自动化专业考研复试中,实验操作是核心环节之一(多数院校占复试成绩30%-40%),主要考查考生的动手能力与工程实践素养,高频实验集中在PLC编程、单片机控制、传感器应用三大模块,需提前1-2个月针对性准备。
一、PLC编程实验(高频考查,占实验成绩40%):1. 实验目的:考查PLC的基本指令应用(如触点指令、线圈指令、定时器/计数器指令)与程序设计能力,常见实验项目为“电机正反转控制”“交通信号灯控制”。2. 操作步骤(以“电机正反转控制”为例):①硬件连接:将PLC的输出端(如Q0.0、Q0.1)分别连接到正转接触器、反转接触器线圈,输入端(如I0.0、I0.1、I0.2)分别连接正转按钮、反转按钮、停止按钮,注意电源极性(DC24V)避免短路;②程序编写:使用STEP 7-Micro/WIN软件,编写控制程序(正转:I0.0按下,Q0.0得电,同时Q0.1失电;反转:I0.1按下,Q0.1得电,同时Q0.0失电;停止:I0.2按下,Q0.0、Q0.1均失电),需加入“互锁”(Q0.0的常闭触点串入Q0.1线圈回路,Q0.1的常闭触点串入Q0.0线圈回路),防止正反转接触器同时吸合导致电源短路;③程序下载与调试:将程序下载到PLC(如西门子S7-200),按下正转、反转、停止按钮,观察电机运行状态,若电机不转,检查硬件接线(如触点接触是否良好)与程序(如指令是否正确)。3. 易错点:①忘记加入互锁,导致正反转接触器同时吸合;②硬件接线时电源正负极接反,烧毁PLC输出模块;③定时器指令参数设置错误(如时间单位为ms,设置1000表示1秒)。
二、单片机控制实验(占实验成绩35%):1. 实验目的:考查单片机的I/O口控制、中断系统、定时器应用,常见实验项目为“LED流水灯控制”“数码管显示控制”。2. 操作步骤(以“LED流水灯控制”为例,基于51单片机):①硬件连接:将单片机的P1口(如P1.0-P1.7)分别连接8个LED的阴极(LED阳极通过限流电阻接VCC);②程序编写:使用Keil C51软件,编写C语言程序(初始化P1口为输出,通过循环语句依次置低P1口的某一位,实现LED逐个点亮,加入延时函数(如delay(500)表示延时500ms)控制流水速度);③程序下载:通过编程器将编译后的HEX文件下载到单片机(如AT89C51),通电后观察LED是否按“从左到右”或“从右到左”的顺序流水点亮。3. 易错点:①限流电阻未接入(LED额定电流小,易烧毁LED或单片机I/O口);②延时函数编写错误(如延时时间过短,LED闪烁过快无法观察);③程序下载时单片机未进入编程模式(需检查编程器与单片机的连接)。
三、传感器应用实验(占实验成绩25%):1. 实验目的:考查传感器的信号采集与数据处理,常见实验项目为“温度传感器(DS18B20)数据采集”“红外传感器物体检测”。2. 操作步骤(以“DS18B20温度采集”为例):①硬件连接:将DS18B20的VCC接5V,GND接GND,DQ引脚接单片机的P3.0口(需接入4.7kΩ上拉电阻);②程序编写:编写DS18B20的初始化函数、读字节函数、写字节函数,通过单片机向DS18B20发送温度转换指令,读取温度数据并转换为十进制(如读取的16位数据中,高8位为整数部分,低8位为小数部分);③数据显示:将温度数据通过数码管或LCD1602显示,通电后观察显示的温度是否与环境温度一致。3. 易错点:①上拉电阻未接入,导致DQ引脚信号不稳定;②温度数据转换错误(如未正确处理整数与小数部分的关系);③传感器接线错误(如VCC与GND接反,烧毁传感器)。
复试准备建议:1. 硬件准备:购买“51单片机实验箱”“PLC实验台(西门子S7-200)”,提前1个月每天练习1个实验,熟悉操作流程;2. 资料收集:查询目标院校复试大纲,明确实验项目(部分院校公布复试实验范围),如北京理工大学自动化复试常考“PLC电机控制”,东南大学常考“单片机LED控制”;3. 模拟演练:邀请同学或老师作为考官,模拟复试场景(如操作时边做边讲解步骤),提升表达能力与应变能力(如实验出现故障时,需说明排查思路)。
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