xué)課程的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，通過在企業(yè)現(xiàn)場結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的講授，可以引導(dǎo)學(xué)生做到學(xué)以致用，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力；通過在企業(yè)的參觀、學(xué)習(xí)還可以加深學(xué)生對企業(yè)的認(rèn)識，了解企業(yè)對人才的需求，從而引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)地調(diào)整自己的學(xué)業(yè)規(guī)劃，為將來的就業(yè)做好準(zhǔn)備。
（4）積極參加各種科技實(shí)踐活動(dòng)。機(jī)電工程學(xué)院所設(shè)置的專業(yè)分成機(jī)械和電氣兩個(gè)方向，屬于純工科性質(zhì)，將來學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域以工程應(yīng)用居多。因此，自學(xué)院建立以來一直非常重視鼓勵(lì)學(xué)生積極組織或參加各種形式的科技活動(dòng)，如：3D建模競賽、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯比賽，同時(shí)還建立了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，有對相關(guān)的科技創(chuàng)新活動(dòng)提供研發(fā)平臺；選擇一些優(yōu)秀的學(xué)生組建應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，配備專業(yè)的教師為學(xué)生提供必要的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，如：利用MATLAB軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的仿真研究；利用Protel軟件進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)；利用SolidWorks或UG軟件進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)。在提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的同時(shí)，還進(jìn)一步拓寬了將來的就業(yè)機(jī)會(huì)。[4]
三、改革考核方式，加大對動(dòng)手能力的考核力度
盡管可以把對學(xué)生進(jìn)行考核作為督促他們學(xué)習(xí)的有效手段，但絕不是最終的目的。傳統(tǒng)的考核方式通常是憑借一張考試卷來評判學(xué)生學(xué)習(xí)效果，這種評價(jià)方式無法體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力，尤其是動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，而更為科學(xué)的評價(jià)模式應(yīng)該不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，而且還能反映學(xué)生的綜合實(shí)力。
最后的成績除要考慮閉卷考試成績之外，還應(yīng)該引入平時(shí)的作業(yè)、測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。筆者經(jīng)過多次實(shí)踐，總結(jié)出比較合理的權(quán)重分配為閉卷考試成績占45% +平時(shí)成績（含作業(yè)和測驗(yàn)）占20%+實(shí)驗(yàn)成績占20%+課程設(shè)計(jì)成績占15% 的模式。通過采取這種靈活多樣的多環(huán)節(jié)考核方式，可更為有效地激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情以及對實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的重視程度，使考核的結(jié)果也更加客觀。
四、結(jié)論
“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要課程，涉及科目種類繁多，具有專業(yè)性強(qiáng)、內(nèi)容更新快等特點(diǎn)。課題組為有效提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，根據(jù)課程特點(diǎn)從理論教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行了研究與實(shí)踐，并對考核方式進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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[2]陸鋒，陳桂，林健.應(yīng)用型本科院?！队?jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].創(chuàng)新教育，2011，（12）.
[3]周景報(bào).關(guān)于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)方法的探索[J].廣西輕工業(yè)，2009，
關(guān)鍵詞 MARX發(fā)生器 程控電源 RS485總線 Visual Basic
1 引言
脈沖能源裝置在加速器、自由電子激光研究、X光閃光照相和粒子聚變等脈沖功率技術(shù)研究領(lǐng)域廣泛使用，通常使用數(shù)量較多，分布較廣，同時(shí)周圍電磁干擾較強(qiáng)，控制操作和參數(shù)測量都比較復(fù)雜，同時(shí)也需要較多的人力來維護(hù)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今世界上基于PC的自動(dòng)化方案已成為主流，PC在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用正迅速增長，通過將所有的功能集成于這個(gè)統(tǒng)一開放的平臺上，通過人機(jī)界面可以使復(fù)雜的控制和數(shù)據(jù)處理變得更加簡單化。
2控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
整個(gè)系統(tǒng)有多臺Marx需要控制，每臺發(fā)生器由充電控制和觸發(fā)兩部分組成，需要控制的量有充電電壓的起?？刂?、電壓檢測、接地裝置的通斷控制、觸發(fā)以及開關(guān)上的氣壓檢測等，通過一條總線將將系統(tǒng)中的各個(gè)被控量連接在一起，構(gòu)成一分布式控制系統(tǒng)，這里采用工業(yè)上廣泛使用的RS485總線，RS485總線是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制定的平衡發(fā)送、平衡接收的標(biāo)準(zhǔn)異步串行總線，具有傳輸距離遠(yuǎn)、通訊速率高，抗干擾能力強(qiáng)，軟硬件支持豐富與現(xiàn)場儀表接口簡單，易于實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展等特點(diǎn)，接口總線上可連接32個(gè)設(shè)備，加中繼器后最多可達(dá)255個(gè)設(shè)備，因此完全滿足該能源控制要求?？刂葡到y(tǒng)框圖如下：
圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該系統(tǒng)由一臺主控上位機(jī)PC和一系列MARX發(fā)生器充電電源設(shè)備構(gòu)成，由于環(huán)境電磁干擾較為嚴(yán)重，在選擇通信介質(zhì)時(shí)可優(yōu)先采用光纖通信方式，通訊速率57.6kB/s，通訊距離可達(dá)1.2km，通過上位機(jī)（PC）發(fā)送參數(shù)及控制命令，給電容器充電到事先設(shè)定的電壓值（0到100kV之間任意值）。在以上各子設(shè)備中，經(jīng)常要用程控電源去控制MARX發(fā)生器的充電電壓、充電速度。通過一臺工控PC機(jī)靈活地控制多臺充電電源，以達(dá)到控制各MARX發(fā)生器充電的目的。針對這一需要，采用帶有RS485通信接口的具有線性升壓功能的可編程交流電源，該電源內(nèi)部自帶單片機(jī)系統(tǒng)和看門狗定時(shí)器，每個(gè)電源賦予各自獨(dú)立的地址碼用以識別身份，同時(shí)它屬于正弦波調(diào)壓，可有效避免采用傳統(tǒng)的采用可控硅調(diào)壓方式時(shí)屢次損壞高壓變壓器的情況，使操作者能夠方便靈活地對其進(jìn)行控制。
每路Marx發(fā)生器充電部分包括程控電源、雙極性高壓變壓器，分壓器和接地裝置等三部分，見圖2 所示，程控電源給高壓變壓器初級提供緩慢上升的電壓，變壓器高壓側(cè)經(jīng)整流后給MARX發(fā)生器充電，電壓檢測是通過10000：1的高壓分壓器將分壓后的信號送給程控電源內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)內(nèi)部單片機(jī)處理，并與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，比較后的結(jié)果用來實(shí)現(xiàn)自?？刂?，這樣可有效防止通訊故障所造成失控現(xiàn)象。
圖2 Marx發(fā)生器能源部分線路圖
3 MARX發(fā)生器能源制過程
① 程控電源接通供電電源時(shí)的輸出為0伏，開關(guān)量輸出為假（開路）。
②首先上位機(jī)發(fā)出各種設(shè)置參數(shù)到指定地址程控電源。如，上升時(shí)間、上升速度、保持時(shí)間、充電電壓等。
③程控電源收到電壓回傳命令后，將兩路模擬量的值傳送到上位機(jī)。
④上位機(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令后，指定地址程控電源的輸出開始從0伏慢慢線性上升到設(shè)定值，保持到指定的時(shí)間后關(guān)斷輸出。當(dāng)上位機(jī)發(fā)出所有電源都啟動(dòng)指令后，所有程控電源都啟動(dòng)。
⑤上位機(jī)發(fā)出立即停止指令后，指定地址程控電源的輸出立即停止上升，保持到指定的時(shí)間后關(guān)斷輸出，當(dāng)上位機(jī)發(fā)出所有電源都停止指令時(shí)，所有程控電源都立即停止。
⑥上位機(jī)發(fā)出接地打開指令后，指定地址程控電源的開關(guān)量輸出為1，電磁鐵吸合，當(dāng)上位機(jī)發(fā)出所有程控電源的接地都斷開命令時(shí)，所有程控電源的接地電磁鐵都吸合。
⑦上位機(jī)發(fā)出接地指令后，指定地址程控電源的開關(guān)量輸出為0，電磁鐵釋放，當(dāng)上位機(jī)發(fā)出所有程控電源都接地時(shí)，所有程控電源的接地電磁鐵都釋放。
4 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
軟件采用Visual Basic6.0編程，作出十分直觀的人機(jī)界面，采用RS-485通信標(biāo)準(zhǔn)和上述的問答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通過上位機(jī)向串口讀寫數(shù)據(jù)，并通過光纖485總線將各種控制信息傳送到現(xiàn)場的每路MARX充電子系統(tǒng)，上位機(jī)就可以監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上任何一臺MARX能源了，予置數(shù)值可以分別顯示在PC機(jī)軟件窗口和單片機(jī)系統(tǒng)的予置數(shù)字表頭上。同時(shí)，現(xiàn)場實(shí)測電壓信號也可以實(shí)時(shí)顯示在PC機(jī)的界面上。此設(shè)計(jì)界面直觀，而且利于對現(xiàn)場信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。因此，采用本系統(tǒng)，大大提高了現(xiàn)場信號予置精度，對實(shí)驗(yàn)操作人員來說人機(jī)界面良好，簡單易懂。
根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，上位機(jī)需發(fā)送2種類型的命令：（1）同期命令，它由定時(shí)器觸發(fā)引起，每隔一個(gè)定時(shí)周期發(fā)送1次，例如發(fā)往各充電單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)回傳命令；（2）非周期性命令，它由操作者按動(dòng)相應(yīng)命令按鈕引起，非周期性發(fā)送。所有命令均采用ASCII碼方式傳送，為了防止通訊錯(cuò)誤，各子機(jī)正確收到上位機(jī)發(fā)來的命令后返回相應(yīng)的確認(rèn)字符。
轉(zhuǎn)貼于 在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用來實(shí)現(xiàn)串行通信。MSComm控件有很多屬性，其中最基本的有以下幾個(gè)：
Commport屬性 設(shè)置并返回通信端口號，用于指定使用PC機(jī)的哪一個(gè)串行端口。
Setting屬性 以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位。
Portopen屬性 設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)，用于打開或關(guān)閉端口。
Output屬性 用于發(fā)送數(shù)據(jù)，可以是文本數(shù)據(jù)或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
Input屬性 從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符，用于接收數(shù)據(jù)。
本系統(tǒng)VB程序初始化上位機(jī)通信程序如下：
MSComm1.CommPort=2 ；選串行端口2
MSComm1.Settings=“57600，n，8，1” ' 設(shè)置通信參數(shù)
MSComm1.OutBufferSize=512 ' 設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)大小
MSComm1.OutBufferCount=0 ' 清除輸出緩沖區(qū)
Mscomm1.Inputlen=0 ' 讀入接收緩沖區(qū)全部字符
MSComm1.PortOpen=True ' 打開串行端口
由于數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)接收，所以數(shù)據(jù)的處理也是動(dòng)態(tài)進(jìn)行，程序中使用了一個(gè)Timer控件，其命令發(fā)出與數(shù)據(jù)的接收均在Timer控件的定時(shí)期間進(jìn)行，在Timer控件的定時(shí)期間依次調(diào)用模擬量和狀態(tài)量返回子過程，同時(shí)監(jiān)視是否有命令按鈕按下，當(dāng)按下某操作命令按鈕時(shí)調(diào)用命令處理子過程，部分程序如下：
Private Sub Timer1_Timer()
IF CmdPress=True Then Call SendCmd ' 當(dāng)按下某操作命令按鈕時(shí)轉(zhuǎn)入命令處理子過程
UpdateAI 更新各模擬量數(shù)據(jù)的顯示
UpdateDI更新各狀態(tài)量
End Sub
Private Sub sendCmd()
UpdateDO (Cmd) ' 輸出控制開關(guān)量
………
End Sub
5 系統(tǒng)抗干擾問題
監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用越來越多，由于現(xiàn)場的電氣環(huán)境比較復(fù)雜，容易形成各種干擾源，特別是在大電流、強(qiáng)脈沖實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，因此研究解決系統(tǒng)抗干擾問題對確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常的意義。
該系統(tǒng)中使用RS485總線，RS485總線是采用差分平衡電氣接口，本身具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，但在實(shí)際當(dāng)中仍然會(huì)現(xiàn)一些問題，為此應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
（1）與遠(yuǎn)距離上位機(jī)通訊采用光纖傳輸，子機(jī)之間不方便采用用光纖傳輸時(shí)，應(yīng)選擇合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
（2）采用雙絞線作為RS485傳輸線時(shí)，雖然對電磁感應(yīng)噪聲有較強(qiáng)的抑制能力，但對靜電感應(yīng)引起噪聲的抑制能力較差，因此應(yīng)選用帶屏蔽的雙絞線，同時(shí)雙絞線的屏蔽層要正確接地。
（3）通過在總線兩端加入匹配電阻的方法，解決信號反射問題
（4）系統(tǒng)的供電方式有兩種：一種是集中供電方式，即電源都引自同一處，另一種是分布式供電，各子設(shè)備在安裝位置附近取電源，從抗干擾效果的角度講，應(yīng)選擇集中供電方式，這樣可基本消除各處參考電位不等的情況。
6 結(jié)束語
本文提出的主從分布式多機(jī)通信系統(tǒng)硬件電路簡單，控制靈活。與其他語言相比，用VB語言實(shí)現(xiàn)上位機(jī)數(shù)據(jù)傳送的優(yōu)點(diǎn)是可方便地控制通信對象的選擇，具有較大的靈活性，且編程容易。此外，由于RS485總線的通訊方式仍屬于串行通訊方式，在通訊速度上有些偏低，在操作上表現(xiàn)為數(shù)據(jù)刷新時(shí)間稍微偏長，當(dāng)系統(tǒng)子設(shè)備較多時(shí)，其控制的實(shí)時(shí)性不很理想，此時(shí)需對控制系統(tǒng)作進(jìn)一步的改進(jìn)。
7 參考文獻(xiàn)
1.
曾偉民、鄧勇剛等 Visual Basic 6.0高級實(shí)用教程 電子工業(yè)出版社1999.10
關(guān)鍵詞： 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程 教學(xué)改革 組態(tài)王軟件
1.引言
《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程是以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為核心，綜合了可編程控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并以電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備的信息化、生產(chǎn)過程的自動(dòng)化及機(jī)電控制系統(tǒng)的最佳化的專門學(xué)科[1]。由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門綜合性強(qiáng)、包括領(lǐng)域廣的學(xué)科，在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中存在深入理解難，實(shí)際使用方面模糊等問題。然而，將上位機(jī)開發(fā)軟件組態(tài)王的實(shí)際應(yīng)用引入到計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)中，可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)一步了解。
2.組態(tài)王軟件介紹
組態(tài)王軟件是北京亞控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的國內(nèi)最早的商用組態(tài)軟件“組態(tài)王”。組態(tài)王已經(jīng)成功地應(yīng)用于我國工業(yè)領(lǐng)域的各行各業(yè)，例如石油、化工、電力、冶金、環(huán)保、機(jī)械制造等，在中國使用的上位機(jī)監(jiān)控軟件中，組態(tài)王擁有國內(nèi)最多的用戶。它具有如下特點(diǎn)[2]。
2.1基本人機(jī)界面功能
組態(tài)王能快速便捷地進(jìn)行圖形維護(hù)和數(shù)據(jù)采集，提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計(jì)的工具，為方便畫面管理，提供了畫面分組管理功能。
2.2豐富的可擴(kuò)充的圖形庫
設(shè)計(jì)者利用系統(tǒng)提供的圖庫，可以輕松構(gòu)造自己需要的圖形，也可以簡單地從圖庫中取出圖庫精靈并放到自己的應(yīng)用中，并按照需要的大小縮放它，圖庫精靈任意縮放也不會(huì)失真。
2.3強(qiáng)大的控制語言和控件應(yīng)用
組態(tài)王命令語言是集成在組態(tài)王系統(tǒng)內(nèi)部的簡便、但功能強(qiáng)大的編程語言。它的作用就在于擴(kuò)充應(yīng)用系統(tǒng)的功能，以及對應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行最精確的控制。組態(tài)王不僅可以嵌入報(bào)表、圖片，通過其內(nèi)部相關(guān)控件還可以實(shí)現(xiàn)聲音、動(dòng)畫、FLASH的播放，同時(shí)支持視頻采集設(shè)備。
2.4多通訊接口的數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集與處理是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中安全監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)，監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集設(shè)備的模擬量（如電流、電壓、功率、電度、頻率、溫度等）和開關(guān)量（開關(guān)位置信號、保護(hù)及自動(dòng)裝置信號、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號等）。
3.組態(tài)王軟件在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)方法的缺陷
由于《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)中主要是理論性的教學(xué)，并且教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系到多門學(xué)科的原理知識、計(jì)算方法等，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥，學(xué)習(xí)起來沒有方向感，對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用方面一片空白，因而忽略了《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》這門學(xué)科的重要性。另外，由于受到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)備條件的限制，還存在教學(xué)內(nèi)容滯后于新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，不能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用的缺點(diǎn)[3]-[4]。
3.2組態(tài)王促進(jìn)了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)方法的改革
為了讓學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有一個(gè)全面的了解，提高學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高學(xué)生對上位機(jī)軟件開發(fā)的認(rèn)識，在教學(xué)中添加了組態(tài)王上位機(jī)開發(fā)軟件。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制機(jī)）和生產(chǎn)過程兩大部分組成的，其中計(jì)算機(jī)部分包括硬件組成和軟件組成，硬件組成主要有內(nèi)部總線和外部總線、人機(jī)接口、輸入輸出通道、通信接口等組成，生產(chǎn)過程包括被控對象和測量變換、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等裝置，然而傳統(tǒng)的教學(xué)大多以框圖、箭頭的形式連接表達(dá)進(jìn)行教學(xué)，很難將內(nèi)部總線和外部總線之間如何實(shí)現(xiàn)連接，通訊協(xié)議如何在上位機(jī)與設(shè)備之間交換的實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的采集如何在上位機(jī)上顯示，以及上位機(jī)如何實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制，數(shù)據(jù)的采集等一系列重要而又實(shí)用性的問題作出詳細(xì)的解釋。隨著課程的深入，集散DCS控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線FCS控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)的難度，學(xué)生理解起來相對吃力。然而，這些問題都能夠在組態(tài)王的引入中得到解決。利用組態(tài)王圖庫繪制控制系統(tǒng)圖，組態(tài)王模擬串口設(shè)備通過通訊轉(zhuǎn)換，將現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況、從設(shè)備采集過來的數(shù)據(jù)和組態(tài)王系統(tǒng)圖形中的報(bào)表、實(shí)時(shí)曲線、文本框及其動(dòng)態(tài)圖形相關(guān)聯(lián)，結(jié)合實(shí)際可以完成控制系統(tǒng)的繪制，模擬現(xiàn)場場景設(shè)備運(yùn)行狀況，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或超值超標(biāo)時(shí)，組態(tài)王安全系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)記錄報(bào)警情況并發(fā)出警報(bào)。這樣，組態(tài)王能將整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)完整地展現(xiàn)出來。
4.組態(tài)王在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中的實(shí)踐舉例及教學(xué)中的效果
如上圖1為基于RS-485的分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，上位機(jī)通過通訊接口將RS232通訊通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為RS485，通過RS485總線分配到各個(gè)現(xiàn)場設(shè)備中，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。在組態(tài)王引入計(jì)算機(jī)控制技術(shù)后的實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生自己動(dòng)手完成上位機(jī)中組態(tài)王畫面，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，報(bào)表的使用，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，上位機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的整個(gè)過程。最終能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，通過上位機(jī)控制現(xiàn)場設(shè)備。從而讓學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有整體的了解，組態(tài)王生動(dòng)的畫面及強(qiáng)大的控件功能更能提高學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。
5.結(jié)語
《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的教學(xué)實(shí)踐證明，在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的理論和實(shí)踐教學(xué)中，隨著上位機(jī)軟件組態(tài)王的引入，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。一方面，提高了學(xué)生對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另一方面，通過切合實(shí)際的應(yīng)用教學(xué)，也提高了教學(xué)質(zhì)量。隨著高等學(xué)校不斷地進(jìn)行社會(huì)需要人才的培養(yǎng)教學(xué)，組態(tài)王引入計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)也會(huì)越來越廣泛。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】實(shí)踐教學(xué)；課程建設(shè)；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)
【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【論文編號】1009―8097 (2008) 07―0113―03
一引言
按照機(jī)電工程學(xué)院提出的機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革的目標(biāo)，以突出‘應(yīng)用’為主旨和特征，構(gòu)建《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容體系以及相對獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系。在機(jī)電技術(shù)中，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)起著十分重要的作用，現(xiàn)代的控制技術(shù)都離不開計(jì)算機(jī)，如圖1。一個(gè)單獨(dú)而且完備的計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)，必須包括信號檢測、信號處理(計(jì)算機(jī)程序)、信號輸出、功率輸出以及控制對象這5大部分。信號檢測涉及傳感器技術(shù)和微電子技術(shù)；信號處理涉及工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；信號輸出和功率輸出涉及計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、繼電－接觸器控制技術(shù)、電力電子變流技術(shù)；控制對象多為交、直流電動(dòng)機(jī)。若是一個(gè)多任務(wù)系統(tǒng)，還涉及到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。由于本課程實(shí)踐性較強(qiáng)，涉及的相關(guān)概念較多，與前續(xù)課程的內(nèi)容聯(lián)系緊密，因此，教師該如何組織教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)開放式的實(shí)踐教學(xué)模式，讓學(xué)生邊學(xué)邊練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，獨(dú)立解決問題的能力，使學(xué)生確實(shí)掌握好本課程知識，是一項(xiàng)非常有意義的課題[2]。
從這門課程的教學(xué)實(shí)踐看仍有以下不足：
第一是學(xué)生缺乏面向工程實(shí)際的機(jī)會(huì)。學(xué)生能夠?qū)W好每門課程的主要內(nèi)容，但是難以綜合運(yùn)用解決現(xiàn)實(shí)問題。遇到現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)生往往能夠向在某門課程中學(xué)習(xí)過的內(nèi)容靠攏，從某門課程某個(gè)知識點(diǎn)出發(fā)來解決問題。這種從書本出發(fā)而不是從問題本身出發(fā)的思路，明顯受到書本的束縛，不但反映了學(xué)生綜合運(yùn)用知識依然有欠缺，也反映了學(xué)生面對現(xiàn)實(shí)問題的不自信。
第二《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是一門多學(xué)科多課程交叉、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，如果只是從理論上學(xué)習(xí)，容易流于空泛。
第三是教學(xué)手段的不足。長期以來，教學(xué)活動(dòng)都以教師為中心，實(shí)行教師在課堂上以描述性的講解來傳播知識，學(xué)生在教與學(xué)的過程中是一種被動(dòng)的認(rèn)知信息的接受者。《計(jì)算
控制技術(shù)》課程一般采用課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)這兩種傳統(tǒng)方式進(jìn)行教學(xué)，課堂教學(xué)傳授基礎(chǔ)知識，實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生認(rèn)知、提高應(yīng)用能力，也有將常見常用的機(jī)電系統(tǒng)拆裝，有助于學(xué)生理解原理，提高授課的效率。如果能將理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐應(yīng)用、產(chǎn)品制作有機(jī)地結(jié)合為一體，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐訓(xùn)練為重點(diǎn)，以掌握知識和技能、制作產(chǎn)品為教學(xué)目標(biāo)，就能較好地體現(xiàn)“學(xué)用一致，知能并舉”的3P教育思想。3P教學(xué)法是指原理（Principle）、實(shí)踐（Practice）和產(chǎn)品（Product）的三者合一，是教、學(xué)、做合一的具體應(yīng)用[1]。
二 實(shí)踐教學(xué)改革方案
在《計(jì)算控制技術(shù)》教學(xué)中， 3P教學(xué)法非常值得提倡，強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐和產(chǎn)品為主，加大了教學(xué)過程的輸入輸出量，大大提高了課程內(nèi)容的操練頻率。在運(yùn)用“3P”教學(xué)法教學(xué)時(shí)教師首先給學(xué)生引入和展現(xiàn)要學(xué)習(xí)的原理內(nèi)容，然后組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。
1 為學(xué)生提供面向工程實(shí)際的機(jī)會(huì)。以理論為框架和學(xué)習(xí)脈絡(luò)，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識有能力為目標(biāo)，讓學(xué)生清晰和完整地把握基本知識，“教、學(xué)、做”合一，充分發(fā)揮教與學(xué)的積極性，努力走“實(shí)踐、理論、再實(shí)踐”之路。以應(yīng)用為培養(yǎng)目標(biāo)，不同于知識型的培養(yǎng)目標(biāo)，也不同于研發(fā)型目標(biāo)，還不同于技能型目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)在做中教，在做中學(xué)。始終把培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力放在重要位置，采取理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，規(guī)范與激勵(lì)相結(jié)合的全方位措施完成教學(xué)目標(biāo)。
2 建立《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程合理的教學(xué)系統(tǒng)?！队?jì)算機(jī)控制技術(shù)》與某些教學(xué)內(nèi)容較穩(wěn)定的課程不同，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，需要把新知識融入到課程中。但是這門課程也有其自身的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技巧，并不是一個(gè)過渡性的、裁接拼湊的課程。數(shù)字信號分析與處理是計(jì)算機(jī)測控的核心，涉及到拉氏變換和Z變換、數(shù)字PID、數(shù)字濾波、采樣與復(fù)現(xiàn)等內(nèi)容，擴(kuò)展后可涉及隨機(jī)過程、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。因此，這門課程看似蕪雜，其實(shí)自成體系，教學(xué)內(nèi)容豐富而且彈性極大，要有主有次，主線清晰，層次分明，將理論部分的掌握內(nèi)容、了解內(nèi)容合理分布，在有限課時(shí)內(nèi)完成；將擴(kuò)展閱讀內(nèi)容、實(shí)踐制作內(nèi)容適當(dāng)?shù)胤峙湓趯?shí)驗(yàn)、興趣小組、科研課題以及競賽中，構(gòu)成一個(gè)開放的實(shí)踐教學(xué)小體系，有淺有深，給學(xué)生寬松的環(huán)境、自由的柔性空間，保證一般學(xué)生能達(dá)到課程的基本要求，有能力的學(xué)生能有所深入。理論教學(xué)占用課程教學(xué)時(shí)間，實(shí)踐教學(xué)占用課外時(shí)間，各自獨(dú)立又相得益彰，互有補(bǔ)益，構(gòu)成一個(gè)合理的課程教學(xué)系統(tǒng)。
3 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?！队?jì)算機(jī)控制技術(shù)》一般開設(shè)在大學(xué)三年級下學(xué)期或者四年級上學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過大量課程，對被動(dòng)學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生厭倦情緒。如果采用設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、展開興趣小組、參加科研課題以及參加競賽等手段，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提升教育水平、教學(xué)信息量、啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維，形成以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)模式，因材施教，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力為目的，讓受教育者習(xí)而化之，形成一個(gè)既有正確導(dǎo)向、符合實(shí)際，而又無拘無束的環(huán)境。這個(gè)階段的學(xué)生已經(jīng)有前期的課程知識，也有基礎(chǔ)進(jìn)行這種自主性學(xué)習(xí)。
三 具體改革內(nèi)容
建立一個(gè)以學(xué)生為主體，以教師為輔助的相對獨(dú)立的《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)體系，學(xué)生自主在課程范圍內(nèi)選題，獨(dú)立查找資料，分析設(shè)計(jì)方案，并完成制作，形成一個(gè)既有正確導(dǎo)向、符合實(shí)際，而又無拘無束的環(huán)境。具體的實(shí)踐教學(xué)改革包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、興趣小組、完成課題以及參加競賽等四個(gè)方面：
1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，要求實(shí)驗(yàn)前寫預(yù)習(xí)報(bào)告、單人單機(jī)完成、實(shí)驗(yàn)后寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（占實(shí)驗(yàn)成績的50%）；減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)了設(shè)計(jì)性，創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)，教師僅僅安排實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，要求學(xué)生根據(jù)學(xué)過的基礎(chǔ)知識，對采用的方案加以論證，確定實(shí)驗(yàn)方案與步驟，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性；帶領(lǐng)學(xué)生到金工車間，對在以前課程中使用過的設(shè)備進(jìn)行實(shí)地分析講解；帶領(lǐng)學(xué)生到工廠企業(yè)，觀察了解比較先進(jìn)新穎的計(jì)算機(jī)控制設(shè)備；開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2 組織課外興趣小組。在注重課堂教學(xué)的同時(shí)，課外組織學(xué)生成立計(jì)算機(jī)控制技術(shù)興趣小組。有些學(xué)生對新技術(shù)新產(chǎn)品感興趣，可以圍繞相關(guān)內(nèi)容收集資料，分析原理，相互討論，相互啟發(fā)，并開設(shè)專題報(bào)告；對制作實(shí)物感興趣的學(xué)生，可以運(yùn)用DP-51或更高級的資源，如CAN控制器SJA1000，CAN收發(fā)器TJA1050T，USB器件PDIUSBD12，GPRS器件等，在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)、研制一些感興趣或?qū)嵱玫男‘a(chǎn)品。這樣做一方面有助于鞏固理論知識，縮短從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程；另一方面可使學(xué)生產(chǎn)生一種創(chuàng)業(yè)成就感；有利于培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)興趣；增強(qiáng)其創(chuàng)新意識；提高實(shí)際應(yīng)用能力[2]。
3 組織申報(bào)學(xué)生課題。興趣小組完成任務(wù)以后，可以結(jié)合地方企業(yè)，在教師的帶領(lǐng)下，申報(bào)校級、省級學(xué)生科研課題。開展學(xué)生第二課堂活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與科技小發(fā)明活動(dòng)和教師的科研課題中，而教師僅起拋磚引玉的作用，指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。我院去年成功申報(bào)校級學(xué)生科研課題29項(xiàng)，院級立項(xiàng)項(xiàng)目5項(xiàng)，總資助金額1.65萬元，參與學(xué)生100余人。學(xué)生科研活動(dòng)的蓬勃開展，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識搭建了廣闊的平臺，也為建設(shè)優(yōu)良學(xué)風(fēng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
4 組織課題競賽。從學(xué)生課題中選拔優(yōu)秀的項(xiàng)目參加課題競賽。我院已經(jīng)參加過電子設(shè)計(jì)大賽，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽都學(xué)生競賽，并取得過不錯(cuò)的成績。競賽活動(dòng)使學(xué)生受益非淺，從學(xué)生被動(dòng)的要求做實(shí)驗(yàn)，到學(xué)生主動(dòng)的要求進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，加深了對課本知識的理解與融匯貫通，學(xué)到了許多書本上所學(xué)不到的東西，培養(yǎng)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。
四 已取得的改革成果
以能力為主線構(gòu)建《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新性思維，開發(fā)創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，培訓(xùn)學(xué)生工程實(shí)踐和動(dòng)手能力。把培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力放在重要位置，采取理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，培養(yǎng)應(yīng)用型的機(jī)電專業(yè)人才。
1 通過對多部教材教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍，整理出具有特色的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、多媒體課件、實(shí)踐指導(dǎo)手冊、課外擴(kuò)展閱讀材料。為編寫有特色的《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》教材籌備了豐富的材料。
2 為《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》申報(bào)了設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，另已申報(bào)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2項(xiàng)，計(jì)受益學(xué)生20人次，擺脫了以往實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只能機(jī)械得按照固定的電路和步驟進(jìn)行單純的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程的自主設(shè)計(jì)能力和相關(guān)知識的實(shí)際運(yùn)用能力，僅給學(xué)生指定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行擬定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、選擇儀器設(shè)備并完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有效地培養(yǎng)了學(xué)生的主動(dòng)運(yùn)用知識來解決實(shí)際問題的能力，鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)。
3 組織學(xué)生申報(bào)浙江省新苗人才計(jì)劃項(xiàng)目“高壓電源設(shè)備的遠(yuǎn)程控制”，積極參與教師的科研課題。多次帶領(lǐng)學(xué)生到浙江宏秀電氣有限公司和浙江正泰電器股份有限公司、展覽會(huì)參觀，深入調(diào)研高壓雙電源設(shè)備的生產(chǎn)、使用，分析其工作原理，解剖設(shè)備的內(nèi)部機(jī)制，了解設(shè)備的常發(fā)故障。
4 組織學(xué)生參加多屆省級和國家級大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，共計(jì)學(xué)生15人次；組織學(xué)生已參加浙江省第四屆大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽，共計(jì)學(xué)生8人次；目前正在籌備參加浙江省第五屆大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽。已組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)生課題4項(xiàng)，共計(jì)受益學(xué)生11人次；目前正在籌備學(xué)生課題3項(xiàng)，預(yù)計(jì)學(xué)生8人次。
五 總結(jié)
在課程改革中，從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，注重工程基礎(chǔ)知識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，并充分利用近年來實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)成果，改造、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、興趣小組、學(xué)生課題和學(xué)生競賽等環(huán)節(jié)，重實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和工程訓(xùn)練環(huán)節(jié)、將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)整合，有利于學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1 過去的原理、實(shí)踐和產(chǎn)品是以課程體系為系統(tǒng)的三位一體，各門課程各有特色，難以在每門課程中都有原理、實(shí)踐和產(chǎn)品三個(gè)環(huán)節(jié)。由于《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程的綜合性和實(shí)用性，可以形成獨(dú)具特色的實(shí)踐教學(xué)體系，在小范圍內(nèi)構(gòu)成理論、實(shí)踐和產(chǎn)品三合一的系統(tǒng)。
2 實(shí)踐是創(chuàng)新之源，工程實(shí)踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，沒有工程實(shí)踐的能力就談不上創(chuàng)新能力。在工科教育中，課堂學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，學(xué)生的自主思考是關(guān)鍵，學(xué)生參與實(shí)踐才是根本。要讓學(xué)生有思考的空間與時(shí)間，規(guī)劃課程的實(shí)踐教學(xué)體系時(shí)就與課堂教學(xué)分開，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、興趣小組、學(xué)生課題以及學(xué)生競賽等四個(gè)層次建立課程的實(shí)踐教學(xué)體系，將學(xué)生自主選題、教師引導(dǎo)、與生產(chǎn)生活實(shí)際相結(jié)合，給學(xué)生以更寬松的環(huán)境、更大的自由柔性空間，讓學(xué)有余力的學(xué)生走得更遠(yuǎn)更深，重視個(gè)性培養(yǎng)。
3 創(chuàng)新之根在實(shí)踐，從工程實(shí)際應(yīng)用著眼，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。改變學(xué)生從書本出發(fā)而不是從問題本身出發(fā)的思路，擺脫書本的束縛，從工程實(shí)際出發(fā)，自主學(xué)習(xí)自主鉆研，增強(qiáng)了學(xué)生面對實(shí)際問題的自信力，從課程建設(shè)開始大力營造一個(gè)有利于實(shí)施創(chuàng)新教育良好環(huán)境。
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參考文獻(xiàn)
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Exploration of the Open Practice Teaching System of Computer Control
LUO ShengXUE Guang-mingZHOU Hong-ming
(School of Mechanical & Electrical Engineering of Wenzhou University, Wenzhou, Zhejiang, 325035, China)
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；智能建筑；自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)管理
1.引言
具備一套依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是智能建筑最突出的特點(diǎn)。智能建筑設(shè)備系統(tǒng)主要涉及到照明、空調(diào)、消防、保安以及通訊等子系統(tǒng)，為進(jìn)行有效控制及管理，在智能建筑中引入依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)十分必要。所謂智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)就是依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、集散控制技術(shù)以及智能化調(diào)節(jié)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對建筑物相關(guān)設(shè)備的有效監(jiān)測，及時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，進(jìn)而做出設(shè)備控制決策。
2.智能建筑設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成
（1）照明系統(tǒng)。有效控制智能建筑照明系統(tǒng)可以達(dá)到節(jié)能目的，并且對照明的控制管理水平直接影響著建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)水平。智能建筑電耗費(fèi)量相當(dāng)大，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，按照事先設(shè)定的程序自動(dòng)控制建筑門廳、走廊以及停車場等場所的照明的啟動(dòng)及停止，分組控制照明回路，在用電負(fù)荷過大的情況下自動(dòng)斷電，此外對于無人處還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熄燈，因此，采取自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理方式與常規(guī)管理方式相比，前者能夠有效節(jié)約30%到50%的電量。智能建筑對照明系統(tǒng)的自動(dòng)化控制方式主要有：利用計(jì)算機(jī)對啟停時(shí)間進(jìn)行設(shè)置、值班人員人為控制、門鎖或紅外線等探測控制等。
（2）空調(diào)系統(tǒng)。在智能建筑中安裝空調(diào)系統(tǒng)可以維持舒適的環(huán)境，并對運(yùn)行能耗予以有效控制?？照{(diào)機(jī)組向建筑物不同區(qū)域提供經(jīng)過處理的空氣主要是由計(jì)算機(jī)控制的，以確保建筑物內(nèi)維持適宜的空氣溫濕度以及新鮮度。智能建筑空調(diào)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測并分析建筑物內(nèi)外空氣溫濕度以及送風(fēng)溫濕度與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)定值之間的區(qū)別，做出熱量、濕度的調(diào)整決策；除此之外，還以建筑物內(nèi)外的負(fù)荷變化為依據(jù)，對空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及閥門開度等進(jìn)行自動(dòng)控制，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。
（3）消防系統(tǒng)，主要涉及消防系統(tǒng)以及消防聯(lián)動(dòng)控制兩方面。以建筑物布局以及火災(zāi)類型為主要依據(jù)，在智能建筑中布置煙感、光感以及煤氣報(bào)警裝置，并借助總線將其與區(qū)域報(bào)警器相連，探測器輸出狀態(tài)按照相應(yīng)的位置在智能區(qū)域報(bào)警其中加以顯示，區(qū)域報(bào)警器在對所接收到的信號信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，祛除有誤信息。智能建筑區(qū)域報(bào)警器直接連接到消防控制中心，確保消防中心可以準(zhǔn)確掌握實(shí)時(shí)火災(zāi)報(bào)警信息，進(jìn)而及時(shí)作出應(yīng)對決策。
（4）保安系統(tǒng)，智能建筑中的保安監(jiān)控系統(tǒng)主要是由閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)以及保安巡邏系統(tǒng)構(gòu)成的，各個(gè)子系統(tǒng)要及時(shí)向保安監(jiān)控控制中心上報(bào)各自狀態(tài)，借助計(jì)算機(jī)對上報(bào)信息進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的判斷。
3.智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)管理
智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)通過對建筑設(shè)備進(jìn)行有效管理，減輕相關(guān)工作人員的負(fù)擔(dān)，并促進(jìn)系統(tǒng)管理水平的進(jìn)一步提升。在現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)支持下，智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫、顯示、操作設(shè)備以及定時(shí)控制等功能。
（1）數(shù)據(jù)庫功能。對現(xiàn)場控制機(jī)所監(jiān)測到的參數(shù)以及具體的操作進(jìn)行保存，以便進(jìn)行輸出及分析計(jì)算，這便是數(shù)據(jù)庫的主要作用。智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的主要作用是對不同時(shí)間段相關(guān)參數(shù)的變化情況做出詳細(xì)記錄，時(shí)間處理方式也是數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不同之處的體現(xiàn)。系統(tǒng)中不同的參數(shù)具有各自的變化周期，諸如對于供電系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)而言，應(yīng)以分或秒為參數(shù)變化周期進(jìn)行記錄，并加以分析；而對于風(fēng)機(jī)狀態(tài)來說，參數(shù)變化周期就沒必要那么精細(xì)，有時(shí)候在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)其狀態(tài)都不會(huì)發(fā)生變動(dòng)。數(shù)據(jù)庫性能因處理方式的不同而不同，在實(shí)踐中，要結(jié)合相應(yīng)的管理要求，確定數(shù)據(jù)庫工作方式、功能以及容量，為智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)期效果的實(shí)現(xiàn)提供有力保障。
第一，暖通空調(diào)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段，人們對居住、辦公的環(huán)境有了更高的要求，空調(diào)已成為樓宇內(nèi)不可缺少的電器。如何構(gòu)建一個(gè)優(yōu)秀的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)顯得尤為重要。在對暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：對相關(guān)的自控元件進(jìn)行合理的配置，切實(shí)保證好相關(guān)測量參數(shù)的準(zhǔn)確性；對于前端的檢測元件數(shù)量也應(yīng)進(jìn)行合理的配置，以減少不必要的浪費(fèi)性投資；前端檢測元件的相關(guān)安裝位置也應(yīng)進(jìn)行正確的選擇，切實(shí)保證其測量參數(shù)的準(zhǔn)確性；控制器的選擇也是十分重要的，為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性以及增加控制策略的選擇性，應(yīng)合理的選用控制器；由于空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)具有一定的特殊性，因此，在工程設(shè)計(jì)以及調(diào)試過程中應(yīng)正確的進(jìn)行軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)化。
第二，照明子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。照明所產(chǎn)生的能耗是相當(dāng)大的，如何降低能耗，提高資源的利用率顯得十分重要。因此，在實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化過程中應(yīng)加強(qiáng)對照明子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對整個(gè)樓宇內(nèi)的燈光依據(jù)實(shí)際情況以進(jìn)行統(tǒng)一的開關(guān)控制；對于無人區(qū)內(nèi)的燈光應(yīng)通過移動(dòng)探測器所反饋的信號將其進(jìn)行關(guān)閉；室內(nèi)照明亮度應(yīng)結(jié)合自然光進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到最佳的照明水平；對于會(huì)議廳以及演講廳等區(qū)域可以按照不同的情景進(jìn)行相應(yīng)的改變；車庫中的移動(dòng)傳感器被觸發(fā)時(shí)，應(yīng)將相關(guān)區(qū)域的燈光打開，一定時(shí)間后再將其關(guān)閉；加強(qiáng)對各個(gè)回路的開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等的監(jiān)視。
第三，樓宇內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)注意對排水、變配電、消防以及電梯、安全防范等的子系統(tǒng)只進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)以及故障方面的監(jiān)視。在并非十分正常的情況下則可以對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。
（2）顯示功能。借助中央管理機(jī)，智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)和管理人員之間可以實(shí)現(xiàn)有效溝通，二者間的溝通最常見的方式就是屏幕顯示。當(dāng)前，圖形及表格是智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)顯示的兩種方式，圖形顯示方式能夠以圖形的形式標(biāo)示相關(guān)參數(shù)的物理意義，數(shù)幅含有被監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程的畫面構(gòu)成了顯示系統(tǒng)，并且相關(guān)參數(shù)直接顯示，因此，而比較而言，圖形顯示方式更加直觀。圖像顯示方式一方面可以將目前狀態(tài)準(zhǔn)確的顯示出來，另一方面，還可以通過曲線方式將歷史數(shù)據(jù)顯示出來，這樣，對系統(tǒng)變化過程進(jìn)行分析的工作難度將會(huì)大大降低。
（3）定時(shí)控制。對于智能建筑而言，諸如照明以及空調(diào)等大部分的設(shè)備的啟動(dòng)和停止都需要事先設(shè)定時(shí)間；此外，智能建筑保安系統(tǒng)中的防盜報(bào)警系統(tǒng)的工作時(shí)間與智能建筑的使用時(shí)間不同，在智能建筑使用期間，需要將該系統(tǒng)暫停，而在建筑物停止使用的時(shí)候，例如下班后建筑物中無人的情況下，就需要將該系統(tǒng)開啟，并且，保安系統(tǒng)中的防盜報(bào)警系統(tǒng)具體的啟動(dòng)和停止時(shí)間并不是固定不變的，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。因此，中央管理機(jī)必須能夠具備設(shè)定和調(diào)整對受其管理的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)或成組的啟動(dòng)和停止時(shí)間的功能，具體而言，啟動(dòng)和停止控制的實(shí)現(xiàn)方式大致有兩種：一種是由中央管理機(jī)負(fù)責(zé)，在到設(shè)定的時(shí)間的時(shí)候?qū)?dòng)或停止指令發(fā)送到現(xiàn)場控制機(jī)；另外一種則是中央管理機(jī)向現(xiàn)場控制機(jī)發(fā)送啟動(dòng)和停止的時(shí)間表，由現(xiàn)場控制機(jī)做出判斷，當(dāng)?shù)皆O(shè)定的時(shí)間時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作。
（4）設(shè)備操作。利用中央管理機(jī)，管理人員可以實(shí)現(xiàn)對智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)和停止的控制，不僅如此，還可以重新設(shè)定相關(guān)的控制參數(shù)。智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)大量設(shè)備的管理，并且使用及操作人員也不是唯一的，因此，為有效避免誤操作以及事故的發(fā)生，必須設(shè)計(jì)一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋Ｗo(hù)系統(tǒng)。
4.結(jié)語
智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)對大量的設(shè)備進(jìn)行管理，一方面，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)或停止的指令，同時(shí)出具相應(yīng)報(bào)告，防止設(shè)備不必要運(yùn)行，對系統(tǒng)運(yùn)行能耗予以有效控制；另一方面，自動(dòng)生成設(shè)備運(yùn)行及維修報(bào)表，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
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關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制 計(jì)算機(jī) 應(yīng)用 通信原理
中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0019-01
計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)具體的是指通過一網(wǎng)的計(jì)算機(jī)終端遠(yuǎn)距離的控制操作另外一臺或多臺計(jì)算機(jī)，這里的遠(yuǎn)距離并不是指字面意思的距離遠(yuǎn)近，而是通過網(wǎng)絡(luò)控制非本地計(jì)算機(jī)。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理以及遠(yuǎn)程教學(xué)領(lǐng)域。其實(shí)質(zhì)來說，是一個(gè)服務(wù)器的應(yīng)用程序，其中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制的核心。計(jì)算機(jī)控制端操作員有一網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、被控制端能夠接收到控制端的信息。如果兩臺計(jì)算機(jī)在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，window系統(tǒng)自帶的遠(yuǎn)程控制技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)基本的控制與被控制?？刂贫擞?jì)算機(jī)的服務(wù)終端發(fā)出一個(gè)控制信號，通過遠(yuǎn)程控制程序來控制被控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各種程序操作。
1 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制技術(shù)
常用的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)一般有命令行方式、桌面方式、以及無盤工作站方式。命令行方式在常用的window操作系統(tǒng)中，隨著window系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，從window2000以后，圖形被加入到計(jì)算機(jī)內(nèi)核中，是的控制傳輸速度和效率大大提高。桌面方式對于操作者的要求要高于命令行方式，應(yīng)為桌面方式的操作首先要記住許多枯燥散亂的命令碼。無盤工作站方式相對于前兩種方式要簡單得多，只是操作系統(tǒng)啟動(dòng)之前對計(jì)算機(jī)有一些基本簡單的操作。而隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛普及應(yīng)用，人們對于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作技術(shù)的要求也越來越高，最普遍的還是通過終端機(jī)控制遠(yuǎn)程的另外被控計(jì)算機(jī)，從而獲取信息，完成任務(wù)。
2 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用
計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)在高校教學(xué)中的應(yīng)用較為廣泛，因此筆者就在教學(xué)中的應(yīng)用分析一下遠(yuǎn)程控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。在中國，小到小學(xué)，大到大學(xué)學(xué)府，在公共機(jī)房中的自動(dòng)化管理和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用，都有對于遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的應(yīng)用。教師和學(xué)生之間也可以利用這中技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)問題的交流，老師不用見到學(xué)生，學(xué)生也不用見到老師，采用交互式教學(xué)方法，老師和學(xué)生之間就能教授和提問，學(xué)生也可以進(jìn)行習(xí)題的演算和求解。在此過程中老師也能夠輕松看到學(xué)生的解題思路和步驟。這種遠(yuǎn)程計(jì)算管理是基于C/S的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，主要是以圖形信息，數(shù)字信號作為核心，對用戶操作過程進(jìn)行記錄傳輸。并且大多數(shù)系統(tǒng)對于被控計(jì)算機(jī)是進(jìn)行權(quán)限限制的，以避免系統(tǒng)軟件資源被破壞，確保了計(jì)算機(jī)的安全。
3 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)原始控制技術(shù)開始于DOS時(shí)代，由于當(dāng)時(shí)信息技術(shù)不完善，計(jì)算機(jī)普及不廣泛以及人們對于這種技術(shù)的需求不高，所以當(dāng)時(shí)人們關(guān)注度不高。但是由于近10年來信息技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)的更廣泛普及以及人們對與這種技術(shù)的需求，遠(yuǎn)程控制技術(shù)快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)連接方式由最初的LAN方式發(fā)展到現(xiàn)在的WAN、撥號方式以及互聯(lián)網(wǎng)方式?，F(xiàn)在網(wǎng)上95%的遠(yuǎn)程控制軟件都在使用TCP協(xié)議，因?yàn)樗膬?yōu)勢在于穩(wěn)定、速度快效率高以及安全，然而TCP協(xié)議連接不能突破內(nèi)網(wǎng)的缺陷給了它的使用帶來很大折扣。與TCP協(xié)議遠(yuǎn)程控制不同的UDP協(xié)議遠(yuǎn)程控技術(shù)，在使用時(shí)不需要與對方建立聯(lián)系，也不需要最后進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)，關(guān)鍵在于它能穿透內(nèi)網(wǎng)的阻隔?，F(xiàn)在普遍使用的QQ、MSN等軟件的遠(yuǎn)程控制服務(wù)都是基于UDP協(xié)議遠(yuǎn)程控制。由于現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)IP上網(wǎng)的用戶日益增多，IP資源更加緊張，使用基于UDP協(xié)議遠(yuǎn)程控制以穿透內(nèi)網(wǎng)阻隔實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)將成為主流發(fā)展方向。
4 結(jié)語與思考
常用遠(yuǎn)程控制軟件不同于木馬，木馬簡單來說是一中病毒，會(huì)攻擊DOS，破壞下載者的軟硬盤，攻擊被控計(jì)算機(jī)。木馬還有一定隱蔽性，會(huì)隱藏服務(wù)端。遠(yuǎn)程控制技術(shù)雖然跟木馬在功能上有一定相似，但遠(yuǎn)程控制技術(shù)要比木馬安全許多，因?yàn)檫h(yuǎn)程控制需要被控計(jì)算機(jī)的授權(quán)才能服務(wù)，因此遠(yuǎn)程控制常用于正當(dāng)用途的使用。本文分析了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，目前能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制技術(shù)除了window自帶系統(tǒng)，其他部分軟件系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，目前除了國內(nèi)學(xué)校中教師講課需要遠(yuǎn)程控制技術(shù)，在更多領(lǐng)域也逐漸使用遠(yuǎn)程控制。在未來時(shí)期，無論是大型服務(wù)器，還是小范圍局域網(wǎng)，都需要不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更快捷，更安全，更方便的使用過程，并有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高人們的生活水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙飛.UDP協(xié)議與TCP協(xié)議的對比分析與可靠性改進(jìn)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2006：1609.