用PLC實現(xiàn)繞線式電機自動啟動控制教案?一、教學目標1.知識與技能目標學生能夠理解繞線式電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。掌握PLC的基本編程指令，如定時器、計數(shù)器、邏輯指令等。學會運用PLC實現(xiàn)繞線式電機的自動啟動控制，包括啟動過程、調(diào)速控制等。2.過程與方法目標通過實際操作和項目實踐，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。讓學生經(jīng)歷從需求分析、方案設(shè)計、程序編寫到調(diào)試運行的完整工程實踐過程，提高學生的工程實踐素養(yǎng)。3.情感態(tài)度與價值觀目標激發(fā)學生對電氣控制技術(shù)的興趣和學習熱情。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊協(xié)作精神，增強學生的職業(yè)責任感。

二、教學重難點1.教學重點繞線式電機的啟動原理和調(diào)速方法。PLC編程實現(xiàn)繞線式電機自動啟動控制的程序設(shè)計。2.教學難點如何根據(jù)繞線式電機的啟動特性合理設(shè)置PLC程序中的參數(shù)，如定時器時間、計數(shù)器計數(shù)范圍等。解決PLC程序在實際運行過程中可能出現(xiàn)的故障和問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

三、教學方法1.講授法：講解繞線式電機的原理、PLC編程基礎(chǔ)等理論知識，使學生對相關(guān)概念和原理有清晰的認識。2.演示法：通過實際操作演示PLC的編程過程、繞線式電機自動啟動控制系統(tǒng)的接線和調(diào)試，讓學生直觀地了解操作步驟和方法。3.實踐法：安排學生進行實際編程和系統(tǒng)調(diào)試，讓學生在實踐中鞏固所學知識，提高動手能力和解決問題的能力。4.小組合作法：組織學生分組完成項目任務，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和溝通能力。

四、教學過程

（一）課程導入（5分鐘）通過播放一段繞線式電機在工業(yè)生產(chǎn)中運行的視頻，展示繞線式電機在各種機械設(shè)備中的應用場景，引起學生的興趣。然后提問學生是否了解繞線式電機的工作原理以及如何實現(xiàn)其自動啟動控制，從而引出本節(jié)課的主題用PLC實現(xiàn)繞線式電機自動啟動控制。

（二）知識講解（20分鐘）1.繞線式電機的結(jié)構(gòu)和工作原理利用圖片和動畫詳細講解繞線式電機的結(jié)構(gòu)組成，包括定子、轉(zhuǎn)子、滑環(huán)、電刷等部分。闡述繞線式電機的工作原理：當定子繞組通入三相交流電時，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組中便會感應出電動勢和電流，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子就會轉(zhuǎn)動起來。通過在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻，可以改變轉(zhuǎn)子繞組的電阻值，從而實現(xiàn)電機的調(diào)速。2.PLC簡介介紹PLC的定義、特點和應用領(lǐng)域，讓學生對PLC有一個初步的認識。講解PLC的基本組成部分，如中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出接口等，以及各部分的功能。3.PLC編程基礎(chǔ)介紹梯形圖編程語言，講解梯形圖的基本結(jié)構(gòu)和編程規(guī)則。講解常用的PLC編程指令，如定時器（TON）、計數(shù)器（CTU）、邏輯指令（LD、LDI、OUT等）的功能和使用方法。通過簡單的示例程序，讓學生理解如何運用這些指令實現(xiàn)基本的邏輯控制。

（三）項目分析（15分鐘）1.項目需求分析提出繞線式電機自動啟動控制的項目需求：電機啟動時，轉(zhuǎn)子回路先串入全部電阻，以限制啟動電流；隨著電機轉(zhuǎn)速的升高，逐步切除轉(zhuǎn)子回路中的電阻，實現(xiàn)平滑調(diào)速；當電機達到額定轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)子回路電阻全部切除。引導學生分析實現(xiàn)該需求需要考慮的因素，如啟動時間、加速時間、電阻切換的時機等。2.方案設(shè)計組織學生分組討論，根據(jù)項目需求設(shè)計實現(xiàn)繞線式電機自動啟動控制的方案。每個小組派代表發(fā)言，介紹本小組的設(shè)計方案，包括控制電路的組成、PLC的I/O分配、控制流程等。教師對各小組的方案進行點評和總結(jié)，確定最優(yōu)方案，并對方案進行詳細講解，讓學生理解方案的可行性和合理性。

（四）PLC編程與調(diào)試（25分鐘）1.PLC編程學生根據(jù)確定的方案，在編程軟件中編寫PLC程序。教師巡視指導，及時解答學生在編程過程中遇到的問題。重點講解程序中定時器和計數(shù)器的設(shè)置方法，以及如何通過邏輯指令實現(xiàn)電阻的切換控制。例如，利用定時器控制電機的啟動時間和加速時間，當定時器定時時間到后，通過邏輯指令控制接觸器動作，切除相應的電阻；利用計數(shù)器記錄電阻切換的次數(shù)，實現(xiàn)電阻的逐步切除。2.程序調(diào)試完成程序編寫后，進行程序調(diào)試。教師演示如何將編寫好的程序下載到PLC中，并連接好實際的控制電路，進行模擬運行調(diào)試。讓學生觀察調(diào)試過程中PLC的輸入輸出狀態(tài)變化，以及電機的運行情況，分析程序是否符合設(shè)計要求。如果出現(xiàn)問題，引導學生通過查看程序邏輯、檢查I/O接線等方法進行故障排查和調(diào)試，直到程序能夠正常運行，實現(xiàn)繞線式電機的自動啟動控制。

（五）課堂總結(jié)（10分鐘）1.知識回顧請學生回顧本節(jié)課所學的主要內(nèi)容，包括繞線式電機的結(jié)構(gòu)和工作原理、PLC的編程基礎(chǔ)、繞線式電機自動啟動控制的方案設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)等。教師對學生的回答進行補充和完善，強化重點知識。2.項目總結(jié)總結(jié)本次項目的完成情況，強調(diào)在項目實施過程中所運用的知識和技能，以及所培養(yǎng)的工程實踐能力和團隊協(xié)作精神。對學生在項目中的表現(xiàn)進行評價，肯定學生的優(yōu)點和進步，同時指出存在的問題和不足之處，鼓勵學生在今后的學習中不斷改進和提高。

（六）作業(yè)布置（5分鐘）1.思考如何進一步優(yōu)化繞線式電機自動啟動控制程序，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2.查閱資料，了解PLC在其他電機控制領(lǐng)域的應用案例，并撰寫一篇簡短的報告。

五、教學資源1.教材：選用相關(guān)的電氣控制技術(shù)教材，作為學生學習的主要參考資料。2.教學課件：制作包含繞線式電機原理、PLC編程基礎(chǔ)、項目案例等內(nèi)容的教學課件，用于課堂教學演示。3.PLC實驗設(shè)備：配備足夠數(shù)量的PLC實驗臺，包括PLC主機、輸入輸出模塊、編程軟件等，供學生進行實際編程和調(diào)試操作。4.繞線式電機模型：準備繞線式電機模型，用于直觀展示電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。5.工具和材料：準備導線、接觸器、繼電器、電阻等實驗所需的工具和材料，用于搭建繞線式電機自動啟動控制實驗電路。

六、教學反思通過本節(jié)課的教學，學生對繞線式電機的工作原理和PLC編程有了更深入的理解和掌握，能夠運用所學知識實現(xiàn)繞線式電機的自動啟動控制。在教學過程中，采用項目驅(qū)動教學法，讓學生在實際操作中學習和實踐，提高了學生的學習興趣和動手能力。同時，通過小組合作的方式，培養(yǎng)