1.3 主令电器认知（教案）《电器及PLC控制技术与实训》（机工版·第2版）同步精品课堂

《电器及PLC控制技术与实训》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.3 主令电器认知 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 按钮和行程开关可通过拆装，让学生理解其结构和工作过程，让学生有直观的印象； 接近开关的种类较多，其工作原理复杂，主要是了解其使用方法，由于拆装仍难看出，可借助原理图选用直观的实物图片步步深入，能降低其理论难度，增强学生的视觉感受，从而解决其关键点，突破教学难点。 背景分析 从工业发展角度来看，随着智能制造和工业自动化的快速推进，机械设备的自动化控制需求日益提升。按钮作为最基础的手动控制元件，广泛应用于各类设备的启停、换向等操作，其可靠性直接关系到操作人员对设备的控制效率；行程开关通过检测运动部件的位置实现自动限位、换向等功能，是实现设备自动化运行的核心元件之一，在高精度检测场景（如流水线物料定位、机械手动作控制）中应用愈发广泛，尤其与 PLC（可编程逻辑控制器）结合后，能实现更复杂的自动化控制逻辑，是现代工业自动化系统的重要组成部分。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 通过对主令电器结构和原理的学习，培养严谨细致的学习态度，认识到电气元件细节对电路功能的重要影响。 能准确描述按钮的外形特征（如紧急停止按钮的蘑菇状、普通按钮的圆形或方形等）、基本结构（包括按钮帽、触点系统、复位弹簧、外壳等），并熟记其常开、常闭触点在电气原理图中的符号。 能够根据实物或图片准确识别不同类型的按钮（如常开按钮、常闭按钮、紧急停止按钮）、行程开关及各类接近开关，并能区分它们的结构部件。 学习任务 描述 理解按钮的结构作用及工作过程 理解行程开关的结构作用及工作过程 掌握接近开关的结构和工作过程 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 按钮、行程开关的外形特征、结构组成及在电气原理图中的触点符号，这是识别和理解这两种主令电器的基础，也是后续分析电路的关键。 教学难点 按钮和行程开关的触点动作原理，理解常开、常闭触点在受力和不受力状态下的通断变化，对于刚接触电气元件的学生来说较为抽象。 教学难点突破方法 准备按钮和行程开关的透明外壳实物，让学生观察按压按钮、碰撞行程开关时内部触点的变化。 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 《电器及PLC控制技术与实训》，主编：崔金华，第2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：理解按钮的结构作用及工作过程 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、按钮 1.外形、结构和符号 按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点、外壳及支柱连杆等组成。按静态时触点分合状态划分，可分为常开按钮、常闭按钮和复合按钮。 常开按钮:未按下时，触点是断开的:按下时，触点闭合;当松开后，按钮自动复位。 常闭按钮:未按下时，触点是闭合的;按下时，触点断开;当松开后，按钮自动复位。 复合按钮:将常开按钮和常闭按钮组合为一体。按下复合按钮时，其常闭触点先分常开触点再闭合;当松开按钮时，常开触点先断开，常闭触点再闭合。断，常用按钮的外形、结构和符号如图1-2-1所示。 2.选用 1)根据使用场合和具体用途选用按钮的种类。嵌装在操作面板上的按钮一般选用开启式;需显示工作状态的一般选用带指示灯式;在重要场所为防止无关人员误操作一般选用钥匙式;在有腐蚀的场所一般选用防腐式。 2)根据工作状态指示和工作情况要求选用按钮或指示灯的颜色。急停选用红色;停止或分断选用黑色或白色，优先选用黑色;起动或接通选用绿色;应急或干预选用黄色。 3.安装与使用 1)按钮应根据电动机起动的先后顺序，从上到下或从左到右排列在面板上。2)同一机床运动部件有多种工作状态时，应使每一对相反状态的按钮安装在一起。 3)指示灯按钮不宜用于需要长期通电显示处。 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、行程开关 1.外形、结构和符号 常见的行程开关可分为按钮式和旋转式两种，JLXK1系列行程开关的外形、结构及符号如图 1-2-2所示。 2.选用 行程开关主要根据动作要求、安装位置及触点数量来选用。常用的JXK1系列行程开关的技术参数见表 1-2-2。 3.安装与使用 1)安装行程开关时，安装位置要准确、牢固，滚轮的方向不能装反。 2)由于行程开关经常受到撞块的碰撞，安装螺钉容易松动造成位移，所以应经常检查。 3)行程开关在不工作时应处于不受外力的释放状态。 主要讲解行程开关。 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。 三、接近开关 1.磁性开关 磁性开关是利用磁铁和引导开关完成位置检测的一种接近开关，如图1-2-4所示。它主要用于气缸的位置检测。这些气缸的缸简采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等，在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则用来检测气缸的活塞位置，即检测活塞的运动行程。 磁性开关用舌簧开关作为磁场检测元件。舌簧开关成型于合成树脂块内，一般还将动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。图1-2-5是带磁性开关气缸的工作原理图。 2.电感式接近开关 电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器，如图1-2-7所示。电涡流效应是指当金属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，这个电涡流又会反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。如果这个交变的磁场是由一个电感线圈产生的，那么这个电感线圈中的电流就会发生变化、用于平衡电涡流产生的磁场。 教师根据课本内容讲解接近开关。 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。 3.电容式接近开关 电容式接近开关是把被测的机械量(如位移、压力等)转换为电容量变化的传感器。 它的敏感部分就是具有可变参数的电容器，图1-2-9所示为电容式接近开关的实物及符号。 4.霍尔式接近开关 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，游片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。霍尔元件就是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它能够方便地把磁输入信号转换成实际应用中的电信号。霍尔式接近开关的实物及符号如图1-2-10所示。霍尔式接近开关的输出端一般采用晶体管输出，和其他传感器类似，有NPN型、PNP型、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。 5.光电式接近开关 光电式接近开关又称红外线光电开关或光电式传感器。它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，物体不限于金属，对所有能反射光线的物体都可检测。根据检测方式的不同，光电式接近开关可分为漫射型、反射型、对射型等几种。光电式接近开关的实物及符号如图1-2-11所示。 教师讲解电容式接近开关，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：磁性开关通常应用在哪些场景？ 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） 课程主要围绕主令电器展开，按钮方面，掌握了其外形特点，如紧急停止按钮的蘑菇状，了解了按钮帽、触点等结构，以及常开、常闭触点符号，还学习了选用、安装和使用要点。行程开关则需关注其通过机械碰撞动作的特性，以及外形、结构、符号和相关应用规范。接近开关中，磁性、电感式、电容式、霍尔式的各自特点要区分清楚，尤其要掌握电感式与电容式检测对象的差异，以及接近开关与 PLC 连接的基本逻辑。希望大家课后巩固这些知识，为后续学习和应用打下基础。 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)接近开关与 PLC 连接时，需要考虑哪些接线要点？ (2)按钮在使用过程中，若出现按下后无法复位的情况，可能的原因有哪些？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在讲解选用、安装等内容时，结合具体应用场景（如紧急停止按钮的选用、行程开关的安装位置要求），并通过课后习题中的故障分析题，引导学生将理论知识与实际问题结合，为后续实操课程做了铺垫。但课堂以教师讲解为主，学生互动环节较少，尤其是在 “结构与符号对应”“不同接近开关的区别” 等难点内容上，缺乏让学生自主讨论或动手绘制符号的环节，可能导致部分学生对抽象知识的理解不够深入。在今后教学中，在讲解符号时，可让学生分组绘制按钮、行程开关的触点符号，并进行展示对比；在分析接近开关类型时，设置 “根据检测对象选开关” 的小组任务，通过讨论加深理解。 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 $$