电气控制与PLC应用技术--教案全套(-第4版)--.docx

电气控制与PLC应用技术--教案全套(-第4版)--.docx

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教案

课题名称

1-1开关电器

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

了解电气控制技术的应用和发展历程；了解低压电器分类，电磁式电器电机工作原理和结构，开关电器和熔断器的种类、用途、图形符号和文字符号。

技能目标

能按照国家标准选用开关电器和熔断器，按照操作规范正确进行开关电器和熔断器的装配和检测。

素质目标

尊重标准，自觉学习，树立民族自信

教学重点

电器元件的图形符号和文字符号

教学难点

无

学情分析

本课程是学生在学习电机学、电气一次设备后开设的课程，具有学习本课程一定的知识储备。

由于疫情，停课不停学，采用线上直播方式进行教学。

教学

总体

设计

1.课程概述（第一次课）

①利用典型的自动化生产视频，如汽车生产线，电力线路自动接线等视频，让学生了解现代电气控制技术应用，在国民生产中的重要性。

②对比国内外电气控制技术发展情况，尤其是疫情之下中国科技的速度与力量，建立学生的科技精神，科技自信。

③课程的教学内容和学时分配，学习要求，考核方式等。

2低压电器等基本知识

系统介绍低压电器的分类，功能。

电磁式电器的结构、工作原理及技术参数。

3.典型开关电器的选用

通过在工程实际应用中开关电器的作用，了解它们的功能和接线方法；重点讲解图形符号的画法和意义。

教学过程中借助视频、动画、仿真软件辅助教学。

4.利用实操直播和相关视频，演示开关电器的接线工艺要求，测试方法。

电器元件性能直接影响工作电路的安全。

提示，实际工作和生活中要切记用电安全，建立安全用电的意识。

课外拓展

课堂精讲，学生利用课下浏览相关资源，自己学习，完成相关作业或任务，巩固学习成果，提升综合素养。

教学内容

教学内容

一、课前准备

课程讲授的内容和学时分配，学习要求，教学方法，考核方式。

二、课中主要内容、

1.课程概述

（课程教学内容，教学计划和安排，学习要求，教学方法，考核方式）

2.低压电器元件的分类，功能。

3.电磁式电气的结构、工作原理

（1）电磁机构

图1-1电磁机构的结构形式

（2）短路环的作用。

（3）触头：

主要由三个部分组成，即电磁机构、灭弧装置和触头组成。

4.开关电器的结构、符号，安装规范和要求。

（1）刀开关

（2）组合开关

组合开关又称转换开关，体积小、触头对数多

5.低压断路器

（1）用途

在正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路，保护线路和电气设备。

（2）结构与原理

教案

课题名称

1-2接触器

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

掌握接触器和主令电器的结构和工作原理，理解技术指标参数含义

技能目标

能按照国家标准选用接触器和主令电器，按照操作规范正确进行接触器的拆装和检测。

能正确画出接触器和主令电器的图形符号和文字符号。

素质目标

尊重标准，自觉学习，安全意识，严谨敬业

教学重点

接触器的动作原理，拆装工艺和步骤

教学难点

接触器的测试

学情分析

本次课学生已有部分低压电器的知识，在开关电器相关知识和技能的基础上学习接触器，对比两种电器元件功能和用途。

。

教学

总体

设计

1.复习上节课内容，提问回答。

2.接触器的选用

介绍接触器的结构、原理、符号和技术参数，选型原则。

3.接触器的拆装步骤和方法。

演示接触器的拆装步骤，让学生辨认接触器的内部各组成部件。

演示可采用现场或视频的方式。

4.接触器的测试

组装后的接触器进行通电测试，测试方法与步骤，注意事项。

（疫情下教师演示，或观看视频）。

课外拓展

视频，微课，讲义为课外辅助学习资源。

在网络中搜集和查看相关内容。

教学内容

教学内容

一、课前准备

案例，仿真软件展示典型电气控制线路，引入本节课学习内容。

。

二、课中主要内容、

1.接触器的选用

介绍接触器的结构、原理、符号和技术参数，选型原则。

2.交流接触器的工作原理

当接触器线圈通电后产生磁场，使铁芯产生大于反作用弹簧弹力的电磁吸力，将衔铁吸合，通过传动机构带动主触头和辅助触头动作，即常闭触头断开，常开触头闭合。

当接触器线圈断电或电压显著下降时，电磁吸力消失或过小，触头在反作用弹簧力作用下恢复常态。

3.直流接触器

4.接触器的技术指标

5.接触器的拆装与测试

教案

课题名称

1-3继电器

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

了解继电器的分类，掌握电磁式继电器和热继电器结构和工作原理，用途。

技能目标

根据国标进行继电器选型，会图形符号和文字符号。

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范

教学重点

热继电器的动作原理

教学难点

欠电流继电器的动作原理

学情分析

本次课学生已有接触器相关知识，了解电磁式电器线圈和触点的基本表示和动作。

教学

总体

设计

1.复习上节课内容，提问回答。

2.继电器分类，

总体了解继电器的分类和用途，建立整体概念。

（局部与整体的关系）

3.电磁式继电器的选用

电磁式电流、电压继电器的结构，保护作用。

中间继电器的作用，与接触器的区别。

4热继电器的选用

热继电器的结构，动作，选型原则。

借助视频、动画、仿真软件辅助教学。

课外拓展

视频，微课，讲义为课外辅助学习资源。

在网络中搜集和查看相关内容。

教学内容

教学内容

一、课前准备

案例，仿真软件展示典型电气控制线路，引入本节课学习内容。

二、课中主要内容、

1.电流和电压继电器、中间继电器的结构、原理、应用、符号

介绍电流继电器和电压继电器的保护作用。

2.热继电器结构、原理、符号选型原则，保护作用，接线要求

3.仿真软件演示电气控制中元器件的动作

教案

课题名称

1-4时间继电器

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

了解时间继电器的分类，理解时间继电器结构和工作原理，时间整定方法。

技能目标

会分析时间继电器的动作情况，会选型，准确绘出其图形符号和文字符号。

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范

教学重点

断电延时时间继电器动作原理

教学难点

断电延时时间继电器动作原理

学情分析

已有继电器元件的相关知识。

教学

总体

设计

1.复习上节课内容，提问回答。

2.时间继电器分类，继电器的结构原理，应用，符号

3.时间继电器的组装

4.它常用继电器

课外拓展

视频，微课，讲义为课外辅助学习资源。

在网络中搜集和查看相关内容。

教学内容

教学内容

一、课前准备

案例，仿真软件展示典型电气控制线路，通过案例引入本节课学习内容。

二、课中主要内容、

1.时间继电器的结构、原理、应用、符号

2.时间继电器的组装与时间整定

以断电延时时间继电器为例

3.时间继电器的测试

（1）JS7－2A型改装成JS7－4A

（2）通电测试

4.速度继电器结构/原理/应用/符号

4.固态继电器

教案

课题名称

1-5主令电器与熔断器

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

掌握电气控制电路的识图和绘制规则，电动机点动控制、自锁控制、控制要求、保护措施，掌握电气控制盘接线原则

技能目标

能识读基本电气图，并能分析和绘制控制电路图。

能参照电气原理图布线。

素质目标

科学思考，严谨认真，行为规范，创新意识

教学重点

主令电器的功能、符号

教学难点

熔断器的选型

学情分析

已有低压电器元件的相关知识。

教学

总体

设计

1.控制按钮。

2.位置开关

3.熔断器

课外拓展

视频，微课，讲义为课外辅助学习资源。

在网络中搜集和查看相关内容。

教学内容

教学内容

一、课前准备

案例，仿真软件展示典型电气控制线路，通过案例引入本节课学习内容。

二、课中主要内容、

1.主令电器的选用

主令电器的结构、动作原理、选用、符号，接线原则

仿真软件演示电气控制中元器件的动作过程

2.位置开关

位置开关又称行程开关或限位开关，它的作用是将机械位移转变为电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。

3.熔断器

简单有效的严重过载和短路保护电器。

技术参数：

①额定电压：

指保证熔断器长期正常工作的电压。

熔断器的额定电压不能小于电网的额定电压。

②额定电流：

指保证熔断器能长期工作，各部件温升不超过允许值时所允许通过的最大电流。

③极限分断能力：

指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。

它代表熔断器的灭弧能力，而与熔体的额定电流大小无关。

使用：

①熔体熔断后必须更换额定电流相同的新熔体，不许用铜丝或铝丝等代替。



②安装软熔丝时应留有一定的松弛度，螺丝不可拧得太紧或太松，否则会损伤熔丝造成误动作，或因接触不良引起电弧烧坏螺钉。



③更换熔体时应断电进行，以保证安全；严禁带负荷取装熔体或熔管，以防电弧烧伤人身和设备。

—11—

教案

课题名称

2-1电气控制基本知识

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知识目标

掌握电气控制电路的识图和绘制规则，电动机点动控制、自锁控制、控制要求、保护措施，掌握电气控制盘接线原则

技能目标

能识读基本电气图，并能分析和绘制控制电路图。

能参照电气原理图布线。

素质目标

科学思考，严谨认真，行为规范，创新意识

教学重点

掌握电气控制电路的识图规则，自锁控制

教学难点

控制电路布线

学情分析

有低压电器的基本知识和技能，还没有进行实际接线，没有控制线路整体概念。

有电气一次设备的一定知识，可与高压设备和一次系统图进行比较学习。

教学

总体

设计

1.给出典型电气原理图，引出学习内容

用大家普遍熟悉的电梯控制引入本单元教学内容。

提供电梯工作视频，故障视频，故障对社会危害等引入控制等重要性。

安全至上，生命至上，电气人员的责任和担当，应具备知识和技能。

2.电气控制电路的识图规则

国家标准，介绍相关的规则。

3.给出典型电气原理图进行识读

4.典型电动机直接气动控制线路分析

①自锁控制、互锁控制的控制要求等

②保护措施

5.电气控制线路的布线，接线工艺（视频，实操演示）

6.控制电路测试方法（视频，实操演示）

课外拓展

提供常用电气控制线路供学生分析

教学内容

教学内容

一．引入

通过电梯相关视频，导入本节学习的教学内容

二、教学内容

1.电气控制电路的识图规则

2.电气线路图种类

3.绘图要求

GB/T4728.1—2018电气简图用图形符号第1部分：

一般符号

GB/T4728.2—2018电气简图用图形符号第2部分：

符号要素、限定符号和其他常用符号

GB/T4728.6—2008电气简图用图形符号第6部分：

电能的发生与转换

2.单相旋转控制电路

电器原理图中的实物对应，自锁环节，工作过程

3.保护措施—短路保护，失压保护

4.布线原则，接线工艺

5.识读电气图

.绘制和分析电气原理图

分析其他典型电气控制线路，掌握读图和绘图方法与步骤

教案

课题名称

2-2顺序控制和多地控制电路

授课时数

2

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、低压电器元件

教学目标

知识目标

掌握顺序控制和多地控制功能的工程意义和接线要求

技能目标

并能分析和绘制控制电路图

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范，创新意识

教学重点

顺序和多地控制的工程意义

教学难点

顺序控制的实现方法

学情分析

本节内容在电动机控制自锁环节知识的基础上进行学习。

教学

总体

设计

1.顺序控制的工程意义和要求

2.多地控制的工程意义和要求

3.保护措施

课外拓展

提供常用电气控制线路供学生分析

教学内容

教学内容

1.案例引入本节内容

2.顺序控制线路的结构，动作原理。

理解顺序控制的工程应用和要求。

3.仿真演示顺序控制控制线路动作过程。

4.多地控制线路的结构和原理。

5.接线要求

关键点为按钮与接触器自锁、互锁触点之间的连接。

测试方法：

必须保证控制电路中“5-7”点之间不能连通，测量“5-7”点之间的电阻值应为“∞”。

为实现逆序停止功能，强制“3-4”点之间的KM2触点闭合后，按下按钮SB3，此时万用表的读数为“0Ω”。

—16—

教案

课题名称

2-3可逆旋转控制电路

授课时数

4

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知识目标

掌握互锁控制工程意义，实现互锁的要求，电动机可逆运行条件，位置控制工程意义

技能目标

并能分析和绘制典型可逆运行控制电路图

素质目标

科学思考，严谨认真，行为规范，创新意识

教学重点

互锁和位置控制工程意义

教学难点

互锁控制实现

学情分析

本节内容在电动机控制自锁环节知识的基础上进行学习。

教学

总体

设计

1.利用电梯升降、定位位置保护引入学习内容

2.电动机可逆运行条件，互锁的工程意义和控制要求

3.电动机位置控制的工程意义和保护功能

4.互锁接线的原则和测试。

课外拓展

为了巩固学习成果，提升综合素养，安排课后拓展阶段，进一步提升专业技能和综合素养。

教学内容

教学内容

1.利用电梯升降、定位位置保护引入学习内容

2.电动机可逆运行分析

（1）分析比较几种控制电路的特点。

（2）联锁的分类和作用。

（3）可逆运行的动作过程（双重连锁）

正转---反转--停止

3.保护环节

短路、过载、欠压或失压、互锁（重点明白互锁的工程意义）

4.正反转控制线路的安装与调试

（1）参照控制线路标注节点编号

（3）完成线路接线并通电检查和功能测试。

（4）故障排查与线路修复

（2）设计和画出控制线路的接线图

5.自动往行程控制

电动机位置控制的工程意义和保护功能。

仿真演示

注意：

在教学中引入工程规范、安全意识、责任意识

教案

课题名称

2-4减压起动控制电路

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知识目标

掌握时间继电器的功能，降压起动控制功能的要求，星三角降压起动控制电路

技能目标

并能分析和绘制降压起动控制电路图，会时间继电器的接线

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范，创新意识

教学重点

电动机降压起动实质

教学难点

星--三角减压起动主电路接线

学情分析

学生已经学习了电动机直接起动相关的知识，完成了一些基本控制线路安装与调试的技能。

了解了短路、过载、互锁等保护措施。

教学

总体

设计

1.电梯重载起动，引出减压起动的工程意义；

2.减压起动的原理；

3.分析减压起动控制线路的结构和功能；

4.控制线路具有的保护措施

5.主电路接线原则，时间继电器演示触头动作判断。

课外拓展

提供其它减压电气控制线路提高分析能力。

教学内容

教学内容

1.通过案例引入减压起动教学内容。

2.电动机减压起动原理，意义。

（通常规定：

电源容量在180kVA以上，电动机容量在7kW以下的三相异步电动机可采用直接起动。

）

降压起动的实质是，起动时减小加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流；待电动机起动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。

3.电动机减压起动的分类

定子绕组串电阻（电抗）起动；自耦变压器降压起动；Y—△降压起动；延边三角形降压起动等。

4.Y—△降压起动的原理

（1）主电路接线

（2）控制电路接线

5.设计星三角降压起动控制线路主电路接线图。

（原理图与实物图的对用关系）

6.星三角降压起动控制线路工作过程和接线演示（实操视频）

学生讨论学习情况，找出学习中的问题。

—20—

教案

课题名称

2-5制动和变速控制电路

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知识目标

掌握制动和调速控制功能的要求，典型制动和调速控制电路

技能目标

并能分析和绘制制动和调速控制电路图

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范，创新意识

教学重点

电动机制动和调速控制实质

教学难点

无

学情分析

已学习电动机启动与停止等控制线路，在原学习的基础上增加制动部分。

教学

总体

设计

1.电梯减速启动到匀速运行，匀速运行到停止均有速度变化，精确停靠楼层要求有制动环节，以继电器控制线路为例引入本节教学内容，引出学习内容

2.制动控制要求，反接制动控制电路

3.调速控制要求，双速控制电路

4.保护措施

课外拓展

查阅相关制动的应用

教学内容

教学内容

1.案例引入学习内容。

如电站的闸门停止升降时，需要对电动机制动。

2.典型电动机制动控制电路分析

（1）反接制动

反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。

（2）能耗制动

反接制动能耗制动是电动机脱离三相交流电源后，结定子绕组加一直流电源，以产生静止磁场，起阻止旋转的作用，达到制动的目的。

反接制动能耗制动

3.电动机调速控制电路分析

图2-19△—YY接法双速电动机绕组接线图

（a）△-Y连接（b）Y-YY连接

—22—

教案

课题名称

2-6直流电动机控制

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

理实一体

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知识目标

掌握直流电动机是启/停/调速等控制原理

技能目标

并能分析和绘制直流电动机控制电路图

素质目标

团结协助，自觉学习，行为规范，创新意识

教学重点

教学难点

无

学情分析

学生学习完成传统电气控制基本知识和技能后，进行单元测试，从中发现问题，解决问题

教学

总体

设计

1.直流电动机的启动

2.直流电动机的制动

3.直流电动机的调速

课外拓展

直流电动机的特性与应用

教学内容

教学内容

1.直流电动机启动

电路结构：

电枢串二级电阻、按时间原则起动控制

动作过程：

保护环节：

欠电流继电器KA2实现欠磁场保护；电阻R3与二极管VD构成电动机励磁绕组断开电源时的放电回路，避免发生过电压。

2.直流电动机正反转控制

电路结构：

保持电枢绕组两端电压极性不变，改变励磁绕组端电压的极性。

动作过程：

保护措施：

设有制动和联锁电路，以确保在电动机停转后，再作反向起动，以免直接反向产生过大的电流。

3.制动控制

为了获得准确、迅速停车，一般只采用能耗制动和反接制动。

（1）能耗制动控制电路

（2）反接制动控制电路

教案

课题名称

3-1控制电气控制系统

授课时数

授课班级

授课时间

授课地点

授课形式

理实一体

参考资料

参考教材

电气控制与PLC应用技术（FX3U）

专业教学标准

有

职业技能标准

有

校本补充材料

课件、习题，讲义

其他资源

媒体资源

视频、动画、电子教案、网站等

环境资源

交直流电机、单相变压器、电气控制盘

教学目标

知