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2023年11月15日《工廠電氣控制技術(shù)》是電氣工程及其自動化

《工廠電氣控制技術(shù)》是電氣工程及其自動化

一、目前存在主要問題分析
《工廠電氣控制技術(shù)》是電氣工程及其自動化、機電一體化技術(shù)等專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。它的培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生掌握交直流電機拖動、低壓電器控制技術(shù)等方面的基本知識和技能，將學(xué)生培養(yǎng)成為高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用性人才，同時為學(xué)習(xí)后繼課程打好基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)的《工廠電氣控制技術(shù)》課程教學(xué)方式主要采用課堂講授的形式，以講授工廠電氣控制相關(guān)各種理論知識為主，實踐環(huán)節(jié)偏少，致使理論與實踐脫節(jié)，學(xué)生對電氣控制的設(shè)計能力和動手能力很欠缺，不能很好地將理論應(yīng)用于實際，與教育培養(yǎng)高級技能型專門人才相悖。為了改變這一現(xiàn)狀，適應(yīng)“以就業(yè)為導(dǎo)向”的教學(xué)改革，我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對《工廠電氣控制技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，重點突出考核學(xué)生在電氣控制方面的設(shè)計能力和實際動手能力，立足于工學(xué)結(jié)合。
二、教學(xué)改革的內(nèi)容、主要特色
根據(jù)電氣工程技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，本課程從應(yīng)用的角度出發(fā)，基于工作過程采取“階段性、梯次遞進(jìn)”的由簡到難的原則，以項目為例學(xué)習(xí)，完成工作任務(wù)或項目，驅(qū)動教學(xué)對象實現(xiàn)對工作過程的認(rèn)識和對完成工作任務(wù)的體驗，從而形成職業(yè)崗位能力。確定了該課程的教學(xué)模式：是以職業(yè)核心能力培養(yǎng)為主線，以電氣控制設(shè)備和機床類電氣設(shè)備的設(shè)計、運行、安裝、調(diào)試與維護等項目為載體，并將項目分解為若干個任務(wù)用以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的職業(yè)崗位能力;在教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，實施以“教、學(xué)、做一體化”和“任務(wù)驅(qū)動，項目導(dǎo)向”為行動導(dǎo)向的基于工作過程的教學(xué)模式。教師的任務(wù)是對整個學(xué)習(xí)或工作的過程進(jìn)行發(fā)動、監(jiān)督、幫助、控制和評估。教學(xué)放在實驗室中進(jìn)行，介紹各種典型控制電路工作原理，各種工業(yè)控制低壓電器的性能、特點及使用方法并配合現(xiàn)場動手操作，幫組學(xué)生理解所講內(nèi)容，提高實際分析問題和解決問題的能力，做到真正的理論與實踐相結(jié)合，教師只是針對性的講授、示范、引導(dǎo)，重點突出技能培養(yǎng)。整個教學(xué)中，要安排三分之二的左右的學(xué)時讓學(xué)生自己連接控制電路。實行“教、學(xué)、做”一體化項目教學(xué)。
課程教學(xué)內(nèi)容：根據(jù)機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)核心職業(yè)崗位所需要知識、能力、素質(zhì)要求選取的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容要涵蓋國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（中、高級）相關(guān)應(yīng)知、應(yīng)會內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容選取要考慮崗位職業(yè)要求，注重崗位化能力培養(yǎng)，按由簡到難、由單一到綜合、循序漸進(jìn)的原則，以基本控制線路為主線，學(xué)習(xí)從低壓電器的認(rèn)識、低壓電器的結(jié)構(gòu)及工作原理、基本控制線路的分析和設(shè)計、典型工廠控制線路的分析、調(diào)試和設(shè)計、評價全過程。每一學(xué)習(xí)情境均以工作任務(wù)承載教學(xué)內(nèi)容，基于工作過程設(shè)計課程內(nèi)容，來達(dá)到即定的培養(yǎng)目標(biāo)。
三、本項目預(yù)期的主要目標(biāo)
1.專業(yè)能力目標(biāo)：
1）掌握各種電器元件的基本原理、技術(shù)參數(shù)，能夠根據(jù)需要正確選擇;
2）能夠正確使用常用的電工工具完成低壓電器元件的安裝;
3）熟練掌握低壓電器元件的文字和圖形符號，具備識讀電路圖能力;
4）能夠根據(jù)給定電氣控制原理圖進(jìn)行電氣接線;
5）能熟練使用萬用表進(jìn)行低壓電氣控制電路故障排查;
6）能實施常用機械設(shè)備電氣控制電路的故障排查;
7）可以根據(jù)給定的控制要求，完成簡單控制電路的規(guī)劃與實施;
8）了解PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握PLC基本指令、功能指令和編程方法;
2.方法能力目標(biāo)：
1）通過理論實踐一體化課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得較強的實踐動手能力，使學(xué)生具備必要的基本知識，具有一定的資料收集整理能力，制定、實施工作計劃和自我學(xué)習(xí)的能力;
2）通過該課程各項實踐技能的訓(xùn)練，使學(xué)生經(jīng)歷基本的工程技術(shù)工作過程，學(xué)會使用相關(guān)工具從事生產(chǎn)實踐，形成尊重科學(xué)、實事求是、與時俱進(jìn)、服務(wù)未來的科學(xué)態(tài)度;
3）通過對電機及控制方法的認(rèn)識和深刻領(lǐng)會，以及教學(xué)實訓(xùn)過程中創(chuàng)新方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、獨立分析問題、解決問題和技術(shù)創(chuàng)新的能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，掌握基本的思考與設(shè)計的方法，在未來的工作中敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新;
4）在技能訓(xùn)練中，注意培養(yǎng)愛護工具和設(shè)備、安全文明生產(chǎn)的好習(xí)慣，嚴(yán)格執(zhí)行電工安全操作規(guī)程。
四、課程的總體安排及考核方案
1.課時的分配及進(jìn)度：授課12周，每周4學(xué)時，總學(xué)時48。理論授課16學(xué)時，實驗實習(xí)32學(xué)時。
2.考核方案：《工廠電氣控制技術(shù)》課程理論考核以夠用、實用為基本原則，降低了理論考核的要求。重點突出考核學(xué)生在電氣控制方面的設(shè)計能力和實際動手能力考核，強調(diào)實踐效果。
考核評價方式采用過程考核+理論考核+技能鑒定。課程考核評價和職業(yè)技能鑒定緊密結(jié)合起來。學(xué)生必須參加勞動和社會保障部組織的電氣控制中級工職業(yè)技能鑒定，并將學(xué)生參加職業(yè)技能鑒定所取得的成績作為學(xué)生《工廠電氣控制技術(shù)》課程考核評價的組成部分（占40%）。其中理論考核以閉卷形式進(jìn)行，考察學(xué)生對電氣控制原理的基本概念、原理、應(yīng)用的了解。考試成績的20%記入期末總成績。實踐考核在電氣實訓(xùn)實驗室進(jìn)行，每一位學(xué)生隨機抽取任務(wù)工單，含有設(shè)計和安裝調(diào)試接線，成績的40%記入期末總成績。
第3篇：電氣控制技術(shù)實訓(xùn)
機電綜合實訓(xùn)課程的地位
機電專業(yè)綜合實訓(xùn)課程集合了氣壓技術(shù)、液壓技術(shù)、電機與電氣控制、自動檢測技術(shù)、PLC及其自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等相關(guān)課程，融合了實訓(xùn)和生產(chǎn)，是機電專業(yè)學(xué)生頂崗實習(xí)前的綜合課程。
對五年制高職教育而言，由于培養(yǎng)目標(biāo)定位在為企業(yè)培養(yǎng)高技能型人才上，通過機電專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生綜合實踐能力的提升、職業(yè)能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新思維的發(fā)展，緊扣機電專業(yè)核心技術(shù)，即檢測、控制與執(zhí)行三大環(huán)節(jié)展開，同時需具備一定的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
綜合實訓(xùn)課程建立在機電結(jié)合的基礎(chǔ)上，企業(yè)調(diào)查結(jié)果顯示，機電設(shè)備的控制很多都采用PLC作為控制系統(tǒng)。對機電綜合實訓(xùn)課程，選擇某生產(chǎn)流程的模擬控制系統(tǒng)為實訓(xùn)載體，通過模擬仿真控制，掌握生產(chǎn)崗位的控制技術(shù)，吳中中等專業(yè)學(xué)校選用了光機電一體化設(shè)備自動化生產(chǎn)加工系統(tǒng)。
PLC在機電一體化設(shè)備教學(xué)中的應(yīng)用
1.PLC在機電一體化設(shè)備中的功能
整個系統(tǒng)通過PLC控制，各個環(huán)節(jié)有序結(jié)合。該裝置配置了觸摸屏模塊、PLC、變頻器裝置、氣動裝置、傳感器、氣動機械手裝置、上料器、送料傳動和分揀裝置等實訓(xùn)機構(gòu)。根據(jù)其特有的屬性，系統(tǒng)的控制部分采用觸摸屏模塊和PLC，執(zhí)行機構(gòu)由氣動電磁閥-氣缸構(gòu)成的氣壓驅(qū)動裝置和變頻器控制步進(jìn)電機的傳送裝置，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)自動運行。整個實訓(xùn)裝置的模塊之間連接方式采用安全導(dǎo)線連接，以確保實訓(xùn)操作的安全。系統(tǒng)分三大模塊：
（1）送料機構(gòu)的控制
采用24 V直流減速電機，轉(zhuǎn)速6 r/min；用于驅(qū)動放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，PLC通過輸入信號發(fā)出輸出信號，驅(qū)動送料機構(gòu)運行。
（2）機械手感應(yīng)機構(gòu)的控制
整個搬運機構(gòu)能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。機械手的動作通過磁性開關(guān)和接近開關(guān)的感應(yīng)信號傳送給PLC，PLC根據(jù)內(nèi)部程序執(zhí)行發(fā)出信號，驅(qū)動電磁閥-氣缸完成機械手的動作。
（3）物料傳送和分揀機構(gòu)的控制
由皮帶輸送、推料氣缸、變頻器、步進(jìn)電機構(gòu)成，PLC通過感應(yīng)信號發(fā)出輸出信號給變頻器，變頻器驅(qū)動步進(jìn)電機運行，皮帶轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)物料的傳送，通過傳感器感應(yīng)信號，使得PLC驅(qū)動電磁閥-推料氣缸動作，實現(xiàn)物料分揀。
2.PLC在機電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)中的設(shè)計方法
建立一個PLC控制系統(tǒng)，必須根據(jù)被控系統(tǒng)所要求的動作，正確分配I/O口，綜合應(yīng)用順序功能圖，完成梯形圖的設(shè)計，達(dá)到所預(yù)定的動作過程。
順序控制設(shè)計法是按照工藝要求，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有序地進(jìn)行操作。首先要根據(jù)工藝過程，畫出順序功能狀態(tài)圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。
順序功能圖是描述控制系統(tǒng)控制過程、功能和特性的一種圖形，是描述控制系統(tǒng)控制過程的一種有力工具。利用順序功能圖的方法已經(jīng)成為控制梯形圖設(shè)計的主要方法。利用PLC的編程元素（如狀態(tài)寄存器S和輔助繼電器M）來代替各步。
順序功能圖由工步、有向線段、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)又分為三種：單序列、選擇序列和并行序列三種形式。如圖1所示：
3.PLC在機電一體化設(shè)備中的教學(xué)方法
機電綜合實訓(xùn)課程采用項目、任務(wù)型教學(xué)，打破教材本身的框架，圍繞PLC課程在設(shè)備中的應(yīng)用展開，將其分解成若干個小任務(wù)，結(jié)合實際操作，了解該設(shè)備所能完成的任務(wù)和工作流程，分析設(shè)備的硬件組成和各元件功能。通過實際拆裝、編程與調(diào)試、故障診斷、維修及保養(yǎng)等，掌握該設(shè)備的裝配、操作和維護的能力。
實訓(xùn)課程采取階段式訓(xùn)練，并將企業(yè)的6S管理融入教學(xué)過程中。
1.設(shè)備認(rèn)知，熟悉設(shè)備和設(shè)備元件，拆裝注意事項，安全用電等。
2.掌握知識，掌握設(shè)備需具備的理論知識和操作步驟，注意細(xì)節(jié)，融入平時所積累的操作經(jīng)驗和訣竅等。
3.拆裝操作，結(jié)合企業(yè)實際操作要求，理解拆裝順序和要求，學(xué)會工具和儀器的使用，理解設(shè)備結(jié)構(gòu)和各部件之間的關(guān)系，達(dá)到一定的技能水平。
4.編程與調(diào)試，掌握PLC編程方法，積累PLC程序編譯經(jīng)驗，在調(diào)試過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗和編程技巧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2023年11月15日 《工廠電氣控制技術(shù)》是電氣工程及其自動化

2023年11月15日《工廠電氣控制技術(shù)》是電氣工程及其自動化