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材料成型设备计算机控制系统硬件抗干扰技术 5.3.1 接地技术 1．接地的概念 所谓“地”，有两种含义，即实际地和虚地。
实际地是指大地，电子仪器往往是以地球的电位为基准，即以大地作为零电位；虚地是以电路系统中某一点电位为基准，即设该点为相对零电位，如电子电路中往往以设备的金属底座、机架、外壳和公共导线作为零电位，即“地”电位，这种“地”不一定与大地等电位。
接地是指让电子、电器设备的基准电位点与大地保持同电位。
2．计算机控制系统中地线的形式屏蔽地：又称为安全地或机壳地，包括机架、外壳、屏蔽罩等模拟地：作为A/D转换器、前置放大器等模拟部分的零电位数字地：即逻辑地，作为逻辑开关网络的零电位功率地：作为大电流网络部件的零电位信号地：是传感器本身的零信号电位基准公共线，传感器可看做是测量装置的信号源系统地：是上述几种地线的最终回流点，它将最终与大地相连。
而以大地电位作为基准零电位直流地：直流电源的接地线交流地：一般指50Hz交流电源接地线 3．电磁兼容接地 是指由于电磁兼容设计而要求的接地，一般有两种分类法：四类法和三类法。
四类法是将所有电路按信号特性分成四类，分别接地，形成4个独立的接地系统，每个“地”系统可以采用不同的接地方式。
四类法的第一类是敏感信号和小信号“地”系统，包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等第二类是不敏感信号和大信号电路的的线系统，包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等第三类是干扰源设备地系统，包括电动机、继电器、接触器等。
由于这类元件在工作时产生火花或冲击电流等第四类是金属构件地，包括机壳、底板、机门、面板等 由于“四类法”中四种电路的地都分别设置，因此可以较完善地达到接地的设计要求。
“三类法”与“四类法”的分类原则相同，只是将上述第一类和第二类的地线分别集中连接到机壳，并略去第四类，成为三类地系统。
4．系统抑制干扰的接地方式一点接地准则 一般高频（10MHz以上）电路应采用多点接地，低频（1MHz以下）应采用一点接地。
材料成型设备控制基础教学设计概述材料成型是工业制造中必不可少的环节，而成型设备的控制是保证合格成品的前提之一。
本教学设计旨在介绍材料成型设备的控制基础。
目标通过本教学设计的学习，学生应该能够：1.理解材料成型设备的基本组成和工作原理；2.掌握单片机对材料成型设备进行控制的基本方法；3.熟悉用C语言编写材料成型设备控制程序的方法。
教学内容1. 材料成型设备的基本组成和工作原理1.讲述材料成型设备的基本组成和工作原理；2.展示材料成型设备在实际生产中的应用；3.分析材料成型设备的控制需求和难点。
2. 单片机控制材料成型设备的基本方法1.简介单片机的基本概念；2.介绍单片机控制设备的基本流程；3.分析单片机控制材料成型设备的难点；4.初步理解单片机控制材料成型设备的设计思路。
3. C语言编写材料成型设备控制程序的方法1.介绍C语言的基本语法；2.介绍C语言的编译和调试过程；3.分析如何编写材料成型设备控制程序；4.用C语言编写材料成型设备控制程序的案例分析。
教学步骤1.介绍教学设计的目标和内容；2.讲述材料成型设备的基本组成和工作原理；3.介绍单片机控制设备的基本原理；4.简单介绍C语言编程语言的基本概念和使用方法；5.分析如何用C语言编写材料成型设备控制程序；6.对照案例分析如何实际编写材料成型设备控制程序；7.总结本教学设计的内容和重点。
教学工具和材料1.讲义和教学课件；2.材料成型设备实物或示意图；3.单片机控制开发板和编程器；4.案例设计的材料和程序。
教学评估1.考试：命题考试；2.实验：设计一个简单的材料成型设备控制程序；3.课堂测试：答题和讨论。
结论本教学设计综合介绍了材料成型设备的基本组成和工作原理、单片机控制设备的基本原理、C语言编程的基本概念和应用方法等内容，对学生理解材料成型设备的控制基础起到了重要的帮助和指导作用。
《材料成型技术基础》课程教学大纲课程中文名称：材料成型技术基础课程英文名称：Fundamentals of Engineering Material Manufacturing Technology课程编号：ZF16613课程性质：专业方向课程学时：（总学时36、理论课学时30、实验课学时6）学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化先修课程：机械工程材料、现代工程图学、材料力学、公差与测量技术、机械原理、机械设计、基本机械加工技能训练课程简介：《材料成型技术基础》主要内容是介绍各种材料尤其金属材料成型加工工艺及相关知识，从而为学生今后学习有关的专业课程以及从事专业技术工作奠定必要的材料加工方面的知识和素质基础。
该课程是综合性技术基础课程，为机械设计制造及其自动化专业的选修课程。
通过对该课程的学习，获得常用机械工程材料工艺知识，培养工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和今后从事机械设计工作提供了必要的基础。
一、教学目标及任务（1）熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。
（2）掌握材料成型方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯及工艺分析的初步能力。
（3）了解各主要成型方法所用设备的基本工作原理和适用范围。
（4）初步了解新工艺、新材料、新技术及发展趋势。
二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章绪论（2学时）材料加工工艺发展史，材料加工生产在国民经济中的地位，本课程的主要内容与学习方法。
第二章金属的液态成型（8学时）教学重点：液态金属成型方法，液态成型金属件的工艺设计；分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响教学难点：分型面与浇注位置选择教学要求：掌握液态金属的工艺性能，掌握液态金属的成型方法，掌握液态成型金属件的设计，了解液态成型技术的新进展。
教学内容：第一节金属液态成型工艺基础液态金属的工艺性能；合金的工艺性能与铸件质量的关系第二节常用合金铸件的生产铸铁件的生产；铸钢件的生产；有色合金铸件的生产第三节液态金属的成型方法重力作用下的液态成型方法；外力作用下的液态成型方法；金属液态成型方法的合理选用第四节液态成型金属件的工艺设计铸件结构的工艺性；铸造工艺方案的确定；铸造工艺参数的确定；浇冒口系统设计；液态成型工艺设计实例第五节液态成型技术的新进展快速成型技术及应用；快速凝固技术；消失模铸造；计算机在铸造中应用.习题要点：1、什么是金属液态成型？2、金属液态成型制品的主要缺陷有哪些？3、什么是缩松和缩孔？如何防止缩松和缩孔？4、金属液态成型的基本方法有哪些？5、如何确定铸造工艺方案？如何进行浇口设计？第三章金属的塑性成型（8学时）教学重点：金属塑性成型方法，塑性成型件的工艺设计，自由锻和模锻工艺设计教学难点：塑性成型件的工艺设计教学要求：掌握金属塑性成型的工艺理论基础，掌握金属塑性成型方法，掌握塑性成型件的工艺设计，了解塑性成型技术新发展。
1.单片机、PLC与继电器的区别答：单片机是利用半导体集成技术，将中央处理单元和一定的数据存储器、程序存储器、定时/计数器、并行输入/输出接口和串行通信接口等多个功能部件集中在一块芯片上，是一台具有完整计算功能的大规模集成电路。
PLC具有如下特点：①可靠性高②丰富的I/O接口模块③采用模块化结构④编程简单易学⑤安装简单，维修方便⑥体积小，质量小，能耗低。
而继电器却是体积大，耗电多，可靠性差。
2.开环、闭环的特点答：开环系统的特点：因为无须对被控量进行检测和反馈，系统结构和控制过程均较简单。
在某些被控量无法检测时，开环控制系统也有其优越性。
同时，开环控制系统还没有稳定性问题。
闭环控制系统的特点：①有两种传输信号的通道，由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。
二者构成了一个闭合回路②由于系统的控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的，故这种控制常被称为按偏差控制，又称为反馈控制。
反馈控制的作用是使偏差减小③作用在反馈环内前向通道上的扰动所引起的被控量的偏差值，都会得到减小或消除，使得系统的被控量基本不受该扰动的影响④闭环控制系统存在稳定性问题3.最常见的控制电路有哪些答：①自锁②互锁③联锁④多地⑤制动控制⑥顺序控制4.抗干扰的方法，干扰产生的原因答：硬件方法：接地技术、屏蔽技术、硬件“看门狗”技术、虑波技术和隔离技术软件方法：软件冗余技术、软件陷阱技术、软件“看门狗”技术产生原因1.来自电网的干扰高频串扰电压跌落浪涌及波形畸变2.来自微机控制系统外的空间的干扰3.系统自身内部的干扰4.从信号传输线传入的干扰其他类型的干扰5.RS232、RS485、USB的特点答：RS232：RS232标准接口线有25根线，4根数据线，11根控制线，3根定时线，7根备用和未定义线，9根常用线。
其传送距离最大约为15m，最高传送速率为20kbit/s,所以适合本地设备之间的通信。
RS485：通信距离远、通信速率高、成本低USB：①连接简单快捷②支持多设备连接③无须外接电源④较强的纠错能力⑤速度快6.PID的基本理论，智能PID控制有哪些类型答：PID调节器：按照偏差的比例，积分和微分进行控制的调节器智能PID控制类型：模糊PID控制、专家PID控制、智能PID自学习控制、基于神经网络的PID控制7.三相异步电动机的特性，启动、调速、制动方法答：特点：结构简单、运行可靠、坚固耐用、价格便宜、维修方便启动1。
材料成形设备控制与自动化一、课程说明课程编号：080107Z10课程名称：材料成形设备控制与自动化/Control and Automation of Forming Equipment课程类别：专业教育学时/学分：32/2先修课程：高等数学、自动控制原理、电工技术、微机原理适用专业：机械电子、机械设计制造及其自动化、微电子教材、教学参考书：[1] 刘立君，材料成型设备控制基础，北京大学出版社，2008[2] 朱成华，设备控制基础，电子科技大学出版社，2013[3] 李永堂，锻压设备理论与控制，国防工业出版社，2004[4] 王敏，材料成形设备及自动化，高等教育出版社，2010[5] 钟汉如，现代机械装备控制工程，清华大学出版社，2009[6] 刘皓春，设备控制基础，北京邮电大学出版社，2006二、课程设置的目的意义本课程是一门关于制造装备控制与自动化的课程，通过教学，使学生了解材料成形装备的运行原理与特点，掌握制造装备的自动化技术基础，掌握电气控制、PLC技术与抗干扰技术，掌握典型成形制造装备控制系统设计步骤与设计原则，为学生独立设计控制系统与开发自动化装备提供基础。
三、课程的基本要求按照本专业培养方案的培养要求，参照培养方案中课程体系与培养要求的对应关系矩阵，阐述本课程所承载的知识、能力和素质培养的具体要求。
1．了解材料成形装备的运行原理与特点；2．了解液压驱动原理与技术；2. 掌握微计算机控制系统设计基础与电气控制及PLC技术；3. 掌握材料成形设备PID控制方法与技术；4. 掌握材料成形设备微型计算机控制系统的设计基础、抗干扰技术与设计方法；5. 了解典型材料成形装备的控制技术与自动化技术。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定根据课程类型、课程性质、课程内容及特点，确定适合的考核内容、考核方式及成绩评定。
考核内容重点考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用多种形式（笔试、口试、答辩、测验、论文等）、多个阶段（平时测试、作业测评、课外阅读、社会实践、期末考核等）、多种类型（作品、课堂实训、课堂讨论、社会调查、竞赛等）等全过程的考核；成绩评定加大过程考核及阶段性考核成绩比例（原则上七、大纲主撰人：大纲审核人：。
材料成型设备课程教学大纲课程名称：材料成型设备课程编号：16118218学时/学分：40/2.5开课学期： 6适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课一、课程的目的和任务目的：本课程是材料成型及控制工程专业（模具技术方向）的一门专业方向选修课，通过本课程的学习，让学生掌握材料成型工艺和产品生产过程必备的设备知识，熟悉材料成型生产过程中常用设备的使用方法和简单维护。
任务：掌握材料成型加工过程常用设备的结构、工作原理、特点和使用方法；掌握材料成型设备的正确选用；掌握模具结构设计时的设备校核，提高综合应用专业知识指导生产实际工作的能力。
二、课程的基本要求1.知识要求：要求通过本课程的学习，了解材料成型加工设备的类型和特点；了解设备的应用范围及使用维护方面的基本常识；掌握曲柄压力机、塑料注射机、塑料挤出机、压铸机的基本结构、工作原理和主要技术参数；了解其它冲压与塑料成型设备的主要结构类型、特点和应用范围。
2.能力要求：能够运用所学知识合理选用冲压与塑料成型生产的常用设备，能根据设备的技术说明书和操作规程正确使用设备，能正确排除设备使用中常见的小故障，做到安全生产。
3.素质要求：培养学生理论联系实践、运用扎实的理论和创新思维方法，分析和解决生产实际问题，具有材料成型专业技术人员的素质。
三、课程基本内容和学时安排第一章曲柄压力机（8学时）知识点：曲柄压力机的工作原理、结构组成、分类、型号及技术参数，曲柄滑块机构的运动规律与受力分析，滑块许用负荷图，通用压力机主要零部件的结构（曲柄滑块机构的结构、离合器与制动器、传动系统、机身、飞轮与曲柄压力机功率的计算、辅助装置、辅助系统），曲柄压力机的选择和使用（曲柄压力机的选择、精度及检查、安装与调整）；重点：曲柄滑块机构，压力机主要零部件结构，压力机的选用；难点：压力机选用。
第二章其他类型的冲压设备（6学时）知识点：双动拉深压力机、螺旋压力机、精冲压力机、高速压力机、数控冲模回转头压力机、数控折弯机等设备的工作原理、结构特点，各种压力机的应用范围及其选用；249重点：双动拉深压力机、精冲压力机、高速压力机、数控冲模回转头压力机、折弯机的结构特点及其应用；难点：各种冲压设备的合理选用。
