三菱电机杯全国大学生电气与自动化大赛
创新创业教育导向下“高电压技术”课程教学模式探索
创新创业教育导向下“高电压技术”课程教学模式探索作者：刁胤峰韩龙苏勋文来源：《科教导刊》2024年第09期摘要实施以创新创业教育为导向的课程教学，既可以提升学生的专业实操水平和创新创造能力，从而向社会输送应用型人才，同时又能为学生提供实习机会、丰富学生的创业经验，为学生将来的自主创业奠定扎实的基础。
文章以“高电压技术”课程为例，首先概述了“双创”背景下课程改革的必要性，随后从教学实践出发，列举了理实一体化教学和案例教学两种常用的课程教学模式，并总结了课前做好预习、课上增加互动、课后总结回顾的教学经验，为创新创业教育导向下“高电压技术”的高质量教学提供了有益的借鉴。
关键词创新创业教育；高电压技术；理实一体化教学中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdk.2024.9.035Exploration of the Teaching Model of "High Voltage Technology" Courseunder the Guidance of Innovation and Entrepreneurship EducationDIAO Yinfeng， HAN Long， SU Xunwen（School of Electrical and Control Engineering， Heilongjiang University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang 150022）Abstract Implementing curriculum teaching guided by innovation and entrepreneurship education can not only enhance students' professional practical skills and innovative creativity， thereby delivering applied talents to society， but also provide internship opportunities and enrich their entrepreneurial experience， laying a solid foundation for their future independent entrepreneurship. This article takes the "High Voltage Technology" course as an example. Firstly， it outlines the necessity of curriculum reform under the background of "double innovation". Then， starting from teaching practice， it lists two commonly used teaching modes of integrated theory and practice teaching and case teaching， and summarizes the teaching experience of pre class preparation，increased interaction in class， and post class summary and review， in order to provide guidance for innovation and entrepreneurship education in "High Voltage Technology".Keywords innovation and entrepreneurship education; high voltage technology; integrated teaching of theory and practice自國务院办公厅印发《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》以来，学校密切关注市场用人需求，坚持创新创业教育导向，加快推进各专业课程的教学改革，为培养理论扎实、技能熟练、经验丰富的复合型人才提供了良好的教育环境。
基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真
74智青春·创未来第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动，并一直保持到停止开关动作或待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下时停止；罐装满啤酒后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到下一个待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下或停止开关动作；能够实现对生产产品进行自动记数并可以手动对计数器清零；（2）当易拉罐定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，当灌装到设定量时，停止灌装；（3）待灌装过程完毕将啤酒罐经流水线运送到指定位置，经传感器检测后，启动自动上盖机，将满罐的啤酒罐盖上铝盖；（4）上盖完毕后，启动机械手抓取满灌的啤酒罐到封口机平台上，开始对满罐啤酒进行封口；（5）封口完毕后，再次启动机械手将封口的啤酒罐放在流水线上；（6）将啤酒罐经流水线经过自动喷码机，将生产日期自动喷在罐子上；（6）喷码完毕的灌装啤酒经流水线至包装工序。
3 软件方案设计3.1 PLC外部接线安装I/O输入输出分配，如下表1所示。
表1 PLC I/O输入输出分配表输入分配输出分配输入点作用输出点作用X0起动Y0传动带X1停止Y1灌装机X2灌装机传感器Y2封口机基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真1 啤酒罐装生产流水线总体方案设计啤酒灌装自动生产线控制系统主要包括五个部分：啤酒自动灌装部分、自动上盖部分、机械手拿取啤酒罐部分、啤酒灌装自动封口部分、自动喷码部分。
系统的总体思路：此生产线为全自动控制的，生产线一旦上电，PLC将通过软件对生产线进行自动控制：通过开关控制传送带的停转和对啤酒罐的灌装控制，实现对系统状态的显示，并且通过PLC内部的计数器对所生产的产品进行计数。
本项目对啤酒罐装生产流水线的硬件和软件进行了设计。
其中硬件设计包括三菱FX3GA-60MR PLC外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计与调试。
根据系统的要求对PLC、变频器、电动机、传感器等外部设备进行选型。
可配式共享单车检测系统开发
智青春·创未来第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集可配式共享单车检测系统开发摘 要 介绍了共享单车检测系统的设计思想和工作流程，利用三菱F系列的可编程逻辑器件（PLC）、光电编码器以及自主设计的人机交互界面，对目标自行车进行自动化检测、评估和结果反映，使得用户可以轻松地掌握自行车的工作情况。
关键词 共享单车检测系统；PLC；光电编码器；人机交互界面；检测；评估1 引言当今时代以创新为主题，人们的生活方式随着社会的发展在不断改变，以互联网为主导的科学技术的发展与生产方式的革新给世界带来了翻天覆地的变化。
“共享单车”的出现正是基于此。
无论是从概念上还是经营模式上，共享单车都明显具有自己的核心竞争力，其发展势头不容小觑，目前国内已经涌现出一大批不同公司不同种类的共享单车，如ofo、摩拜等。
而大批量、高质量的自行车生产必然是该产业链上重要一环，是一切的前提。
所谓商品，最重要的一点是需要令客户满意，而对于共享单车来说，除了实惠的价格以外，自行车使用的舒适程度也是顾客选择时需要参考的因素。
所以在自行车生产中，需要有一套检测系统对自行车的各方面性能做出评估，根据检测结果来评定自行车生产工艺的好坏，从而决定该车或者该条生产线是否需要改进。
此外，某些顾客在使用过程中对自行车不够爱惜，在使用结束后也没有对自行车的放置地点做出妥善的安排，因此即使在出产时各项性能指标完好的自行车在使用一段时间后也会变得不再得心应手，在定期的回厂检查时也应该对自行车的完善程度做出评估。
而我们的作品——共享单车检测平台正是以此为背景展开研究和设计的。
我们的作品，旨在通过利用三菱公司各种高精度检测元件以及可编程逻辑器件等，搭建一个指标明确，使用方便的检测系统，该系统检测过程具有一定的自动化程度，可以对自行车的各项设定指标按照一定的标准作出评估，并以图像或者表格的方式显现，从而使管理者可以轻松方便地得到具体车辆的检测报告，以此为据对自己的经营做出调整。
极坐标多连杆绘图仪
51智青春·创未来动单元以及多连杆机构组成。
HMI负责图形形状及相关参数的输入以及绘图的启停控制，PLC程序接收绘图参数并进行相应的处理，将参数转化为两个轴的运动数据，并通过定位模块精确控制两台伺服协同运作，完成图形的绘制任务。
PLC与HMI通过以太网进行通讯从而实现方便快捷的数据传输，同时也为程序数据的下载、比较、监控提供了方便。
3 系统的硬件设计3.1 电气控制方案设计PLC专门为工业控制应用而设计制造，但由于早期PLC功能比较单一，采用PLC作多轴运动控制的方案比较少。
目前，PLC及其相关模块的功能和性能已显著改进，如三菱Q系列高性能PLC、两轴定位控制模块QD75P2等。
因此，本设计采用“PLC+定位控制模块+伺服电机”的方案，如图2所示：图2 电气系统组成★ 魏仁哲，杜明星，崔华山，姜戈，赵相睿（天津理工大学，天津 30038）极坐标多连杆绘图仪Abstract: This project is mainly focused on accurate drawing of graphics. The advantage of parallel link is demonstrated and it makes traditional link mechanismmore vivifying and original. More importantly, parallel link can be explored to develop new CNC machine drive device. The mechanism is completely low-side transmission, and this reduces the effect of low accuracy caused by screw nut drive. Besides, the CNC will be of higher accuracy, lower cost, and higher price-quality ratio. At last, the control system is mainly composed of MITSUBISHI Q series PLC, touch screen, positioning module, servo motor and so on.Key words: MITSUBISHI; PLC; HMI; Servo motor; Linkage mechanism1 引言此项目充分利用了《机械原理》课程中连杆机构部分理论。
我院获“三菱电机杯”全国大学生自动化创新设计及技能大赛特等奖
“ 菱 电 机 杯 ” 全 国 大 学 生 三
自动化 创新 设计 及技 能 大赛 由中
国 自动 化协会 主办 ，是 目前 国 内
自动化 类专业 大 学生 顶级 赛事 ， 今年 是第 三届 。大 赛分 初赛 和 决
赛 两个 阶段举 行 ，大赛 首 次增 加 技能竞赛 。我 院派出４ 个代 表队分
别参 加创 新组 和技 能组 预赛 并川 页
我 院 参 赛 学 生 在 比 赛现 场
利进入８ 月份在 东北 大学举 行的决
赛 。８ １ 日～２ 日，在与 国内５ 月 ７ ０ Ｏ
多 所 本 科 和 高 职 院 校 的 同 场 竞 技
中 ，我 院取得 技 能组特 等 奖和二 等奖 ，创 新组 两个 二 等奖优 异 成 绩 ，在大赛 中引起轰 动 ，备 受 日 本三菱公 司关注 。
我 院获 三菱 电机杯 ＂ 全 国 大学 生 “
自动化 创新设 计及 技能 大赛特 等奖
我院在２ ｌ￣ “ ｏｏ 三菱 电机杯” 全 国大 学生 自动 化创 新设 计及 技
能 大赛 中喜 获技 能组 特等 奖 和二 等 奖一项 、创 新 组二 等奖 两项 优
异 成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。
比赛 颁 奖 仪式
（陈 佳 ）
全体 参 赛 队 员在 东北 大 学 合 影
智能温室大棚控制系统
1 前言
当今农业现代化技术越来越受到重视，而温室大棚是高效 农业发展的一个重要组成部分，因此研究开发适合我国国情及性 能优越、低成本且运行可靠的高度智能化温室控制系统是当前该 领域研究的热点问题。自检自控的智能温室大棚也就成为当前农 业发展所需。
可编程控制器（Programmer Logic Controller, PLC）作为一种 先进的工业控制计算机其应用非常广泛，再结合温度传感器、湿 度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器及辅助的人机交互和通 信技术，就能够有效地控制农作物生长所需的主要环境条件，有 助于温室种植的发展，提高农业生产的经济效益。本文即基于此 需求设计出一种自检并自控的智能化系统。
智青春·创未来
第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集
智能温室大棚控制系统
Intelligent Greenhouse Control System
★ 张海玮，武波，杨爽，骆敏，荆帅（天津大学仁爱学词
温室大棚在现代农业生产中至关重要。想要实现优质、高产及高效，就要对温室大棚的环境因子如温度、湿度、二氧化碳含量及 光照强度等有效检测并控制，对此应用了MATLAB的图像处理检测叶片颜色、纹理、形状特征，并结合传感器与三菱PLC相连使 用等构建了一个自检自控的系统。结果表明，该系统能够实现对温室环境因子准确检测并且有效控制，很好地实现对温室中各参 数的实时监控，较好地满足温室作物对生长环境的要求。
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图1 温室大棚监控系统的整体结构简图
3 系统硬件
本控制系统的硬件主要由电源模块、交流接触器模块、PLC 控制模块、传感器数据采集系统和执行机构组成。
以“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛促“电机学”教学改革
2019年16期教改新论高教学刊以“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛促“电机学”教学改革*罗朋，李一峰*，陈景贤，于跃（广东海洋大学电子与信息工程学院，广东湛江524088）引言进入新时代，党和政府多次提到全面深化教育改革，推进创新创业教育。
高等院校作为创新型人才培养的主阵地，支撑着国家创新体系的建设，培养创新型人才是高等教育的根本任务。
在2018年6月21日“新时代全国高等学校本科教学工作会议上”，教育部陈宝生部长再次提到高等院校需要持续深化创新创业教育。
李国锋提出将课程为基础，学科竞赛为载体，技术训练手段的创新能力培养模式[1]；鲁世斌探讨学科竞赛对大学生创新能力发挥的作用[2]；陈艳霞将依托竞赛，变革教学方法，激发学生学习的兴趣[3]；李琳研究以竞赛为驱动的产教合作创新型网络人才培养模式，针对竞赛进行教学改革[4]。
赵鹏提出基于学科竞赛的实践教学体系，通过开设公选课机组建学习型社团的形式选拔人才。
这些都将课程、学科竞赛结合在一起，对于推进大学生创新创业教育具有十分重要的意义。
电机是一种进行能量转换和信号转换的电磁机械装置，“电机学”是电气工程及其自动化专业、自动化专业的专业基础课程，与多门专业课程联系紧密。
它既是专业课的基础，本身又具有专业课的性质，与工程实际联系非常紧密，但也是学生公认的难学课程。
“电机学”的教学改革对后续其他课程的学习起到关键作用。
“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛（以下简称“电机学竞赛”）是我国高校电气与自动化学科最高水准的竞赛之一，由教育部高等学校电气类专业教学指导委员会和中国自动化学会主办。
其宗旨在于培养学生创新意识、合作精神、工程实践能力的培养，以竞赛为载体，将理论与世纪的有机结合，是当前高等教育教学改革的重要内容之一。
大赛的主题分为创新设计和系统应用两大类，隔年交替举行。
电机学竞赛不仅是一场考察学生综合能力和综合素质的考试，也是检验全国高校基础教学水平和教学改革成果的重要依据。
基于互联网+的变电站监控平台视频监控智能化系统
82智青春·创未来第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集到变电站日常管理中；（2）人为干预多——视频监控点的异常情况需要人为主动发现，往往存在许多延误和判断失误的情况，增大了不安全的因素，缺少系统的联动机制。
互联网+的变电站辅助监控系统，能够通过摄像头人工查看变电站的工作情况，当有人闯入和出现危险情况时，能够快速定位到报警处，加快了排除险情的速度。
同时变电站的温湿度也非常重要，需要自动控制温度和湿度，并能远程监测。
更重要的是，让建立了一个网页，能够通过互联网获得变电站的实时数据，而且能够通过摄像头，在网络端操控摄像头转向，从而看到变电站周边的情况。
实现现场监控和互联网查询监控一体，提高整个系统安全性，扩大了管理范围。
2 各系统硬件组成和介绍系统硬件组成如图1所示。
★ 焦玉成，周猛祥 ，薛枫 ，印雷（三江学院，江苏 南京 210012）基于互联网+的变电站监控平台视频监控智能化系统1 引言变电站作为电网的核心环节，担负着所在区域的高低压变换及供电任务，安全运行显得尤为重要，同时智能化的管理也越来越重要，不仅减少了管理成本，也使得整个系统的安全性大大增加。
“十三五”期间智能变电站将进入稳步建设时期，综合辅助系统作为保障变电站运行的支持系统，随着标准实施将全面配套建设，智能变电站大步迈向全面感知时代。
采用人工的视频监控方式已经远远不能满足需要，因此智能视频监控技术应运而生并迅速成为一个研究热点[1]。
无人值守变电站该如何管理，变电站的实时状态如何监测和共享，如何快速定位不安全位置，如何自动对施工环境进行改善等。
通过调查研究，总结整理了现阶段综合辅助系统面临的主要问题：（1）业务融合少——“遥视”大多只实现视频复核、历史追溯的功能，视频监控系统依然独立于生产系统，并未真正融入摘 要基于三菱Q系列PLC，GOT触摸屏，以太网模块，A/D模块，输入输出模块等设备自主设计了一种变电站远程监控系统，能够实现施工现场和远端的双重监控和操作。
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初赛项目内容简介
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参赛队名称
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项目简介
对参赛项目进行简要说明（包括项目所采用的三菱电机自动化产品的类型，以及项目设计预期的目标和设计方案摘要等内容）。
（可续页）
项目简介（续页）
对参赛项目进行简要说明（包括项目所采用的三菱电机自动化产品的类型，以及项目设计预期的目标和设计方案摘要等内容）。
（可继续续页）
评审专家评审意见
注：表格的内容除专家评审意见栏外，所有内容都必须详细填写；如学校有三个参赛项目，每个项目需单独填写一份。