授课教案(电气控制技术)演示教学.doc

教案第 1 课次项目（章节）单元1：三相异步电动机拖动电路分析项目1：三相异步电动机的启保停控制学时3教学目标1）掌握常用低压电器的分类、作用、符号、规格和选用方法等；2）掌握三相异步电动机的启动、保持、停止控制线路；教学重点常用低压电器作用和选用方法等；三相异步电动机的启保停控制线路。教学难点电气控制线路图的绘制和自锁的概念。教学方法与教学手段使用多媒体课件，让学生掌握基本理论知识，然后通过仿真软件或者动画模拟，让学生了解控制电路的运行过程，从而掌握启保停控制电路的作用。布置作业P70：4、9、121、接触器的主要作用是什么？接触器主要由哪些部分组成？交流接触器和直流接触器的铁芯和线圈的结构各有什么特点？2、既然在在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？装有热继电器是否就可以不装熔断器？为什么？3、画出下列电气元件的图形符号，并标出其文字符号：（1）熔断器；（2）热继电器的动断触点；（3）热继电器的热元件；（4）接触器的线圈；(5)断路器。课后小结教学过程（可续页）1、新学期第一次课，首先介绍电气控制技术的发展现状、本课程的性质和任务、学习本课程可以掌握哪些能力，本课程的考核方式。2、通过工业和日常生活中的典型应用，引入三相异步电机的启保控。 图1-1 异步电机的典型应用3、常用低压电器的介绍，通过图片、动画介绍原理、分类、选用。（详见PPT）4、使用斯沃数控机床仿真软件结合动画演示，介绍启保停控制电路的工作原理，接线连接，电路的运行保护。5、布置作业。教案第 2 课次项目（章节）单元1：三相异步电动机拖动电路分析项目2：三相异步电动机正反转与顺序控制学时3教学目标1）掌握三相异步电动机正反转与顺序控制线路的工作原理；2）掌握接触器联锁和双重联锁的实现办法；3）掌握时间继电器的原理，结构和用途；4) 掌握电气控制线路的读图方法。教学重点掌握三相异步电动机正反转与顺序控制线路的工作原理；掌握电气控制线路的读图方法。教学难点接触器联锁和双重联锁的实现办法教学方法与教学手段使用多媒体课件，让学生掌握基本理论知识，然后通过仿真软件或者动画模拟，让学生了解控制电路的运行过程，从而掌握正反转和顺序控制电路的作用。布置作业P70：20、211、按下列要求画出三相笼型异步电动机的控制线路：（1）既能点动又能连续运转；（2）能正反转控制；（3）能在两处起停；（4）有必要的保护。2、设计一个控制三台三相异步电动机的控制电路，要求MA1启动20S后，MA2自行启动，运行5S后，MA1停转，同时MA3启动，再运行5S后，三台电动机全部停转。课后小结教学过程（可续页）1、复习提问：(a)低压电器的界定；(b)直流电磁机构与交流电磁机构的异同；(c)启保停控制电路的保护功能。2、通过工业典型应用，引入三相异步电机正反转和顺序控制。图1-2 全功能车床主轴的运动3、常用时间继电器的介绍，通过图片、动画介绍原理、分类、选用。（详见PPT）4、使用斯沃数控机床仿真软件结合动画演示，介绍正反转和顺序控制电路的工作原理，接线连接，电路的运行保护。5、布置作业。教案第 3 课次项目（章节）单元1：三相异步电动机拖动电路分析项目3：三相异步电动机的降压启动项目4：三相异步电动机的调速控制学时3教学目标1）掌握三相异步电动机的降压启动的方法；2）掌握三相异步电动机的调速方法；3）了解变频器的结构、工作原理等知识。教学重点掌握三相异步电动机各种降压启动电路的组成和工作原理； 掌握三相异步电动机调速控制线路的组成和工作原理；教学难点三相异步电动机三种降压启动方法的特点及使用场合三相异步电动机的调速方法教学方法与教学手段使用多媒体课件，让学生掌握基本理论知识，然后通过动画模拟，让学生了解控制电路的运行过程，从而掌握控制电路的作用。布置作业P70：19、23、251、试分析三个接触器控制的电动机星三角降压启动控制电路的工作原理。2、设计一台电动机启动的控制电路，要求满足以下功能：（1）采用手动和自动降压启动；（2）能实现连续运转和点动控制，且要求当点动工作时处于降压运行状态；（3）具有必要的联锁与保护环节。25、现有一台双速笼型异步电动机（具有低速启动低速运行和低速启动高速运行两种启动、运行状态），试按下列要求设计电路图：（1）分别由两个按钮控制电动机的高速启动和低速启动，由同一个按钮控制电动机停止。（2）电动机高速启动时，先接成低速，经延时后自动换接成高速。（3）具有必要的保护。课后小结教学过程（可续页）1、复习提问：(a)联锁的概念；(b)画出时间继电器的几种触点；(c)分析正反转电路的运行功能。2、通过工业生产和电网的要求，引出降压启动和电气调速。3、常用降压启动方式介绍（详见PPT）4、典型降压启动控制电路分析5、通过工业生产和电网的要求，引出电气调速控制。（详见PPT）6、常用电气调速方式介绍（详见PPT）7、典型调速控制电路分析（与降压启动对比，两者的实质有何不同）（详见PPT）8、布置作业。教案第 4 课次项目（章节）单元1：三相异步电动机拖动电路分析项目5：三相异步电动机的制动控制项目6：C650卧式车床电气控制线路分析与故障诊断学时4教学目标1）掌握三相异步电动机的制动方法；2）能熟练分析C650车床的电气线路工作原理；3）掌握电气控制原理图的分析方法。4）掌握机床电气线路故障的排除方法。教学重点掌握三相异步电动机制动控制线路的组成和工作原理。掌握C650车床的电气线路工作原理和常见故障分析；掌握电气控制原理图的分析方法。教学难点速度继电器的使用方法机床电气线路故障的排除方法教学方法与教学手段使用多媒体课件，让学生掌握基本理论知识，然后通过动画模拟，让学生了解控制电路的运行过程，从而掌握控制电路的作用。布置作业P71：8、23、26、271、简述速度继电器的结构、工作原理及用途。2、C650型车床主轴电动机的控制特点及时间继电器KF1的作用。3、试设计一台机床的电气控制电路，该机床共有三台三相笼型异步电动机：主轴电动机MA1、润滑泵电动机MA2、冷却泵电动机MA3。设计要求如下：（1）MA1直接启动，单向旋转，不需要电气调速，采用能耗制动；并可点动试车。（2）MA1必须在MA2工作3min之后才能启动。（3）MA2、MA3共用一只接触器控制，如不需要MA3工作，可用转换开关SA切断。（4）具有必要的保护环节。（5）装有机床工作照明灯一盏，电压为36V；电网电压及控制电路电压均为380V。课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)几种常几降压启动电路对比；(b)电气调速的方式；(c)电气调速电路分析。2、通过工业生产要求，引出制动控制。3、常用制动控制方式介绍（详见PPT）4、常用继电器介绍，通过图片、动画介绍原理、分类、选用。4、典型电气制动控制电路分析5、电气控制线路图注意事项介绍。（详见PPT）6、C650卧式机床介绍（详见PPT）7、C650卧式机床电气控制电路分析（详见PPT）8、常用故障诊断方式与C650常见故障分析。9、布置作业教案第 5课次项目（章节）单元2：S7200PLC硬件结构与软件资源分析项目1：S7-200 PLC硬件结构分析项目2：S7-200 PLC软件资源分析学时3教学目标1）了解S7200 PLC的基本组成及结构2）掌握S7200 PLC的工作过程3）掌握S7200 PLC编程资源4）掌握S7200 PLC数据格式教学重点S7200 PLC的基本组成及结构S7200 PLC的工作过程S7200 PLC编程资源教学难点S7200 PLC的工作过程教学方法与教学手段使用PLC实物，多媒体课件，让学生掌握S200 PLC硬件结构与软件资源。布置作业P98：2、4、71、阐述一下PLC由那几部分组成，各部分的功能是什么？2、说明一下PLC的工作过程及工作方式。3、阐述S7-200PLC内部有哪些编程资源。课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)电气制动的形式；(b)C650控制电路分要；(c)电气控制电路常用故障诊断方法。2、通过工业生产要求，引出PLC控制。图2-1 复杂电气电路的接线图3、PLC分类、结构、接线、扩展、工作原理讲解（详见PPT）4、PLC的软件资源介绍，含软元件、数据存储、寻址方式、编程语言。（详见PPT）5、结合典型程序认识PLC软元件和寻址方式。（详见PPT）6、布置作业教案第 6课次项目（章节）单元3：简单PLC控制系统的分析与设计项目1：PLC改造启、保、停控制电路学时3教学目标1）掌握输入/输出指令2）掌握S7200 PLC编程软件简单操作步骤3）掌握S7200 PLC仿真软件操作过程教学重点输入/输出指令S7200 PLC编程软件操作教学难点输入/输出指令教学方法与教学手段使用多媒体课件，S7-200仿真软件让学生掌握基本输入输出指令。布置作业附加题1、阐述输入/输出指令的功能，并说明适用范围上有什么不同。2、在使用S7200 PLC仿真软件时应注意什么，S7200 PLC仿真软件能仿真所有指令？课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)S7-200的扩展规则是什么？；(b)S7-200如何运行的？；(c)什么是软元件？S7200有哪些软元件？(d)S7-200的寻址方式有哪几种？2、通过工业生产要求，引出PLC控制。图3-1 PLC改造启保停控制电路3、PLC输入软件与仿真软件介绍4、结合PLC仿真软件讲解基本输入输出指令。（详见PPT）5、PLC改造电路过程讲解。（详见PPT）6、布置作业教案第 7 课次项目（章节）单元3：简单PLC控制系统的分析与设计项目2：PLC改造C650车床控制电路学时3教学目标1）掌握ALD、OLD、堆栈等指令的使用方法2）掌握定时器使用方法3）掌握PLC控制系统设计流程教学重点1）掌握ALD、OLD、堆栈等指令的使用方法2）定时器教学难点1）ALD、OLD、堆栈等指令的使用方法2）定时器的使用教学方法与教学手段使用多媒体课件，S7-200仿真软件让学生掌握基本逻辑控制指令。布置作业附加题1、编写20小时40分钟的延时程序，并看看有几种方法来实现此功能（提示：可采用定时器产生1分钟定时，也可以使用特殊标志位存储器SM来实现）课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)输入/输出指令提问？；(b)PLC输入口输入信号注意点？；2、通过工业生产要求，引出C650电路的PLC改造。（详见PPT）3、PLC块操作指令介绍（详见PPT）4、PLC堆栈指令介绍。图3-2 例3-6板书推导5、定时器指令介绍。（详见PPT）6、C650车床电路改造7、布置作业教案第 8 课次项目（章节）单元3：简单PLC控制系统的分析与设计项目3：数控机床润滑系统PLC控制分析学时3教学目标1）掌握计数器的使用方法2）掌握应用基本指令解决较复杂PLC控制系统能力教学重点掌握计数器的使用方法教学难点计数器的使用方法教学方法与教学手段使用多媒体课件，S7-200仿真软件让学生掌握基本逻辑控制指令，掌握简单控制系统的编程和调试。布置作业P148：1、2、3、4课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)连续输出电路与非连续输出电路？；(b)堆栈指令复习？(c)定时器刷新的不同点；2、通过工业生产要求，引出数控机床润滑电路的PLC控制。 图3-3 数控机床润滑供油系统3、比较指令、边沿触发指令、计数器指令介绍（详见PPT）4、综合案例介绍。例：设计一个产品检测PLC控制系统，如下图所示，传送带电机由KM1接触器控制、机械手由KM2接触器控制，检测器PH检测产品的数量，每24个产品机械动作一次，试分配PLC的I/O口，绘制PLC控制电路图，并编写PLC控制程序。6、C650车床电路改造（详见PPT）7、布置作业教案第 9 课次项目（章节）单元3：简单PLC控制系统的分析与设计项目4：模拟钻加工PLC控制分析学时3教学目标1）掌握功能图的绘制2）掌握步进指令教学重点步进指令教学难点功能图绘制、步进指令教学方法与教学手段使用多媒体课件，案例分析法讲解步进指令的分支结构、循环结构、并行结构的实现。布置作业P151：6有一小车运行过程如下图所示。小车原位在后退终端，当小车压下后限位开关 SQ1 时，按下启动按钮 SF1，小车前进，当运行至料斗下方时，前限位开关 SQ2 动作，此时打开料斗给小车加料，延时 8s 后关闭料斗，小车后退返回， SQ1 动作时，打开小车底门卸料， 6s 后结束，完成一次动作。如此循环。如按停止按钮SF2则小车不论现在状态如何均运行到起点SQ1处停止。课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)三种计数器的功能？；(b)梯形图绘制时的注意事项。2、通过工业生产要求，引出数控机床润滑电路的PLC控制。 图3-4 模拟钻加工控制单元3、功能图概念与绘制介绍（详见PPT）4、步进指令讲解（详见PPT）6、控制模拟钻加工PLC控制方案分析（详见PPT）7、布置作业教案第 10 课次项目（章节）单元4：典型工业控制系统分析项目1：机械手控制系统分析学时3教学目标1）掌握S7-200数据传送指令的功能；2）掌握S7-200数据移位指令的功能；3）能使用数据传送指令和数据移位实现机械手的控制。教学重点1）掌握S7-200数据传送指令的功能；2）掌握S7-200数据移位指令的功能；教学难点移位指令教学方法与教学手段使用多媒体课件，案例分析法讲解传送指令和移位指令的功能。布置作业P207：4、81）用传送指令控制输出的变化，要求控制Q0.0Q0.7对应的8个指示灯，在I0.0接通时，使输出隔位接通，在I0.1接通时，输出取反后隔位接通。2）编程实现下列控制功能，假设有8个指示灯，从右到左以0.5s的速度依次点亮，任意时刻只有一个指示灯亮，到达最左端，再从右到左依次点亮。课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)功能图的主要要素；(b)顺控指令的作用。2、通过工业生产要求，引出机械手控制系统分析。 图4-1 搬运机械手的工作示意图3、数据传送指令介绍（详见PPT）4、移位指令讲解（详见PPT）6、搬运机械手控制方案讲解与分析（详见PPT）7、布置作业教案第 11课次项目（章节）单元4：典型工业控制系统分析项目2：冷藏保鲜柜控制系统分析学时3教学目标1）掌握S7-200算术与逻辑运算指令的功能；2）掌握S7-200转换指令的功能；3）能使用算术与逻辑运算指令和转换指令实现冷藏保鲜柜运转控制。教学重点1）掌握S7-200算术与逻辑运算指令的功能；2）掌握S7-200转换指令的功能。教学难点逻辑运算教学方法与教学手段使用多媒体课件，案例分析法讲解算术与逻辑运算指令、转换指令。布置作业P207：5、6、91、编制检测上升沿变化的程序。每当I0.0接通一次，使存储单元VW0的值加1，如果计数达到5，输出Q0.0接通显示，用I0.1使Q0.0复位。2、用数据类型转换指令实现将厘米转换为英寸。已知1英寸=2.54厘米。3、用算术运算指令求COS30。课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)传送指令的功能和注意事项；(b)移位指令的功能和注意事项。2、通过工业生产要求，引出冷藏保鲜柜控制系统分析。 图4-2 冷藏保鲜柜结构示意图3、算术运算指令讲解（详见PPT）4、转换指令讲解（详见PPT）6、冷藏保鲜柜控制系统讲解与分析（详见PPT）7、布置作业教案第 12 课次项目（章节）单元5：PLC通信设计与连接项目1：认识S7-200通信部件项目2：PLC与计算机的编程通信连接与设置学时3教学目标1）了解并辩识S7-200 PLC常用通信部件；2）掌握S7-200 PLC常用通信部件的基本功能。3）了解S7-200 PLC支持的通讯协议；4）掌握S7-200 PLC与计算机编程通讯的连接方式及通讯参数的设置方法。教学重点1）掌握S7-200 PLC常用通信部件的基本功能。2）掌握S7-200 PLC与计算机编程通讯的连接方式及通讯参数的设置方法。教学难点S7-200 PLC与计算机编程通讯的连接方式及通讯参数的设置方法教学方法与教学手段使用多媒体课件，讲解S7-200PLC通信元件，及其与计算机之间的通信连接。布置作业P239：1、2、3、4、5、61）通信的传输速率是指什么？2）RS-232C的缺点表现在哪些方面？3）网络连接器的作用是什么？分为哪些种类？4）通讯主站和从站分别是什么含义？5）PLC与计算机的编程通信参数的设置步骤有哪些？6）PLC与计算机无法建立编程通信，可能的原因有哪些？课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)算术运算指令；(b)转换指令。2、通过工业自动控制系统，引出PLC通信。 图5-1 S7-200 PLC通信3、通信基本概念与通信部件认识（详见PPT）4、局域网的基本结构与S7-200 PLC通信协议（详见PPT）6、S7-200 PLC与计算机通信过程讲解（详见PPT）7、布置作业教案第 13 课次项目（章节）课程总复习与提问学时3教学目标1）梳理课程使学生对电气控制和PLC控制系统的分析与设计、编程有系统的了解和掌握。教学重点1）经典电气控制电路分析、与综合应用。2）基本逻辑控制指令编程、与PLC控制系统分析与调试。教学难点经典电气控制电路的综合应用，PLC综合编程与调试教学方法与教学手段板书、例题讲解，使学生掌握电气控制电路的综合应用与PLC控制系统的编程与调试。布置作业无课后小结教学过程（可续页）1、复习：(a)电气控制部分；低压电器的概念与分类、电磁机构、直流电磁机构与交流电磁机构的异同、接触器、低压断路器、刀开关、按扭、定时器、速度继电器等常用低压电器的原理和选择。启保停控制电路、正反转与顺序控制电路、降压启动与调速控制电路、能耗制动与反接制动控制电路的分析与综合应用。(b)S7-200 PLC部分PLC的硬件结构、分类、扩展模块与扩展规则、工作原理、软元件、寻址方式。基本罗辑控制指令，特别注意堆栈指令、定时间、计数器、步进指令的综合应用。PLC控制系统设计的流程、PLC接线规则，注意PLC输入口信号输入对其内部常开常闭触点的影响。S7-200 PLC传送指令、移位指令、算术运算指令、转换指令的应用。特别注意其的几种数据形式（位、字节、字、双字）与存放方式（8位、16位、32位）。在实际使用时注意数据的长度和存储单元的长度。（c）考试形式闭卷，题型一般有：选择题、填空题、判断题、简答题、分析题、作图题、编程题。