國內大學相關課程現況

一、國立彰化師範大學工業教育學系

國立彰化師範大學工業教育學系開設了「可程式控制技術」課程，

其課程大綱茲將整理如下：

1. 可程式控制器簡介

2. 可程式控制器軟體介紹與操作 3. 機電整合介紹

4. 可程式控制器指令介紹與操作 5. 可程式控制器與電腦連線及監控 6. 應用指令解邵及設計

7. 狀態流程圖設計 8. 實例應用分析 9. 專題報告

開設課程目的係因可程式控制器 PLC 在產業自動化中，一直扮演 很重要的角色。本課程由 PLC 之編輯軟體的使用開始，教師於課堂上 講解可程式控制器的基本概念、基本指令、應用指令，輔以教師提供之 教材進行實機之操作與範例練習。經由 PLC 程式設計範例，循序漸進 的指引學生進入可程式控制器程式之撰寫，包含步進階梯圖與狀態流程 圖的熟悉與應用。最後，讓學生能結合可程式控制器與機電整合模組來 製作專題。[79]

二、台灣大學生物產業機電工程學系

台灣大學生物產業機電工程學系開設了「機電整合

機電整合及實習」

課程，

1. 簡介(包括示範操作與簡易實習) (1) 機電整合之定義與架構

43

(2) 傳統系統與機電整合系統之比較 (3) 機電整合系統之應用

(4) 學習機電整合課程之方向與原則

(5) 示範操作 (6) 四驅車實作之實習

2. 基本電子儀器介紹與實習 (1) 三用電表

(2) 示波器、信號產生器、電源供應器

3. 基本控制概念與控制器實習 (1) 基本控制概念與分類

(2) 控制器之架構 (3) 控制器之選用要點 (4) PLC控制器

(5) CPLD控制器

4. 控制上常用之電子元件與實習 (1) 電子元件之發展與應用

(2) 控制上常用之電子元件及其應用 (a) 類比元件

二極體、雙載子接面電晶體、場效電晶體、閘流體與單接 面電晶體、放大器、振盪器

(b) 數位元件

Inverter, AND, OR, Decoder, Multiplexer

5. 感測器與實習 (1) 感測技術概念

(2) 感測器之分類 (3) 農業上常用感測器

44

(4) 感測器選用要點

6. 致動與傳動系統與實習 (1) 電動機

(2) 機構 (3) 油壓系統 (4) 氣壓系統

7. 機電整合系統 - 期末計畫與報告

台灣大學生物產業機電工程學系開設此課程目標係以「控制工程」

為核心，將機械、電機與資訊系統加以整合之系統化技術，並常應用 於產品的設計與製造上。而加強工程學系的學生在機電整合方面之教 育與訓練是世界各國的趨勢。機電整合與實習這門課程著重於學理之 介紹與實作能力之培養，以及系統性能之評估。每周授課兩小時，並 配合兩小時的實習課程，主要強調如何將“機”與“電”整合起來，

達到預期的目標與功能。

三、國立中央大學機械工程學系

國立中央大學機械工程學系開設的「機電整合」課程內容包含相關 機電元件的工作原理，以及控制的方法與應用，課程中也將配合器材示 範，加強學習效果。整體而言，此課程希望學生能習得以下知識：

1. 機電系統之組成、組成元件和其工作原理 2. 電力信號處理、開關及感測元件之特性 3. 各種電氣傳動器(馬達)之特性與應用 4. 基本 PID 自動控制原理及應用 其課程大綱整理如下：

1. 控制系統及機電整合簡介 2. 微處理器及微控制器

45

3. 運算放大器及信號調整

4. 開關、繼電器及電力控制元件 5. 機械傳動元件及系統

6. 感測元件原理

7. 電氣傳動器(直流、步進、交流馬達) 8. 機械傳動器(電磁管、液壓、氣壓) 9. PID伺服控制原理與應用

本課程希望能夠培養學生具備分析工程問題，並且運用數學、科學、

工程知識以及應用現代化工具、方法加以解決問題。且能夠規劃、設計 與執行實驗，並且可以分析實驗結果與解釋數據所代表意義。並能夠注 當前與機械工程相關之技術發展、時事議題，並瞭解對環境、社會及全 球的影響，從而體認專業倫理、社會責任，以及持續學習的重要。每周 授課時間三小時。[81]

四、國立中興大學機械工程學系

國立中興大學機械工程學系開設了「機電整合應用與實習」課程，

目的在於培養機械工程師機電整合設計之基礎能力，著重精密機械工程、

電子(電腦)控制及系統整合性思考等技術之整合訓練。為精密機械及自 動化機械設計必備的基本常識。其課綱茲整理如下。[82]

1.機電整合學之介紹

2.微處理機於機械系統設計之整合應用 3.介面應用技術

4.感測器應用簡介、致動器及驅動器應用 5.及時控制技術

6.直流伺服馬達介面技術實作 7.專題實作：

46

(1) 倒單擺系統機電整合實作 (2) 樑與球系統機電控制實作 (3) 滾動控制系統實作

(4) 滾珠螺桿及氣壓臂系統控制實作 (5) X-Y 平台機電系統運動控制實作 (6) 五軸機器人機電控制實作

(7) 繪圖機機電控制實作

(8) 撓性臂抑振及定位控制實作

(9) PID 控制參數自調技術實作

五、國立宜蘭大學生物機電學系

國立宜蘭大學生物機電學系開設「機電整合工程」課程旨在建立生 物產業中機電整合的基礎知識、整體系統概念與實務經驗。同學配合機 電整合實習中分組實習，最後以單晶片控制器、感測器回路、驅動電路 與機構，設計並製作可實際運作之完整的自動控制系統。[83]

其課綱茲整理如下。

1. 機電整合概論、基礎電路介紹 2. 感測器基本電路

3. 感測器

4. 單晶片控制器架構 5. 單晶片控制器硬體 6. 單晶片控制器軟體 7. 單晶片控制器應用 8. 量測與資料擷取 9. 期中考

10. PLC及其它控制器

47

11. 電動機原理與控制

12. 液氣壓系統與其它致動器 13. 基本機構及機械系統 14. 介面與驅動電路 15. 自動控制原理

此課程由三位老師聯合授課，每周二小時正課，並配合「機電整合 工程實習」課程實習。

透過本節整理，膫解可程式邏輯控制與機電整合課程在國內大學相 關科系發展的現況，其教學內容與教學方式相當多元與多樣，但也造成 此課程在不同學校中教學的內容差異性極大，故如何提升教學的品質，

幫助學生建立理論與實作的能力，也成為本研究努力的目標與方向。

48