PAGEPAGE1課程標準課程名稱 《電機與電氣控制技術》 授課對象 機電一體化技術、工業(yè)機器人技術專業(yè) 課程學分 4 64理實一體 所屬系部 設計人（團隊） 一、課程目標設計1、總體目標電機與電氣控制的一般知識，使學生掌握常用低壓電器的使用；三相異步交流電動機的結(jié)構(gòu)、常規(guī)電氣控制線路的設計、常用的調(diào)速方法；直流電機的結(jié)構(gòu)以及調(diào)速方法；步進電機、伺服電機的一和技術知識。本課程加強學生素質(zhì)教育，提高學生分析問題、解決問題的實際能力以及創(chuàng)新意識、工程實踐的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)機電復合型拔尖創(chuàng)新型人才。2、能力目標動和正反轉(zhuǎn)控制。FR-E700變頻器的基本使用方法，能夠利用該變頻器實現(xiàn)三相異步電機的模擬量調(diào)速控制和多段速調(diào)速控制。（3）掌握直流電機特點和調(diào)速方法，能夠正確搭接直流電機正反轉(zhuǎn)電路，編制PLC程序控制直流電機的正反轉(zhuǎn)。（4）基本掌握三菱MR-J4-A系列伺服產(chǎn)品的使用方法，能夠根據(jù)任務要求正確設置伺服參數(shù)。能夠根據(jù)電氣原理圖正確完成伺服系統(tǒng)的接線，能夠利用控制器實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的基本運行操作。能夠利用控制器實現(xiàn)步進系統(tǒng)的基本運行操作。3、知識目標(1)掌握低壓電器的使用及選型。(2)掌握交流電機的結(jié)構(gòu)、常規(guī)電氣控制線路的設計、常用的調(diào)速方法。（3）掌握直流電機的結(jié)構(gòu)以及調(diào)速方法。（4）熟悉控制電機（步進電機、伺服電機）的一般結(jié)構(gòu)和控制方式。4、素質(zhì)目標(1)通過分組完成項目任務，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神，樹立誠信意識，鍛煉學生溝通交流、自我學習的能力。(2)通過開展對電機結(jié)構(gòu)的調(diào)研，可以增強學生的利用多種手段獲取技術情報信息能力。(3)通過撰寫報告和電子文稿，提高學生書面表達能力，語言組織能力，培養(yǎng)演講能力和鍛煉心理素質(zhì)。二、課程內(nèi)容設計序號內(nèi)容模塊名稱學時1三相異步電動機及其繼電接觸器控制242三相異步電動機的變頻調(diào)速控制83直流電機及其控制64伺服電機及其控制125步進電機及其控制106機動27期末考試2合計64三、能力訓練項目設計編號能力訓練項目名稱能力訓練任務名稱擬實現(xiàn)的能力目標相關支撐知識訓練方式手段及步驟結(jié)果（可展示）1異步電動機及其繼電接任務1-1：認識交流電能夠正確描述三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原學習報告機理及電磁感應定律教學的銘牌數(shù)據(jù)任務1-2：三相異步電能夠描述三相異步電機的起動三相異步電動機的學習報告動機的運行特性過程中轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關系機械特性曲線及特性曲線的三個區(qū)域。教學2任務1-3：常用低壓電器的認識能夠根據(jù)要求正確選擇低壓電的符號常用低壓電器的種學生調(diào)研、查場教學學習報告觸器控制4任務1-4：三相電機直能夠根據(jù)電氣原理圖正確搭接三相異步電動機直實訓報告項接起動運行接起動電路的工作成果展示原理教學控制等電路5任務1-5：三相電機可能夠根據(jù)電氣原理圖正確描述三相異步電動機正現(xiàn)場教學并且實訓報告逆運行控制其工作原理并搭接正反轉(zhuǎn)電路反轉(zhuǎn)的工作原理；模型演示成果展示布線標準及用電安學生自己動手全知識搭接電路6任務1-6：三相異步電能夠掌握三相異步電動機的調(diào)三相異步電機的機學生調(diào)研、查學習報告動機的調(diào)速與制動控速和制動方法械特性制場教學8任務2-1：認識三菱（1）能夠正確設置變頻器參數(shù)三菱變頻器相關參實訓報告FR-E700變頻器（2）能夠正確完成變頻器的外數(shù)含義成果展示部接線（電源端及輸出端）變頻器控制面板的并點評（3）能夠通過變頻器控制面板使用實現(xiàn)對交流電機的起停及調(diào)速控制任務2-2變頻器點動與（1）參數(shù)設置與線路連接變頻器點動與多段實訓報告多段速控制（2）點動控制實現(xiàn)速相關參數(shù)設置成果展示電機變頻調(diào)（3）多段速控制實現(xiàn)并點評速控制9任務2-3：模擬量調(diào)速（1）能夠?qū)崿F(xiàn)PU運行操作、變頻器多段速和模實訓報告EXT外部運行擬量控制相關參數(shù)成果展示（2）能夠正確設置變頻器多段設置展示并點評方式實現(xiàn)電動機的多段速控制和模擬量調(diào)速控制10電機及其控制任務3-1直流電動機的（1）能夠敘述直流電機的基本電磁場知識及楞次老師現(xiàn)場教學習報告結(jié)構(gòu)及工作原理定律學，模型演示結(jié)構(gòu)及運行原理（2）能夠識別直流電機的銘牌動畫視頻講解數(shù)據(jù)11任務3-2他勵直流電動機的起動及正反轉(zhuǎn)控制能夠利用繼電器完成直流電機的起停及正反轉(zhuǎn)控制線路搭接中間繼電器相關知識及直流電機工作原理老師現(xiàn)場教學，模型演示學習報告12任務3-3他勵直流電動直流電機的特性現(xiàn)場教學并且實訓報告速方法及其電氣原理模型演示成果展示機的調(diào)速及制動控制學生自己動手搭接電路13任務4-1認識伺服控制伺服電機的概念及教師現(xiàn)場講學習報告特點及應用伺服控制的原理解（2）理解伺服電機的三種控制伺服電機的控制模系統(tǒng)模式式電機及其控（3）能夠選型三菱伺服電機及三菱伺服系統(tǒng)制伺服放大器14任務4-2三菱MR-J4-A能夠根據(jù)要求正確設置三菱伺三菱伺服放大器相現(xiàn)場教學實訓報告系列伺服放大器的使服放大器的參數(shù)關參數(shù)的含義及設成果展示用定方法15任務4-3伺服電機的手（1）能夠正確完成伺服放大器伺服放大器操作面現(xiàn)場教學并且實訓報告與伺服電機的接線板的使用模型演示成果展示（2）能夠正確完成伺服放大器MR Configurator2學生自己動手與QD75定位模塊的接線軟件基本應用搭接電路（3）能夠通過伺服放大器的面QD75定位模塊基本動控制板（或MRConfigurator2應用實現(xiàn)伺服電機的起停及正反轉(zhuǎn)控制QD75的伺服電機手動運行控制任務4-4伺服電機的簡單定位控制實現(xiàn)基于QD75的伺服電機基本現(xiàn)場教學并且實訓報告位位程序測試模型演示學生自己動手成果展示搭接電路16任務5-1認識步進控步進電機工作原理現(xiàn)場教學并且實訓報告特點及應用電磁場理論模型演示成果展示制系統(tǒng)（2）能夠根據(jù)細分表及轉(zhuǎn)速要細分的概念學生現(xiàn)場操作求完成步進電機驅(qū)動器的細分脈沖知識17任務5-2DM542步進電機驅(qū)動器的使用（1）能夠正確完成步進電機與步進電機驅(qū)動器的現(xiàn)場教學并且實訓報告驅(qū)動器電氣線路連接（2）能夠正確完成步進電機驅(qū)動器與QD75定位模塊的接線工作原理及其使用模型演示學生自己動手搭接電路成果展示電機及其控（3）能夠根據(jù)要求完成驅(qū)動器制的參數(shù)設置任務5-3步進電機的手動運行控制（1）正確設置定位模塊參數(shù)（2）編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)步進電機的手動控制定位模塊參數(shù)設置及手動程序編寫及驗證現(xiàn)場教學并且模型演示學生自己動手搭接電路任務5-4步進電機的簡單定位控制實現(xiàn)基于QD75的步進電機基本位位程序測試現(xiàn)場教學并且模型演示學生自己動手搭接電路四、進程表設計序號學時單元標題能力目標能力訓練項目編號知識目標其他內(nèi)容14任務1-1：認識能夠正確描述三相異步電項目1旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理及電磁感應交流電機定律任務1-1別三相電機的的銘牌數(shù)據(jù)22任務1-2：三相能夠描述三相異步電機的項目1任務1-2三相異步電動機的機械特性曲線異步電動機的運行特性起動過程中轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關系及特性曲線的三個區(qū)域。36任務1-3：常用低壓電器的認識能夠根據(jù)要求正確選擇低電器元件的符號項目1任務1-3標準實訓室5S操作規(guī)范44任務1-4：三相能夠根據(jù)電氣原理圖正確項目1任務1-4三相異步電動機直接起動電路的電機直接起動運行搭接三相電機直接起動電工作原理56任務1-5：三相能夠根據(jù)電氣原理圖正確項目1三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的工作原電機可逆運行描述其工作原理并搭接正理；控制反轉(zhuǎn)電路任務1-5布線標準及用電安全知識62任務1-6：三相能夠掌握三相異步電動機項目1能夠掌握三相異步電動機的調(diào)速異步電動機的的調(diào)速和制動方法及其實和制動方法調(diào)速與制動控現(xiàn)任務1-6制74任務2-1：變頻（1）能夠正確設置變頻器項目2三菱變頻器相關參數(shù)含義器的基本控制參數(shù)變頻器控制面板的使用（2）能夠正確完成變頻器端）任務2-1（3）能夠通過變頻器控制面板實現(xiàn)對交流電機的起停及調(diào)速控制84任務2-2：變頻（1）能夠?qū)崿F(xiàn)PU運行操項目2任務2-21、變頻器多段速控制和模擬量調(diào)器的多段速度作、EXT外部運行速的意義及方法和模擬量調(diào)速控制（2）能夠正確設置變頻器通過外部方式實現(xiàn)電動機2、多段速和模擬量控制相關參數(shù)意義及設定的多段速控制和模擬量調(diào)速控制92任務3-1直流電動機的結(jié)構(gòu)及運行原理（1）能夠敘述直流電機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（2）能夠識別直流電機的銘牌數(shù)據(jù)項目3任務3-1電磁場知識及楞次定律102任務3-2他勵直能夠利用繼電器完成直流項目3中間繼電器相關知識及直流電機流電動機的起電機的起停及正反轉(zhuǎn)控制任務3-2工作原理動及正反轉(zhuǎn)控線路搭接制112任務3-3他勵直項目3直流電機的特性流電動機的調(diào)及調(diào)速方法及其電氣原理任務3-3速及制動控制122任務4-1認識伺（1）能夠敘述伺服電機的項目4伺服電機的概念及伺服控制的原種類、特點及應用理（2）理解伺服電機的三種伺服電機的控制模式服控制系統(tǒng)控制模式任務4-1三菱伺服系統(tǒng)（3）能夠選型三菱伺服電機及伺服放大器134任務4-2三菱能夠根據(jù)要求正確設置三項目4三菱伺服放大器相關參數(shù)的含義MR-J4-A系列菱伺服放大器的參數(shù)任務4-2及設定方法伺服放大器的使用144任務4-3伺服電（1）能夠正確完成伺服放項目4伺服放大器操作面板的使用大器與伺服電機的接線任務4-3MRConfigurator2軟件基本應用（2）能夠正確完成伺服放QD75定位模塊基本應用大器與QD75定位模塊的接線（3）能夠通過伺服放大器機的手動控制的面板（或 MRConfigurator2服電機的起停及正反轉(zhuǎn)控制（4）實現(xiàn)基于QD75的伺服電機手動運行控制152任務4-4伺服電實現(xiàn)基于QD75的伺服電機項目4手動，原點回歸及定位程序測試機的簡單定位任務4-4控制回歸和定位164任務5-1認識步進控制系統(tǒng)（1）能夠敘述步進電機的項目5任務5-1步進電機工作原理種類、特點及應用（2）能夠根據(jù)細分表及轉(zhuǎn)速要求完成步進電機驅(qū)動電磁場理論細分的概念脈沖知識器的細分172任 務 5-2（1）能夠正確完成步進電項目5步進電機驅(qū)動器的工作原理及其機與驅(qū)動器電氣線路連接任務5-2使用DM542步進電（2）能夠正確完成步進電機驅(qū)動器的使機驅(qū)動器與QD75定位模塊用的接線（3）能夠根據(jù)要求完成驅(qū)動器的參數(shù)設置182任務5-3步進（1）正確設置定位模塊參項目5定位模塊參數(shù)設置及手動程序編電機的手動運數(shù)任務5-3寫及驗證行控制（2）編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)步進電機的手動控制192任務5-4步進電機的簡單定位控制實現(xiàn)基于QD75的步進電機回歸和定位項目5任務5-4手動，原點回歸及定位程序測試202機動212期末考試五、第一節(jié)課梗概（一）介紹實驗室常規(guī)管理制度和設備使用規(guī)范，要求學生遵守規(guī)則，規(guī)范操作。（二）給學生介紹電機與電氣控制技術的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，播放視頻介紹電機在工業(yè)領域中的應用。（三）給學生介紹課程的地位，課程學習的重要性。（四）給學生介紹課程的項目化教學的總體目標及其總體安排，介紹課程的考核方式。（五）對教學整體設計中的項目內(nèi)容進行簡單介紹，讓學生能夠建立電機電氣控制的概念，了解電機的廣泛應用。（六）按自由組合的原則將全班學生2~4人一組進行分組，在項目教學實施過程中實行團隊協(xié)作，課后遞交分組名單。（七）介紹需學生提交的文件資料要求，向?qū)W生公布文件命名的方式，文檔上交和下發(fā)的方式。（八）介紹相關課程網(wǎng)絡資源，要求學生上網(wǎng)瀏覽，深入了解和學習電機控制技術技術。六、考核方案設計本課程是實踐性很強的學科，結(jié)合課程的特點和學?，F(xiàn)有的硬件條件，考核由三個部分組成：課程考核由技能性考核、態(tài)度性考核和知識性（期末考試）考核三部分組成，各占40%、20%、40%。每個學習情境的成績由工作任務完成質(zhì)量與團隊貢獻率兩部分組成，各占60%、40%，由此計算出每個學習情境的成績，再按照上表中每個學習情境成績在過程性考核中所占的比例，最終得出過程性考核成績。對于取得與本課程相關的技術專利授權、軟件產(chǎn)品登記證書，在市級以上學科(專業(yè))相關的競賽獲獎、市級以上刊物發(fā)表論文，或者社會技術服務取得明顯成效的學生，經(jīng)本人申請并提供佐證材料,報學生所在二級學院（部）認定后，每項成果可給予一門相關課程不超過10分的附加分獎勵并計入學業(yè)成績總分。本課程的教學分為5個大項目