实验教学
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教学内容
 

 

教学体系

      自动化专业本科生必须掌握三个层次的知识和能力,见图2。首先是电类专业都必须掌握的基础知识(数理基础、机电基础、计算机基础);其次是自动化专业学生必须切实掌握的控制知识,即反馈控制系统的各个环节的原理和实现方法;最后是系统与工程能力,即将控制知识熟练应用于工程的能力。其中控制知识和系统与工程能力对自动化专业类学生而言是最重要的。与此知识能力培养对应的实践教学体系包含三个层次:认识实习、控制知识单项训练、工程能力综合训练。认识实习主要在校外企业实践基地完成,中心主要着力于控制知识单项训练(理解和熟练设计控制系统闭环中各个独立环节的能力)和工程能力综合训练这后两个层次的实践教学。

     中心下设计算机硬件实验室,自动控制实验室,工业自动化实验室,以及东南大学-罗克韦尔自动化实验室东南大学-菲尼克斯自动化实验室两个校企联合实验室,构成了从电类基础知识、到控制专业基础、再到控制工程专业训练的较为完整的实验教学平台。主要面向自动化、电气、仪器、动力等专业开设计算机硬件应用、控制原理和控制技术、过程控制、运动控制等相关课程的实验与课程设计,并可作为开展毕业设计和课外研学创新活动的校内实践基地。

 

教学内容

      为使自动化专业本科生熟练掌握控制系统闭环中各个独立环节,以及加强学生的工程能力综合训练,中心完成以下与工业应用密切相关的实验和实践教学内容。
1)工业自动化实验教学
      由中心的工业自动化实验室承担,具体内容包括PLC控制、运动控制、过程控制等。开设了包括PLC原理及课程设计,电力电子技术,电机原理与拖动,自动控制系统,过程控制及仪表等方面的多层次实验;为自动控制系和其它系的本科生课程设计、毕业设计、课外创新活动、研究生培养、教师科研提供了极好的平台。实验室拥有AB、西门子和菲尼克斯全系列可编程控制器(PLC)、AB和菲尼克斯的各类变频器、Rockwell ProcessLogix 分布式控制系统(DCS)、ControlLogix控制器和集成化架构的工业控制网络、Rockwell RSView和亚控组态王监控系统组态软件、Rockwell Arena仿真软件、AB DeviceNet现场总线设备等。该实验室是毕业设计和课外研学选题时最受自动化专业学生欢迎的实验室之一。
2)计算机硬件实验教学
     由中心的计算机硬件实验室承担,具体内容包括微机原理、嵌入式系统、单片机、DSP系统等。主要针对英特尔架构微机系统与接口、单片机、DSP以及嵌入式系统为原理和应用实验内容,主要实践课程包括“微机实验及课程设计”、“MCU技术及课程设计”、“DSP技术及课程技术”、“嵌入式系统及课程设计”。另外该实验室负责全校9个院系《微机实验 (及课程设计) 》的实践教学环境和建设工作。以相关实践教学环节为特色的课程《现代检测技术》和《微机系统与接口》均被评为国家精品课程
3)自动控制实验教学
      由中心的自动控制实验室承担,具体内容包括自动控制原理、现代控制论、先进控制算法等实验教学。作为校级平台实验室,该实验室面向全校控制类课程必修和选修的学生,它包括控制原理实验室和控制技术实验室。该实验室装备有70台改进的THBDC型实验仪及多种控制对象,可以开设模拟仿真、计算机仿真、计算机实时控制模拟对象、模拟控制实际对象(电机)、计算机控制实际对象(电机)五种组合形式的自动控制原理实验约20个,以满足不同专业和不同课程要求。在控制器设计上利用先进的且学生已经掌握的Matlab/Simulink软件来设计校正、极点任意配置等实验,还可以很方便地设计模糊控制等实验。控制技术实验室每年可承担全校机械、动力、电子、自动化、计算机、通信、电气等院系学生的《计算机控制技术》等课程实验。实验室不仅配备了温度控制、电机机组控制、步进电机控制等基本实物控制对象,还配有多套X-Y运动平台、倒立摆和磁悬浮等实验装置。
 
4)现场总线和DCS教学

      依托罗克韦尔实验室和菲尼克斯实验室两个校企联合实验室完成。这两个实验室由东南大学与德国菲尼克斯电气、美国罗克维尔自动化等公司合作建设,主要完成现场总线、DCS系统方面的实验和实践教学活动。联合实验室借助于菲尼克斯、罗克维尔自动化等公司捐赠的世界一流设备,面向自动化类专业学生(包括自动化、机械制造及其自动化、电气工程及其自动化、测控技术等),建设开放式、多层次、自主型工业自动化工程实践与创新平台。目前罗克韦尔实验室已建成下面两个层次的实验平台:位于底层的是以可组态的控制系统和模型为核心的基本实验平台;位于上层的是以DeviceNet设备网和DCS系统为基础的综合实验平台。这两个平台由于与实际工程应用直接接轨,受到了学生和用人单位的一致好评。