项目四 三相异步电动机可逆运转控制（教案）《PLC应用技术》（机械工业出版社）同步精品课堂

《PLC应用技术》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 项目四 三相异步电动机可逆运转控制 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 学生在学习 “三相异步电动机可逆运转控制” 时，具有自身独特的特点。此前，他们已积累了一定的电工电子基础知识，对简单电路有初步认知，这为理解本节课输入 / 输出设备及线路图奠定了基础。然而，分析控制要求、I/O 点分配这类抽象概念，对逻辑思维尚在发展的他们颇具挑战。绘制系统梯形图和编写指令需较强的抽象与实践能力，部分学生可能难以掌握。但学生们对实操兴趣浓厚，在操作指导环节，若引导得当，他们能在安装电路、通电调试中积极探索，逐步攻克难点，提升综合能力。 背景分析 在当今工业自动化快速发展的大背景下，三相异步电动机作为应用极为广泛的动力设备，其可逆运转控制技术至关重要。职高学生未来多投身于生产制造、电气设备维护等一线岗位，掌握这项技术是就业必备技能。从生活到工业生产，诸多场景如工厂传送装置、电梯运行等都依赖该技术实现灵活运作。通过本节课学习，学生能将理论与实际紧密结合，把抽象知识转化为实操能力，不仅顺应行业对电气技能人才的需求，还能为他们开启通向工业自动化领域的大门，增强职业竞争力。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养严谨、细致的科学态度，提升解决实际问题的信心； 增强对电气控制技术的学习兴趣，主动探索工业自动化领域知识。 精准阐述三相异步电动机可逆运转的工作原理； 清晰识别并准确说明常见的输入 / 输出设备，熟知其在系统中的作用； 理解 I/O 点分配的规则，熟练掌握依据控制要求进行合理分配的方法。 独立绘制规范、准确的系统梯形图，完整呈现控制逻辑； 熟练完成电路安装，规范输入梯形图，成功进行通电调试，并能对系统运行状态有效监控； 熟练运用相关指令优化控制程序，掌握操作要点。 学习任务 描述 精准阐述三相异步电动机可逆运转的工作原理 清晰识别并准确说明常见的输入 / 输出设备，熟知其在系统中的作用 理解 I/O 点分配的规则，熟练掌握依据控制要求进行合理分配的方法 熟练运用相关指令优化控制程序，掌握操作要点 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 系统梯形图与线路图绘制 教学难点 I/O 点分配的灵活性应用 教学难点突破方法 设置多个不同控制要求的项目任务，学生分组讨论 I/O 点分配方案，教师巡回指导，引导学生在实践讨论中掌握灵活分配的技巧 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《PLC应用技术》，主编：周建清，第3版；机械工业出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：精准阐述三相异步电动机可逆运转的工作原理 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、分析控制要求，确定输入/输出设备 1.分析控制要求。项目任务要求该系统具有三相异步电动机可逆运转控制功能，按下正向起动按钮，电动机得电，正向运转;按下反向起动按钮，电动机得电，反向运转；按下停止按钮(或过载)，电动机停止运转。 2.确定输入设备根据控制要求分析，系统有4个输人信号：正向起动、反向起动停止和过载信号。由此确定，系统的输入设备有3只按钮和1只热继电器，PLC需用4个输人点分别与它们的动合触点相连。但实际操作时，为了节省输人点，过载保护也可通过硬件连接实现。本项目将采用这种过载保护方式。 3.确定输出设备。系统的输出设备有2只接触器，PLC需用2个输出点分别驱动正反转接触器的线圈。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 二、系统梯形图 如图 3-2所示为电动机可逆运转控制系统梯形图，其动作时序如图3-3所示。 1.正向起动。 X001动作→Y000 动作且保持→电动机正向运转。 Y000动断触点断开，联锁保护 2.停止。 反向运转无法起动。 X003动作→Y000复位→电动机停止运转。 3.反向起动。 Y001动断触点断开，联锁保护 X002动作→Y001动作且保持→电动机反向运转 正向运转无法起动。 三、系统线路图 1.电路图 如图3-4所示为电动机可逆运转控制系统电路图，其电路组成及元件功能见表 3-3。 2.接线图 如图3-5所示为电动机可逆运转控制系统接线图。 主要讲解系统梯形图和系统电路图。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 四、操作指导 1.安装电路 (1)检查元器件。根据表配齐元器件，检查元件的规格是否符合要求，检测元件的质量是否完好。 (2)固定元器件。按照接线图接线参考图3-6所示安装板固定元件。 (3)配线安装。根据配线原则及工艺要求，对照接线图进行配线安装。 1)板上元件的配线安装 ① 安装控制电路。先依次安装PLC输人电路的0、101、102、103、104、105、106和107号线，再依次安装PLC输出电路的201、202、203、204、205和 206 号线。 ②安装主电路。依次安装PE、L1、L2、L3、U11、V11、W11、U12、V12、W12、U13、V13、W13、U14、U、V和W号线。 2)外围设备的配线安装 ①安装连接按钮。依次连接按钮的104、105、106和107号线，再按照导线编号与接线端子XT的下端对接。 ②安装连接电动机。安装电动机，引出电源连接线及金属外壳的接地线，按照导线编号与接线端子 XT的下端对接。 ③连接三相电源插头线。 (4)自检 1)检查布线。对照线路图检査是否掉线、错线，是否编、错编，接线是否牢固等。 2)使用万用表检测。按表3-5，使用万用表检测安装的电路，如测量阻值与正确阻值不符，应根据接线图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。 (5)系统通电，观察PLC的指示LED 经自检，确认电路正确和无安全隐患后，在教师监护下，按照表 3-6，通电观察 PLC 的指示 LED并做好记录。 教师根据课本内容讲解安装电路。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 2.输入梯形图 启动 GX Developer 编程软件，输人如图3-2所示的系统梯形图，其步骤如下。 1)启动 GX Developer 编程软件。 2)创建新文件，选择 PLC 的类型为FX3U。 3)输入元件。 4)转换梯形图。 5)文件赋名为“项目3-1.pmw”后保存。 3.通电调试、监控系统 (1)连接计算机与PLC用SC-09编程线缆连接计算机COM1串行口与PLC的编接口。 (2)写入程序 1)接通系统电源、将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置。 2)进行端口设置后、将程序“项目3-1.pmw”写人PLC。 (3)调试系统。将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置后，按照表3-7操作，观察系统的运行情况并做好记 录。如出现故障，应立即切断 电源、分析原因、检查电路或 梯形图后重新调试，直至系统 实现功能。 (4)监控梯形图。GXDeveloper编程软件具有梯形图监控功能。进入梯形图监控状态用户可清楚地看到元件的状态和动作情况。 (5)分析运行结果 4.完善梯形图 5.学习指令 6.操作要点 1)为了防止KM1和KM2同时吸合而导致三相电源短路，系统的硬件部分采用了接触器动断触点联锁。 2)输人梯形图过程中要及时转换、保存，避免由于掉电或编程错误而出现程序丢失现象。 3)同一设备的几种工作状态之间需要进行软元件联锁，以确保系统安全。 4)通电调试操作必须在教师的监护下进行。 5)训练项目应在规定的时间内完成，同时做到安全操作和文明生产。 教师讲解梯形图相关知识和操作要点，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：请列举出三相异步电动机可逆运转控制电路中至少三种输入设备和两种输出设备。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 这堂课我们围绕三相异步电动机可逆运转控制展开了深入学习。通过分析控制要求，明晰了电动机正反转的启动、停止与互锁等关键需求。在确定输入 / 输出设备及 I/O 点分配上，掌握了按钮、接触器等设备的识别与点位分配技巧。大家还学会了绘制系统梯形图和线路图，将控制逻辑直观呈现。实操环节中，安装电路、输入梯形图等操作，让知识落地。希望大家课后继续巩固，把今天所学运用到更多实际场景，为今后从事电气相关工作筑牢根基。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） (1)什么是 I/O 点分配？在三相异步电动机可逆运转控制中进行 I/O 点分配的目的是什么？ (2)绘制三相异步电动机可逆运转系统梯形图时，实现互锁的方法有哪些？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次授课围绕三相异步电动机可逆运转控制展开。在分析控制要求环节，部分职高学生理解复杂逻辑稍显吃力，后续应多引入生活实例辅助理解。确定输入 / 输出设备及 I/O 点分配时，虽多数学生能掌握基本方法，但在灵活应用上仍有不足，需增加更多不同场景案例练习。绘制系统梯形图和线路图，学生对抽象图形转化存在困难，教学中分步引导效果初显，不过还可强化练习巩固。实操操作指导阶段，学生积极性高，但安装电路时个别出现连接错误，反映出对线路图理解不够深入。未来应注重理论与实践结合的紧密性，优化教学方法，提升学生综合能力。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$