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1、-电气控制与PLC教 案教 学 设 计课程全程贯穿教学做相结合的教学理论，课堂上讲解与演示相结合，我教与你做相结合，在讲解、演示*一模块的根底知识和操作方法后，让学生自己做一遍，并加以总结；在此根底上，提出进一步要求，让学生独立完成后续的调试过程，教师再予以总结提炼，如此不断反复循环，层层递进，改抱着走为拉着走直至自己走，充分调动学生自主学习的积极性。全书配有四个综合实训工程，以工程教学法为中心，主要培养自主学习能力、职业能力、团结协作能力和创新能力。选择中小规模的实际工程工程案例作为设计任务，全班学生分成假设干组，将自主筹划、任务分解、教、学、做和总结有机结合。在实施过程中，尽量模拟企业真实
2、工作环境和气氛，使学生在校就感受到企业的真实情况，体验到企业的气氛，更好地学以致用。将传统的学生和教师的角色转换为企业的员工与车间主任或部门经理，层层负责制，让学生有企业工作的真实情景感。模块一 常用低压电器一、教学目标1知识目标：熟悉常用低压电器的构造、工作原理、用途及主要参数2能力目标：能正确选用、安装、检测和维修常用低压电器。二、教学容1. 低压电器的根本知识2. 接触器3. 继电器4.熔断器5.断路器6.主令电器三、教学重点和难点重点：每种电器作用、构造、工作原理。难点：保护电器和控制电器的使用四、教学方法与手段本模块主要介绍常用的开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器的作
3、用、构造、工作原理、主要参数及图形符号。适合采用多媒体教学和理实一体化教学，用实物图片来演示低压电气及其图形符号，并在课堂上展示实物，采用演示法这种形象直观的教学手段和方法，设法提高学生学习的积极性和主动性，使其对本模块介绍的电器留下深刻的印象。根据教学要求，突出重点，突破难点，运用行动导向教学中的案例、启发式、大脑风暴法等教学方法，方法具体应用举例如下：(1)了解电器的构造，如了解接触器，运用实物讲解，通过对接触器进展拆装，并利用摄像投影图片，再要求学生把拆下的零件与图片进展对照，并说出它们的名称，加深了印象，这样就可以快速记住接触器，根本不用死记硬背。(2)理解电器的工作原理，取一个CJl
4、0-20380V的接触器，把接触器的线圈两端加上电压，此时立刻听到啪的一声，接触器衔铁被吸合，带动触点动作；一断开电源，又啪的一声，接触器触点很快复位，关键是让学生仔细观察刚刚接触器的动作顺序，然后用贴切的话描述出接触器的动作过程，工作原理就很自然地写出来了。(3)掌握图形符号、文字代号，是为模块二学习控制线路打下根底，必须在课堂要掌握。了解电器的主要技术参数，进展对低压电器的选用，这是本章的关键点，要求学生必须掌握的容，也是学生解决实际问题的能力反映。(4)实训教学低压电器的拆装。首先进展现场教学：组织学生到校机加工车间进展现场观摩，通过现场操作和观摩实际电控柜，让学生进展体验性学习，对电控
5、柜的元器件外形、安装、布线及机电结合留下深刻印象，有助于学生理解本课程的理论知识和技术应用，开阔了眼界，感受真实的职业环境。然后回到低压电器拆装实训室，通过边讲边做、讲练结合的方式，将理论与操作有机结合。在讲练过程中，以电气安装、检测、维修岗位技术员的角色进展情境体验。五、学习方法在学习本模块时，在对各种低压电气有感性认识后，应着重了解每种电气的作用、构造和原理，并了解其常见故障及处理方法。宜采用操作实践法的学习方法，在相关实训课中稳固所学容。六、授课程序通过实际工程案例水塔供水的控制引入相关实践性知识元器件介绍。首先讲解低压电气的根本知识，然后用多媒体或实物逐个演示各种常用低压电气的图形，演
6、示的同时讲解其作用、构造和原理，使学生熟练掌握所将知识，最后布置作业题使学生稳固本模块容。本模块安排1-2次实训多学时安排2次，通过拆装和检测电器，熟悉接触器、继电器的构造，了解其动作原理，掌握低压电器检测与维修。教案模块一课 题1低压电器的根本知识2接触器授课时数3教学目标1了解低压电器的根本知识2能熟练掌握接触器的功能、符号、常用型号、技术参数及其使用方法教学重点接触器的功能、符号及其使用方法教学难点接触器的技术参数、交流接触器的短路环教学方法案例、启发互动式等教学方法理实一体化教学，边讲边做、讲练结合教学手段多媒体课件; 器件展示：接触器；现场观摩课外作业1-1、1-4教学过程：案例引入
7、：水塔供水的控制*人工控制1. 控制原理图从日常用电启发2原理与特点说明 一起讨论提问：人工控制的缺点. *自动控制怎样实现大脑风暴法接触器控制*相关实践性知识元器件介绍一、低压电器的根底知识但凡对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械均可称为电器。用于交流1200V以下、直流1500V以下电路，起通断、控制、保护与调节等作用的电器称为低压电器。1. 低压电器的分类1按电器的动作性质分手动电器人操作发出动作指令的电器，例如刀开关、按钮等。自动电器不需人工直接操作，按照电的或非电的信号自动完成接通、分断电路任务的电器，例如接触器、继电器、电磁阀等。2按用途分控制
8、电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如刀开关、低压断路器等。主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、转换开关等。保护电器用于保护电路及用电设备的电器，例如熔断器、热继电器等。执行电器用于完成*种动作或传送功能的电器，例如电磁铁、电磁离合器等。3按工作原理分电磁式电器依据电磁感应原理来工作的电器。如交直流接触器、各种电磁式继电器等。非电量控制电器电器的工作是靠外力或*种非电物理量的变化而动作的电器。如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。2. 电磁式电器电磁式电器类型很多，从构造上看大都由两个根本
9、局部组成，即：感测局部和执行局部。1电磁机构电磁机构又称为磁路系统，其主要作用是将电磁能转换为机械能并带动触头动作从而接通或断开电路。电磁机构的构造形式如图1-1。电磁机构由动铁芯衔铁、静铁芯和电磁线圈三局部组成，其工作原理是，当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，衔铁获但足够的电磁吸力，克制弹簧的反作用力与静铁芯吸合。图1-1 电磁机构的构造形式(a)、(d)螺管式 (c)、(f)、(g)转动式 (b)、(e)直动式还应指出，在交流电磁机构中，为防止因线圈流电流过零时，磁通过零，造成衔铁抖动，需在交流电磁机构铁心的端部开槽，嵌入一个铜短路环，以消除振动，确保衔铁的可靠吸合。图1-2 交流电磁铁
10、的短路环 图1-3 触头的构造形式1-衔铁2-铁芯3-线圈4-短路环2触头系统触头是有触点电器的执行局部，通过触头的闭合、断开控制电路通、断。触头的构造形式有桥式触头和指式触头两种。3灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；电弧的高温能将触头烧损；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头外表材料。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。图1-4 灭弧装置 a) 双断口灭弧 b) 灭弧罩 c) 灭弧栅 二、接
11、触器接触器是机床电气控制系统中使用量大、涉及面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠零电压保护。1.构造和工作原理接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，外形和构造简图如图1-5所示。电磁系统：电磁系统包括动铁芯衔铁、静铁芯和电磁线圈三局部组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。触头系统：触头又称为触点，是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。触头的构造形式很多，按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开控制电路
12、，只能通过较小的电流。触头按其原始状态可分为常开触头动合触点和常闭触头动断触点。原始状态时即线圈未通电断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原始状态时闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头。线圈断电后所有触头复位，即恢复到原始状态。灭弧装置：在分断电流瞬间，触头间的气隙中会产生电弧，电弧的高温能将触头烧损，并可能造成其它事故。因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。工作原理：接触器根据电磁工作原理，当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当电磁线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧
13、的作用下释放，使触头复原，即常开触头断开，常闭触头闭合。接触器的图形符号、文字符号如图1-5b所示。图1-5 接触器构造、图形、文字符号2.交、直流接触器的特点接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。1交流接触器交流接触器线圈通以交流电，主触头接通、分断交流主电路。当交变磁通穿过铁芯时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。为减少铁损，铁芯用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声，交流接触器铁芯端面上都安装一个铜制的短路环。交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。2直流接触器直流接触器线圈通以直流电流，主
14、触头接通、切断直流主电路。直流接触器铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热，铁芯可用整块钢制成。为保证散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。直流接触器灭弧较难，一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。3.接触器型号及主要技术指标1型号意义2主要技术指标额定电压交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V额定电流交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A吸引线圈额定电压交流接触器：36、110127、220、380V直流接触器：24、48、220、440V4.
15、接触器的使用选择原则选择接触器时应从其工作条件出发，主要考虑以下因素：控制交流负载应选用交流接触器；控制直流负载选用直流接触器。接触器的使用类别应与负载性质相一致。主触头的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。还要注意的是接触器主触头的额定工作电流是在规定条件下额定工作电压、使用类别、操作频率等能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。对于电动机负载可按以下经历公式计算：式中：IC为接触器主触点电流A；PN为电动机额定功率kW；UN为电动机的额定电压V；为经历系数，一般取11.4。吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85及以上时才能可靠地吸合。 主触头和辅助触头的数量应能满足控制系统的需要。教案模块一课 题
