《现代工业设备电气控制技术》课程整体设计城轨191.docx

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《现代工业设备电气控制技术》课程整体设计城轨191

《现代工业设备电气控制技术》

课程整体教学设计

（2019～2020学年第一学期）

课程名称：

现代工业设备电气控制技术

所属系部：

机电工程系

制定人：

宁玉伟

合作人：

王俊豪

制定时间：

2019年9月15日

许昌职业技术学院

课程整体教学设计

一、课程基本信息

课程名称：

现代工业设备电气控制技术

课程代码：

QA0B07

学分：

3

学时：

60

授课时间：

第一学期

授课对象：

城轨专业19级1班

课程类型：

城轨专业的主干课程，为院级精品课程

先修课程:

电工电子技术

后续课程:

PLC、供配电技术、顶岗实习

二、课程目标设计

总体目标：

通过本课程理实一体化教学，使学生掌握三相异步电动机结构与应用、电气控制电路的分析与设计，对机床电气设备具有较强的分析、应用和维护能力，能从事机床电气设备的安装、调试、操作等工作，熟练掌握维修电工使用技能的高素质、高技能应用型技术人才。

在课程建设中注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生，99%以上能通过职业考证。

能力目标：

学生通过本课程五个模块（15个子项目）的学习和实际操作，能运用已掌握的电机与电气控制的知识和技能，根据IEC国际电工标准和机电行业规范进行电器元件、电气控制线路图（原理图、安装图、接线图）的设计和安装接线、使用常用电工仪器、仪表，对所连接的电路进行检查和故障判断。

知识目标：

1.知道低压电器对电机控制的基础知识。

2.了解三相异步电动机和特种电机的基本结构和工作原理。

3.理解低压电器的基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，电气原理图的绘制原则。

4.掌握低压电器的的选择、应用和维护方法；

5.掌握三相异步电动机电气控制基本环节的线路板制作方法；

6.掌握典型机床的电气原理图、接线图，并会设计、安装、维修电气控制控制柜。

素质目标：

1.锻炼学生的团队合作能力

2.专业技术交流的表达能力；

3.制定工作计划的方法能力；

4.获取新知识、新技能的学习能力；

5.解决实际问题的工作能力等。

三、课程内容设计：

序号

模块（或子模块）名称

学时

1

电工基础应用

8

2

三相异步电动机选用及拆装

8

3

常用低压电器元件应用

8

4

典型三相异步电动机控制电路

28

5

电机自动化控制及应用

8

合计

60

四、能力训练项目设计

编号

能力训练项目名称

子项目编号、名称

能力目标

知识目标

训练方式、手段及步骤

可展示的结果

1

电工基础应用

1-1常用电工仪表使用

1、会识别与选用常用电工仪表

2、会使用指针式万用表；

3、会调试指针式万用表；

4、会测量电路电量；

（1）掌握常用电工仪表的使用方法；

（2）了解指针式万用表的结构和工作原理

（3）掌握测量电路电量的基本方法；

实际操作、

自主学习

学生能正确选择使用电工仪表完成检测

2

电工基础应用

1-2交流电应用

1、掌握正弦交流电的相位与参数；

2、掌握正弦交流电的使用；

3、掌握三相电源的相位与参数；

4、掌握三相电源的连接使用。

1、了解正弦交流电的产生；

2、掌握正弦交流电的应用

3、了解三相电源的产生；

4、掌握三相电源的应用。

实际操作、

自主学习

能够使用交流电安装控制电路

3

三相异步电动机选用及拆装

2-1三相异步电动机选用

三相异步电动机型号的选择。

（1）掌握三相异步电动机的基本工作原理、结构、分类；

（2）掌握三相异步电动机转差率、额定值、功率与转矩关系；

（3）掌握三相异步电动机的机械特性曲线、特点和特殊点；

（4）熟悉三相笼型异步电动机起动、制动和调速公式；

（5）熟悉电力拖动系统中电动机选择的原则；

实际操作、

自主学习

能够拆卸安装电动机

4

三相异步电动机选用及拆装

2-2三相异步电动机拆装

三相异步电动机安装、拆装、检修、接线、一般实验

（1）了解电动机发热和冷却的规律；

（2）会装三相异步电动机电动机（3）掌握三相异步电动机电动机接线

（4）掌握三相异步电动机电动机试验和测试

实际操作、

自主学习

接线后电动机通电能够运行

5

常用低压电器元件应用

3-1常用低压电器元件应用一

1.常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法；

（1）掌握常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用；

（2）掌握低压电器和新型电器的触头结构、灭弧装置；触头结构、灭弧装置；

实际操作、

自主学习

低压电器元件接线完成的电路

6

常用低压电器元件应用

3-2常用低压电器元件应用二

1.继电器、时间继电器、热继电器、自动开关等低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符

号、分类、用途、使用方法；

（1）掌握继电器、时间继电器、热继电器、自动开关等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用；

（2）掌握继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器和新型电器的维护和检修；

（3）掌握继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器技术数据、作用、选用、图形及文字符号；

实际操作、

自主学习

低压电器元件接线完成的电路

7

三相异步电动机的基本控制电路

4-1三相异步电动机全压启动

1.常用低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符

号、分类、用途、使用方法；

2.三相异步电动机全压启动控制方式

（1）掌握常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用；

（2）掌握低压电器和新型电器的触头结构、灭弧装置；触头结构、灭弧装置；

（3）掌握三相异步电动机刀开关直接启动方式；

（4）掌握三相异步电动机全电压启动原理及分析；

（5）掌握三相异步电动机点动控制原理及分析；

（6）掌握三相异步电动机多点控制原理及分析。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机全压启动的控制线路。

8

三相异步电动机的基本控制电路

4－2三相异步电动机降压启动

1.常用降压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符

号、分类、用途、使用方法；

2.三相异步电动机全压启动控制方式

（1）掌握继电器、时间继电器、热继电器、自动开关等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用；

（2）掌握继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器和新型电器的维护和检修；

（3）掌握继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器技术数据、作用、选用、图形及文字符号；

（4）掌握定子绕组串电阻降压启动原理及分析；

（5）掌握星形—三角形降压启动原理及分析；

（5）掌握自耦变压器降压启动原理及分析。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机降压启动的控制线路。

9

三相异步电动机的基本控制电路

4－3三相异步电动机正反转控制

1.三相异步电动机正反转控制原理及分析；

2.三相异步电动机正反转控制电路接线、安装、维修。

（1）掌握三相异步电动机“正—停—反”控制原理及分析；

（2）掌握三相异步电动机“正—反—停”控制原理及分析；

（3）掌握三相异步电动机正反转自动循环控制原理及分析。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机正反转控制的控制线路。

10

三相异步电动机的基本控制电路

4-4三相异步电动机自动往返控制

1.能够完成三相异步电动机自动往返控制电路的安装与接线并分析；

2.能够正确进行三相异步电动机自动往返控制电路的调试和维修。

（1）掌握三相异步电动机正反转自动循环控制原理及分析。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机自动往返控制的控制线路。

11

三相异步电动机的基本控制电路

4-5三相异步电动机制动控制

1.三相异步电动机制动控制元件的工作原理、结构、型号、选择、使用；

2.三相异步电动机制动控制原理及分析。

（1）掌握速度继电器的工作原理、使用方法；

（2）掌握能耗制动控制原理及分析；

（3）掌握反接制动控制原理及分析。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机制动控制的控制线路。

12

三相异步电动机的基本控制电路

4-6三相异步电动机变速控制

1.三相异步电动机变速控制原理及分析；

2.三相异步电动机的保护环节中各环节的保护元件及作用。

（1）掌握变频调速原理及分析。

（2）掌握变转差率调速原理及分析。

（3）掌握三相异步电动机保护环节中保护元件选择

（4）掌握三相异步电动机保护环节中保护元件的作用。

在老师的指导下练习接线，完成指定训练项目，然后完成自主训练项目。

1．案例演示；2．任务分析，分解；3．逐项任务完成；4．知识点学习和讨论；5．配套训练项目自主完成；6．项目展示，交流研讨，考核评价；7．知识归纳总结；8．编写项目报告。

制作三相异步电动机变速控制的控制线路。

13

三相异步电动机的基本控制电路

4-7电气控制系统设计

能设计简单的电气控制系统

（1）掌握电气控制系统的基本组成。

（2）掌握电气控制系统的设计方法

实际操作

自主学习

个别辅导

集体答疑

设计制作典型的电气控制系统电路。

14

其它电机原理及应用

5-1三相异步电动机变频器调速控制

三相异步电动机变频器调速控制

（1）了解变频器的类型及原理。

（2）掌握变频器的参数设置。

（3）掌握三相异步电动机的变频调速原理。

（4）掌握三相异步电动机的变频调速接线。

（5）了解三相异步电动机的变频器调速通讯

实际操作

自主学习

个别辅导

集体答疑

三相异步电动机的变频调速接线。

15

其它电机原理及应用

5-2伺服电机的PLC控制

伺服电机的PLC控制

（1）熟悉伺服电动机的工作原理，了解交、直流伺服电动机控制方式。

（2）了解PLC的工作原理

（3）掌握PLC的外部接线。

（4）掌握伺服电机的PLC控制接线。

（5）掌握伺服电机的PLC控制简单程序编写。

实际操作

自主学习

个别辅导

集体答疑

伺服电机的PLC控制程序及接线

五、课程进程表

第×次

周次

学时

单元

标题

项目

编号

能/知

目标

师生活动

其它（含考核内容、方法）

1

1

4

常用电工仪表使用

1-1

1、识别与选用常用电工仪表

2、使用指针式万用表；

3、调试指针式万用表；

4、测量电路电量；

制订情境执行计划、小组讨论、确定电工仪表的选择和使用。

教师检查方案的可行性；学生完成电工仪表的选择和使用。

检查电工仪表的使用是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

2

2

4

交流电应用

1-2

1、正弦交流电的三要素；

2、正弦交流电的相量表示；

3、三相电源的表示技能；

4、三相电源的连接技能

制订情境执行计划、小组讨论、确定交流电的选择及使用。

教师检查方案的可行性；学生完成交流电的选择和使用。

检查交流电的使用是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

3

3

4

三相异步电动机选用

2-1

三相异步电动机的结构、工作原理；型号的选择。

制订情境执行计划、小组讨论、确定系统方案、完成三相异步电动机原理的学习和型号的选择。

教师检查方案的可行性；学生完成三相异步电动机型号的选择和工作原理的认知。

检查三相异步电动机型号的选择是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

4

4

4

三相异步电动机拆装

2-2

三相异步电动机的安装、拆装、接线、检修、一般实验。

制订情境执行计划、小组讨论设计、确定系统方案、完成三相异步电动机安装、拆装、接线、检修、一般实验。

教师检查方案的可行性.学生完成三相异步电动机的安装、拆装、接线、检修、一般实验。

检查三相异步电动机的安装、拆装、接线、检修、一般实验是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

5

5

4

常用低压电器元件应用一

3-1

1.常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法；

制订情境执行计划、小组讨论设计、确定低压电器元件拆装、接线。

教师检查方案的可行性.学生完成低压电器元件的拆装、接线。

检查常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器元件的拆装、接线是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

6

6

4

常用低压电器元件应用二

3-2

1.继电器、时间继电器、热继电器、自动开关等低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法；

制订情境执行计划、小组讨论设计、确定低压电器元件拆装、接线。

教师检查方案的可行性.学生完成低压电器元件的拆装、接线。

检查继电器、时间继电器、热继电器、自动开关等低压电器元件的拆装、接线是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

7

7

4

三相异步电动机全压启动

4-1

1.常用低压电气元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法；

2.三相异步电动机全电压启动原理及分析；

3.电机的各种保护原理、作用。

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

8

8

4

三相异步电动机降压启动

4-2

1.三相异步电动机全降压启动元件结构、工作原理、选择、使用。

2.三相异步电动机全电压启动原理及分析。

3.电机的各种保护原理、作用。

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

9

9

4

三相异步电动机正反转控制

4-3

1.三相异步电动机正反转控制原理及分析；

2.三相异步电动机正反转控制电路接线、安装、维修；

3.三相异步电动机正反转控制电路的应用

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

10

10

4

三相异步电动机自动往返控制

4-4

1.三相异步电动机自动往返控制原理及分析；

2.三相异步电动机自动往返控制电路接线、安装、维修；

3.三相异步电动机自动往返控制电路的应用

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

11

11

4

三相异步电动机制动控制

4-5

1.三相异步电动机制动控制元件的工作原理、结构、型号；

2.三相异步电动机制动控制元件的选择、使用；

3.三相异步电动机制动控制原理及分析。

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

12

12

4

三相异步电动机变速控制和保护环节

4-6

1.三相异步电动机变速控制原理及分析；

2.三相异步电动机变速控制的公式分析；

3.三相异步电动机的保护环节中各环节的保护元件及作用。

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

13

13

4

电气控制系统设计

4-7

设计简单的电气控制系统

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定系统方案，完成基本控制线路原理图设计，教师检查方案的可行性。

学生完成低压电气元件的学习、拆装、选择，完成控制线路的接线，完成控制线路的调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

14

14

4

电机自动化控制及应用

5-1

三相异步电动机变频器调速控制

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定方案，完成工作任务，教师检查方案的可行性。

学生完成三相异步电动机变频器调速控制的学习，进行型号的选择、安装、接线、调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

15

15

4

电机自动化控制及应用

5-2

伺服电机的PLC控制

制订情境执行计划，小组讨论设计、确定方案，完成工作任务，教师检查方案的可行性。

学生完成伺服电机PLC控制的学习，进行型号的选择、安装、接线、调试。

检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报情境成果，并回答教师与同学的提问。

教师与学生共同对学生的工作结果进行评价：

（1）自评：

学生对本情境的整个实施过程进行评价

（2）互评：

以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议

（3）教师评价：

教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议

六、第一节课梗概

第一步：

融洽关系