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1、运动控制系统安装调试与运行学习领域（课程）标准一、学习领域（课程）基本信息1、课程名称：运动控制系统安装调试与运行2、课程编码：338973、适用专业：电气自动化技术4、课程学时：2285、所属教学单位：自动化学院电气自动化教研室二、学习领域（课程）性质与定位运动控制系统安装与调试课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。课程根据自动化生产企业中伺服、步进、变频等运动控制系统实际应用，设计教学情境，通过相应的教学载体，采用“教、学、做”一体化式教学方式组织教学，培养学生掌握运动控制系统基本知识和基本技能，锻炼学生伺服、步进、变频控制系统的基本应用能力；使学生能够初步认识和选型伺服、步进、变频
2、控制系统硬件，能够完成控制系统设备安装、运行、调试、维护等实践操作，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生能动脑会思考的思维能力和一丝不苟、踏实严谨的科学精神，培养学生探索新知识和新技术的学习能力；提高学生诚实、守信、爱岗敬业、团结友爱的职业道德和职业素质。课程在学生考取高级维修电工、PLC 系统设计师等职业资格证书中起到支撑作用。课程培养学生具备从事机电一体化技术运动控制领域的维修电工、车间电气技术员、安装调试维修工、系统维护技术员、PLC 硬件接线工程师、PLC 程序设计工程师等岗位的基本职业能力。三、学习领域（课程）目标（一）知识目标1、认识步进电机及步进驱动器，并学会搭建典型
3、步进电机控制系统；2、认识伺服电机及伺服驱动器，理解伺服电动机速度、转矩、位置控制模式，学会搭建典型伺服电机控制系统；3、学会用 PLC 驱动步进电机、伺服电机运动控制系统的硬件接线方法和简单程序控制方法；4、掌握变频调速原理和变频器的工作原理、内部结构和常见参数设置方法和外部接线；5、掌握使用变频器控制交流电机起制动、连续旋转、正反转、多段转速运行的外部接线和参数设置方法。（二）能力目标1、专业能力（1 ）能够使用步进驱动器控制步进电机运行；（2 ）能够使用伺服驱动器控制伺服电机运行；（3 ）能够实现步进电机正反向和定长控制；（4 ）能够实现伺服电动机速度控制模式、转矩控制模式和位置控制模式
4、下的硬件连接；（5 ）能够使用西门子 S7-200、300 系列 PLC 控制器控制步进电动机和伺服电动机。2、方法能力（1 ）具备较强自学、听课、概括总结等学习能力；（2 ）具备通过网络、期刊、专业书籍、技术手册、产品说明书等媒介获取信息能力；（3 ）决策、制定、实施任务方案的设计和实践能力；（4 ）分析问题、解决问题能力；（5 ）理论知识的综合运用、理论联系实际能力；（6 ）具有一定的创新意识、创造性思维能力和创造实践能力。3、社会能力（1 ）有明确的团队意识和集体精神，具备良好的团队协作能力；（2 ）具备有效的自我控制与管理能力；（3 ）能清晰表达个人见解和情感，尊重和倾听他人表述，具备
5、有效沟通和交流表达能力；（4 ）具备一定的生产现场管理和团队组织管理能力。（三）素质目标（1 ）尊重和理解他人，具备良好的同情心，能妥善处理同事关系，能有效进行沟通交流；（2 ）踏实肯干、吃苦耐劳、积极进取、大胆创新的职业素养；（3 ）爱岗敬业、认真负责的工作责任心；（4 ）爱专业、爱集体、服从大局的职业道德；（5 ）现代企业 6S 管理“清理、清洁、整理、整顿、素养、安全 ”理念。四、学习领域（课程）内容及学习任务设计1、课程整体设计学习子情境序号 学习情境 子序号子情境学时 合计学时1变频调速原理、变频器硬件结构认知和变频器常见参数设置 301 变频调速技术认知和变频器应用 2 用 S7-
6、200 PLC 控制电机变频调速 30601认识伺服电动机、编码器、驱动器并构建典型伺服电机控制系统 242 伺服电机认知和应用2了解伺服电动机应用实例并使用 PLC控制伺服电机 36601认识步进电动机和步进驱动器，构建步进电机控制系统 243 步进电机认知和应用2 了解步进电动机应用实例并使用 PLC 3660控制步进电机1 直流电机及 PWM 直流调速方法 244 交直流调速技术认知2交流电机与交流调压调速和串级调速方法 2448总学时 2282、学习情境设计学习情境 1：变频调速技术认知和变频器应用 学时1、教学内容（1 ）变频调速发展概况，变频调速原理，变频调速内部主电路结构和逻辑结
7、构，变频器外部端子分类，变频器常用功能设置方法。（2 ） PLC 与变频器间的硬件接线， PLC 程序控制电动机变频调速。2、教学目标：（详细描述本情境要实现的知识、能力、素质目标）（1 ） 了解变频调速发展概况；（2 ） 掌握变频调速原理及变频器结构；（3 ） 认识变频器外部端子，理解变频器常用功能设置方法。（4 ） 学会变频器显示模式、设置模式、状态模式操作和切换方法；（5 ） 学会变频器恢复出厂设置方法；（6 ） 学会用变频器控制电机连续旋转的参数设置方法；（7 ） 学会用变频器控制电动机正反转的参数设置方法；（8 ） 学会用变频器控制电动机多段速运行的参数设置方法；（9 ） 学会 PL
8、C 和变频器间的接线方法；（10 ） 学会用 PLC 控制电动机变频调速。子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务变频调速原理、变频器硬件结构认知和变频器常见参数设置（30）1、普通异步电动机和变频调速认识2、西门子 MM420 变频器结构原理3、 MM420 变频器制异步电动机常规运行4、 MM420 变频器控制电动机制动子学习情境 2 学习任务用 S7-200 PLC 控制电机变频调速（30）1、用 S7-200PLC 控制变频器启动电动机连续运行2、建立 S7-200PLC 与变频器的通讯并控制电动机运行可以用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六步法进行教学。1、通过教师讲解、引
9、导文引导问题的指引，明确本情境学习任务。学生收集各类资料，对需要掌握的任务大致了解。2、教师引导讲解资讯中包含的知识点，回答学生提出的问题。并检验学生能否掌握资讯中包含的信息量。3、学生确定小组成员分工任务进度安排，并在教师指导下确定最终工作计划。4、由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的工作情况随时进行检查、指导。教师对学生的工作情况进行检查，发现问题，提出修改意见，学生重新规划、操作和设置。5、学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务功能完成情况和每个同学的具体能力表现给出综合评价成绩。学习情境 2：伺服电机认知和应用 学时1、教学内容（1 ）液压和气
10、动伺服、电气伺服系统、电液伺服控制系统的发展情况，包括控制脉冲发生器、环分电路、驱动电路和伺服电动机原理，伺服系统位置、转矩、速度控制模式下系统组成和说明。（2 ）伺服电动机多段速运行控制实例，卷纸机的收卷恒张力控制实例，工作台往返定位运行控制实例。PLC 与伺服电机、伺服驱动器间的接线，PLC 编程控制伺服电机。2、教学目标：（详细描述本情境要实现的知识、能力、素质目标）（1 ）了解伺服系统的发展和分类；（2 ）理解交流伺服不同控制模式下的系统组成；（3 ）认识伺服电机、编码器和伺服驱动器；（4 ）理解典型伺服控制系统的构成、原理和不同工作模式的异同。（5 ）掌握伺服电机速度控制模式下的标准
11、接线和控制方法；（6 ）了解伺服电机转矩控制模式下的标准接线和控制方法；（7 ）掌握伺服电机位置控制模式下的标准接线和控制方法；（8 ）学会 PLC 与伺服电机、伺服驱动器间的接线方法；（9 ）学会 PLC 编程控制伺服电机实现定位控制。子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务认识伺服电动机、编码器、驱动器并构建典型伺服电机控制系统（ 24 学时）1、伺服电机及伺服驱动器认知2、伺服驱动器及电机系统硬件接线可采用六步法教学方法。1、 资讯阶段：学生收集相关资料。教师发放任务单2、 计划阶段：分工工作任务、制定工作计划3、 决策阶段：筛选最优工作步骤，确保学习效益最大化4、 实施阶段：按分工
12、进行任务实施。教师巡查、答疑和指导。5、 检查：自检、教师检查实施结果评估：团队自评、互评、教师评价子学习情境 2 学习任务了解伺服电动机应用实例并使用 PLC控制伺服电机（ 36 学时）1、 伺服电动机多段速运行控制实例2、 卷纸机的收卷恒张力控制实例3、 PLC 控制伺服电机实例任务驱动式教学1、 任务下达2、 资料检索3、 任务实施4、 任务评价学习情境 3：步进电机认知和应用 学时1、教学内容（1 ）步进电动机的发展历史和发展趋势，步进电动机的功能、结构和工作原理；步进电机常见类型；步进电动机的驱动和控制方法；步进电机驱动器的外形、内部组成和原理；步进电机驱动器硬件接线方法，步进电机细
13、分、工作电流、静态电流和脉冲输入模式参数设置，步进电机种类、定位精度、转速、转速变化率等含义，步进电机选用参数；步进控制系统结构组成。（2 ）步进电机在社会生活和企业生产中的常见应用，步进电机正反向定角循环运行控制，步进电机定长运行控制。2、教学目标：（详细描述本情境要实现的知识、能力、素质目标）（1 ）了解步进电动机的发展历史和发展趋势；（2 ）掌握步进电动机的功能、结构和工作原理；（3 ）掌握相数、转子齿数、主极数和转速之间的关系；（4 ）掌握根据定子相数和转子结构分类的步进电机常见类型；（5 ）理解步进电动机的驱动和控制方法；（6 ）了解步进电机驱动器的外形、内部组成和原理。（7 ）掌握
14、步进电机驱动器硬件接线方法；（8 ）掌握步进电机细分、工作电流、静态电流和脉冲输入模式参数设置；（9 ）了解从种类、定位精度、转速、转速变化率等方面选用步进电机的方法；（10 ）学会选用电机及驱动器并搭建步进电机控制系统。（11 ）了解步进电机在复印件、打印机等方面的应用；（12 ）通过步进电动机正反向定角循环运行控制实例，学会控制方法；（13 ）通过步进电动机定长运行控制实例，学会其控制方法。子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务认识步进电动机和步进驱动器，构建步进电机控制系统（24）1、步进电动机及驱动器认知2、步进驱动器及电机外部接线子学习情境 2 学习任务了解步进电动机应用实例并
15、使用 PLC控制步进电机（36）1、步进电动机正反向定角循环运行控制实例2、步进电动机定长运行控制实例3、 PLC 控制步进电动机实例1、 资讯：通过教师的讲解、引导文引导问题的指引，明确本情境学习任务。学生通过收集资料，对步进电机和步进驱动器有初步认识。2、 计划：教师引导讲解资讯中包含的知识点，回答学生提出的问题。并检验学生能否掌握资讯中包含的信息量。学生分组讨论并制定工作计划，形成文字，老师随时指导。3、 决策：学生确定小组成员分工任务进度安排，并在教师指导下确定最终工作计划。4、 实施：由学生根据工作计划进行实际操作，教师对学生的工作情况随时进行检查、指导。5、 检查：学生自查方案存在
16、的问题，解决记录；教师检查实施情况，发现问题则分析原因，指导修订，监督实施，再检查，直至符合控制要求。6、 评价：学生对任务完成情况进行汇报、互评，教师进行分组点评和总体评价，并根据任务功能完成情况和每个同学的具体能力表现给出综合评价成绩。学习情境 4：交直流调速技术认知 学时1、教学内容（1 ）直流电机及直流电机调速发展概况，直流电机结构、工作原理，常见直流电机调速方法，PWM 调速原理，常见直流调速设备。（2 ）交流电机及调速发展概况，交流电机结构组成和工作原理，常见交流调速方法，调压调速和串级调速方法。2、教学目标：（详细描述本情境要实现的知识、能力、素质目标）（1 ）了解直流电机调速发展情况；（2 ）认识直流电机组成、结构，了解其工作原理；（3 ）了解常见直流调速方法；（4 ）掌握脉冲宽度调制 PWM 调速方法；（5 ）了解常见直流调速控制设备。（6 ）了解交流电机调速发展情况；（7 ）认识交流电机组成、结构，了解其工作原理；（8 ）了解常见交流调速方法；（9 ）掌握调压调速和串级调速方法；（10 ）了解常用交流调速控制
