电气控制技术课程标准(姚伟).doc

第二部分 电气自动化技术专业课程标准 《电气控制技术》课程标准 课程编码：560302　　　　 课程类别：专业核心课 适用专业：电气自动化、机电设备维修与管理，矿山机电　　 授课单位：机电工程系　　　 学时： 72　学时 （理论48学时+实训24学时） 编写执笔人及编写日期：姚 伟 ，2016 年 9 月 审定负责人及审定日期：　　　　　　　年　　月 1 前言 1.1课程的性质 《电气控制技术》课程是电气自动化、机电设备维修与管理和矿山机电等专业的一门核心专业课程，对学生职业能力培养和职业素质养成起主要支撑作用，培养学生电气控制应用技术核心能力，也为学生考取中、高级维修电工资格证书、特种作业电工上岗证做准备。其内容主要包括继电-接触器控制系统中常用低压电器元件、组成电气控制线路的基本规律及典型控制环节、常用机床电气控制线路和电气控制设计基础等内容。《电气控制技术》这门课，对于学生能力培养是在掌握了计算机应用基础、电工、电子基本技能、电机与拖动技能的基础是进行培养的，后续课程根据人才培养方案设置为电机调速控制技术、变频技术、DCS控制技术、自动生产线控制系统、顶岗综合实习、毕业设计等 。 1.2课程设计的理念与思路 本课程内容充分体现了职业标准的要求，根据专业人才培养目标、岗位需求和前后续课程的衔接，以理论知识够用为度，精选教学内容。就从分体现职业性、实践性和开放性的要求，本课程内容选择和课程设计理念概括为如下图所示： 1.2.1以教学项目为主体的模块化课程框架 构建了模块化课程结构，打破了学科性课程结构，以企业电气工作人员的实际工作任务为载体，按课程内容的选择原则，将低压电器、继电器控制、典型机床电气控制的教学内容进行了有机的整合、精练、充实，整合为六个模块，从而构建全新的课程体系。根据岗位能力培养目标，将培养目标分解到每个教学模块单元，确定每一个教学模块单元承担的功能、应掌握的知识和应培养的能力以及配套的实践教学环节。每一个模块包括理论基础、课堂演示、基本技能训练和项目实训（模块一和模块六没有）四个部分，四个教学程序带动知识点贯穿整个教学内容。课程模块以职业岗位作业流程、工作任务、项目为导向，按照项目开发的流程创设实践环境，以实际项目的分析、研究、设计、操作等来达到教学目的。课程内容安排上以实训项目为中心，以基本操作技能、工程应用能力和创新能力的职业能力梯度提升为主线，采用“渐进提高”的方法实行理论教学→现场演示→基本技能训练→项目训练→考核的教学过程。下面是模块式课称程框架和维修电工岗位作业流程图。 模 块 式 课 程 框 架 核 心 模 块 模块一 、常用低压电器选用 目标一、认识低压电器 目标二、准确选用低压电器 模块二、电气控制电路基本环节应用 目标一、绘图规则和读图法 目标二、电机控制线路安装接线 综 合 模 块 模块三、典型机床电气控制线路 目标一、机床电气控制系统的分析 目标二、机床故障检测与排除 拓展模块 模块四、电气控制设计基础 目标一、电气控制设计的一般原则和基本任务、内容及步鄹 目标二、电气原理图设计的步鄹与方法 目标三、机床常用电器的选择 课程体系的建设可概括为“一主线、二体系、三循环、四能力”，即以培养学生电气控制技术关键能力为主线；构建相互交融、相互渗透的理论教学和实践教学的二个体系；采用理论教学、实训教学、工程项目训练相结合的三次循环；强化实际操作能力、分析和解决问题能力、工程应用能力、追综掌握高新技术能力等四项职业能力。 1.2.2全过程职业素质的培养 在教学中，结合维修电工岗位进行职业道德、安全规范等职业素质方面的教育，职业素质培养设计如下图。 并在每个模块的技能实训和综合项目实训的考核标准中，对职业道德、安全规范作了较详细的规定如下表。 职业素质 规范、要求 检查、考核 职业道德 敬业、守时、认真、负责、吃苦、踏实 在总成绩中占20%，项目组评价和个人评价相结合 团队协作精神 要求所有活动，特别是项目训练，都以“模拟企业”为团队进行 获取信息能力 每个课程模块要求查阅文献参考资料，包括图书、网络、期刊、专利等 对每个项目小组进行实训考核和评价，占70% 创新精神和能力 要求每个小组能完成12个实训项目 安全生产 正确准备个人劳动保护用品；正确采用安全措施保护自己，保证工作安全 每次实训考核，占10% 2.课程目标 基于工作岗位的能力要求，根据我院“以服务为宗旨，以就业为导向，培养高素质高技能应用型人才”的办学定位和高职学生毕业后从事电气自动化生产第一线技术工作岗位的实际，提出如下具体课程目标： 2.1 知识目标 （1）了解本课程的应用领域； （2）掌握常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用，理解电器制造工艺技 术基础知识； （3）掌握控制电路的基本环节和常用机床的控制电路，掌握绘图规则和实施安装、维护工艺技术规程； （4）掌握电气控制设计及电气原理图设计的一般原则和基本任务、内容及步鄹； （5）掌握机床常用低压电器的选择。 2.2 能力目标 （1）能正确选用和拆装常用低压电器； （2）具有生产机械电气控制线路及器件的安装、调试、运行管理与维护能力； （3）具有电气线路的分析和排除故障能力； （4）能对不太复杂的机床控制电路进行改造和设计； （5） 能根据工艺过程和控制要求正确选用机床电器 （6）通过强化训练，可以考取高级维修电工职业资格证书。 2.3素质目标 （1）树立工具、设备使用的安全意识； （2）形成具备良好的成本节约意识； （3）具有良好的思想道德修养和职业道德素养； （4）具有热爱科学、积极创新的精神； （5）具有敬业爱岗和良好的团队合作精神。 3 课程内容和教学要求 3.1教学内容的组织与安排 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。 序号 工作任务（模块） 知识要求 技能要求 课时 1 常用低压电器 1、 熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号， 2、 熟练掌握低压电器原件的基本结构及用途。 1.根据使用场合能够合理选用低压电器元件 2.正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装 10 2 电气控制电路基本电路 1. 掌握常用电气控制基本电路的工作原理。 2.能够根据给定电气控制原理图在规定时间内完成电气接线 3.能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查 1.熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号，具备识读电路图能力 2.能够根据给定电气控制原理图在规定时间内完成电气接线 3.能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查 34 3 典型机床电气控制电路 1、熟悉电气原理图的读图方法 2、了解机床上机械、液压、电气三者的紧密配合 3、掌握各种典型机床的电气控制线路分析 4、熟悉常用机械设备故障与处理方法 1.能够完整表述常用机械设备的具体功能 2.能够通过万用表判别控制电路元器件的好坏 3.能够依据电路原理图分析电器元件的接线 4.能够实施常用机械设备电气控制电路的故障排查 5.能通过高级维修电工机床排故考核 16 4 电气控制设计基础 1、 掌握电气控制设计的一般原则和基本任务、内容及步鄹 2、 掌握电气原理图设计的步鄹与方法 3、 掌握机床常用电器的选择 1.能根据工艺过程和控制要求正确选用电器 2.正确使用常用的电工工具完成电气控制电路的接线 3.能够独立完成简单的电气原理图的设计 12 3.1.1 课程教学内容 学习情境 子情境 参考 学时 情境名称 情境描述 情境1： 常用低压电器 主要介绍各种常见低压电器的用途、基本结构和原理、产品外形与图形符号，为正确使用和维护低压电器打下基础。 1.1低压电器的分类 10 1.2 非自动切换电器 1.3 自动切换电器 1.4 实训 情境2:电气控制基本电路 主要介绍各种电气控制系统图，具体的主要有电动机的点动、连续运转、正反转、自动循环以及调速控制等基本电路。培养学生对电气控制基本电路的阅图与分析能力，及对常规电气控制系统的设计、安装、运行和故障处理能力。 2.1 电气控制系统图 34 2.2 三相笼型异步电机全压起动控制电路 2.3 三相笼型异步电动机正反转控制电路 2.4 三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.5 三相异步电动机调速控制电路 2.6 三相异步电动机制动控制电路 2.7 电气控制的保护环节 2.8 实训 情境3：典型机床电气控制电路 主要介绍CA6140型卧式车床、T68型卧式镗床和X62型卧式万能铣床，本情景知识技能着眼于根据机床运动形式和控制要求，分析电气控制电路原理图、掌握机床电气控制电路的分析方法；实训着眼于电动机之间的联锁控制训练。 3.1电气原理图的读图方法 16 3.2机床电气控制电路分析 3.3卧式镗床电气控制电路分析 3.4卧式万能铣床电气控制电路分析 3.5组合机床电气控制电路分析 3.6 实训 情境4：电气控制设计基础 主要介绍电气控制设计的主要原则、电气设计的主要任务、电气原理设计的任务，力图使学生具有一定的电气控制设计的基础。 4.1电气控制设计的一般原则和基本任务、内容及步鄹 12 4.2电气原理图设计的步鄹与方法 4.3机床常用电器的选择 4.4组合机床电气原理图设计举例 4.5 实训 3.1.2 实践教学内容 学习情境 子情境 参考 学时 情境名称 情境描述 情境1：三相异步电动机点动和自锁控制线路 通过基本的点动和自锁控制线路的实训使学生认识常用电器及接触器的使用，了解低压电器的接线方法。 1.1 常用电器的认识及接触器的使用 2 1.2三相异步电动机点动实验 1.3三相异步电动机自锁实验 情境2：三相异步电动机即可点动又可自锁控制线路 学生自行设计三相异步电动机即可点动又可自锁控制电路，进一步熟悉低压电器的接线方法，并掌握低压电器的使用。 2.1低压电器的使用 2 2.2三相异步电动机即可点动又可自锁控制线路 情境3：三相异步电动机异地控制线路 设置两路起停按钮对电机两处控制，使学生了解实际生产中的异地控制，培养学生理论联系实际的认知能力。 3.1三相异步电动机单向控制线路 2 3.2三相异步电动机两地控制线路 情境4：三相异步电动机启动顺序控制线路 设计两种不同的启动顺序控制电路，使学生掌握电机顺序启动的方法。 4.1顺序启动线路1 2 4.2顺序启动线路2 情境5：三相异步电动机停止顺序控制线路 在实际生产中，电机的停止顺序是有要求的，设置三相异步电动机停止顺序控制线路，有助于学生解决实际生产中的问题，进一步加深学生对顺序控制线路的理解 5.1实验内容 2 5.2实验分析 5.3实验思考 情境6：三相异步电动机单重互锁正反转控制线路 设置此项目使学生掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理；掌握机械互锁及电气互锁的概念和连接方法及其在控制线路中所起的作用。 6.1三相异步电动机的接触器互锁正反转控制线路 2 6.2三相异步电动机的按钮互锁正反转控制线路 情境7：三相异步电动机双重互锁正反转控制线路 为避免实际生产中的短路发生，往往需要设置电动机的双重互锁，进一步加深学生对互锁电路的理解，重在培养学生解决实际问题的能力。 5.1实验内容 2 5.2实验分析 5.3实验思考 情境8：三相异步电机Y－△转换起动控制 三相异步电机Y－△转换起动控制在实际生产中运用较多，使学生掌握三相异步电动机的降压起动控制的方法及电路图； 8.1时间继电器控制Y－△降压起动线路 2 8.2接触器控制Y-△降压起动线路 8.3手动控制Y-△降压起动线路 情境9：三相异步电机带延时正反转控制 通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法，掌握时间继电器的用法。 9.1实验内容 2 9.2实验分析 9.3实验思考 情境10：CA6140车床的电气控制线路 使学生掌握车床运动形式、结构，掌握电气控制线路分析及故障分析。使学生掌握排故的方法，使学生从理论走向实际。 10.1实验内容 2 10.2实验分析 10.3实验思考 情境11：T68镗床电气原理与故障分析 重在使学生掌握T68型卧式镗床运动形式与电气控制电路的工作原理，掌握电气控制线路故障分析。 11.1实验内容 2 11.2实验分析 11.3实验思考 情境12：X62W铣床模拟控制线路的调试分析 重在使学生掌握X62W型万能铣床运动形式与电气控制电路的工作原理；掌握电气控制线路故障分析。 12.1实验内容 2 12.2实验分析 12.3实验思考 3.2教学要求 3.2.1 理论教学要求 学习情境名称 情境1：常用低压电器 学时数 10 学 习 目 标 1、 掌握低压电器元件的基本工作原理及实际应用。 2、 识记低压电器的外形和电气符号。 学习内容 教学方法和建议 1.认识低压配电电器、低压控制电器、低压主令电器、低压保护电器、低压执行电器元件 2．掌握低压电器元件的结构和工作原理以及主要的技术参数； 3．掌握低压电器元件的分类、常用型号及使用方法； 4．学习低压电器元件的图形符号和文字符号； 5．掌握低压电器元件的接线方式。 讲述法、小组讨论法、演示法、实践操作法 工具与媒体 学生已有基础 教师所需要的执教能力 ◆常用低压电器元件实物 ◆多媒体课件 ◆常用电工工具 ◆万用表 1．已掌握电工及电机与拖动基本知识和基本操作技能。 1、教师通过展示低压电器元件的实物和图片等形式，介绍学习低压电器元件的目的；说明本学习情景的学习任务。 2．将低压电器元件实物作为教具，然后针对教具讲解低压电器元件的结构、基本原理、主要技术参数、分类、常用型号、使用方法等； 3．介绍元件的图形符号和文字符号； 学习情境名称 情境2：电气控制基本电路 学时数 34 学 习 目 标 1、 掌握继电-接触器控制电路的基本控制方法及配线技能 2、 了解电路中的电气保护环节 3、 掌握电气控制电路图的分析方法及常见故障、检修方法 学习内容 教学方法和建议 1． 掌握自锁与互锁控制、点动与连续运转控制、多地联锁控制、顺序控制、自动循环控制等控制电路的原理及基本线路； 2． 掌握三相异步电动机的直接起动和降压起动控制电路的工作原理及基本线路； 3． 掌握反接制动和能耗制动控制电路的工作原理及基本线路； 4． 掌握电气控制系统常用的保护环节； 5． 认识电气原理图、电器位置图和电气接线图并掌握它们的识图方法； 6. 练习并掌握电气控制基本环节的接线方法。 讲述法、小组讨论法、演示法、实践操作法 工具与媒体 学生已有基础 教师所需要的执教能力 ◆常用低压电器元件实物 ◆多媒体课件 ◆常用电工工具 ◆万用表 已掌握低压电器元件的基本工作原理及实际应用。 1、教师通过展示、操作已安装好的实际控制电路，介绍电气控制电路的基本环节的实际应用，说明本学习情景的学习任务。 2、教师将已安装好的实际控制电路作为教具，与电气原理图进行比对，针对控制电路讲解电气控制电路基本环节的基本原理、各元件的作用等； 3、介绍电气原理图、电器位置图和电气接线图的识图方法； 4、介绍控制电路元件的选型方法； 5、介绍控制电路的配线工艺； 学习情境名称 情境3：典型机床电气控制电路 学时数 16 学 习 目 标 1、 了解和掌握企业常用机床设备的电气控制电路工作过程； 2、初步具备常用机床设备的维修维护、安装调试及售后服务等能力。 学习内容 教学方法和建议 1、了解普通车床、摇臂钻床、平面磨床、万能铣床、卧式镗床等常用机床的结构与运动方式； 2、掌握普通车床、摇臂钻床、平面磨床、万能铣床、卧式镗床等常用机床电气控制系统原理、故障分析及排除方法。 3、掌握电气控制系统常用的保护环节； 讲述法、小组讨论法、演示法、实践操作法 工具与媒体 学生已有基础 教师所需要的执教能力 ◆常用机床设备 ◆多媒体课件 ◆常用电工工具 ◆常用仪表 1、已掌握低压电器元件的基本工作原理及实际应用。2、已掌握继电-接触器控制电路的基本控制方法及配线技能。 1、教师针对“电气设备生产实习车间”机床设备介绍常用机床的结构与运动方式； 2、教师针对机床的实际控制系统电路介绍控制原理； 3、教师介绍机床常见故障以及排除方法； 4、设置控制系统故障，学生进行故障分析与排除； 学习情境名称 情境4：电气控制设计基础 学时数 12 学 习 目 标 1、 了解电气控制设计的一般原则，基本任务和内容。 2、 掌握常用电器的选用方法。 2、初步具备常用设备的电气控制设计能力。 学习内容 教学方法和建议 1、掌握电气控制设计的一般原则和基本任务、内容及步鄹； 2、掌握电气原理图设计的步鄹与方法； 3、掌握机床常用电器的选择； 4、掌握电气控制系统常用的保护环节； 5、认识电气原理图、电器位置图和电气接线图并掌握它们的识图方法； 6、 练习并掌握电气控制基本环节的接线方法。 讲述法、小组讨论法、演示法、实践操作法 工具与媒体 学生已有基础 教师所需要的执教能力 ◆常用低压电器元件实物 ◆多媒体课件 ◆常用电工工具 ◆万用表 1、 已掌握低压电器元件的基本工作原理及实际应用。 2、 已掌握电气控制基本电路的分析方法。 1、教师要熟悉电气控制基本电路和典型机床控制电路； 2、教师介绍生产机械和工艺的各种控制要求和工艺设计； 3、教师要结合案例着重讲解电气原理图的设计。 4实施建议 4.1教材编写 (1) 必须依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。 (2) 教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。要通过故障模拟、观看录像、理实一体化教学并运用所学知识进行评价，引入必须的理论知识，增强实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。 (3) 教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对电气控制系统的认识和理解。教材表达必须精炼、准确、科学。 (4) 教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新材料及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。 (5) 教材中活动设计的内容要具体，并具有可操作性。 4.2教学建议 (1) 在教学过程中，应立足于加强学生实际操作技能的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。 (2) 本课程教学的关键是现场教学，应选用典型常用机械设备电气控制电路分析与维修为主载体，在教学过程中，教师示范和学生分组讨论、训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，会进行电气控制系统的安装、检测、维修。 (3) 在教学过程中，要创设工作情境，同时应加大实践实操的容量，要紧密结合职业技能证书的考证，加强考证的实操项目的训练，在实践实操过程中，使学生掌握电气控制系统安装、运行与维修，提高学生的岗位适应能力。 (4) 在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新材料发展趋势，贴近企业、贴近生产。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。 (5) 教学过程中，教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。 4.3教学评价 (1) 改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式。 (2) 关注评价的多元性，将课堂提问、学生作业、平时测验、项目考核、技能目标考核作为平时成绩，占总成绩的70%，理论考试和实际操作作为期末成绩，其中理论考试占30%，实际操作占70%，占总成绩的30%。 (3) 应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。 4.4资源利用 (1) 注重实训指导书和实训教材的开发和应用。 (2) 注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，如多媒体教室的应用，这些资源有利于创设形象生动的工作情境，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。同时，建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。 (3) 积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。同时，应积极创造条件搭建远程教学平台，扩大课程资源的交互空间。 (4) 产学合作开发实训课程资源，充分利用校内外实训基地，进行产学合作，实践“工学”交替，满足学生的实习、实训，同时为学生的就业创造机会。 (5) 建立本专业开放式实训中心，使之具备现场教学、实训、职业技能证书考证的功能，实现教学与实训合一、教学与培训合一、教学与考证合一，满足学生综合职业能力培养的要求。