机电传动控制课程标准

《机电传动控制》课程标准

第一部分前言

本课程是从机电一体化技术的需要出发，使学生了解机电传动控制的一般知识，掌握电机、控制电器、电力拖动、自动控制系统的工作原理、特性、应用和选用方法，并能从事机电产品的控制系统设计，且为数控机床、微机控制系统等后续课程打下基础。本课程着重学生素质教育，提高学生分析问题、解决问题的实际能力、以及创新意识、工程实践的综合素质，为机械电子领域培养既具有较高的理论知识，又具备一定的分析和解决实际问题能力的机电复合型拔尖创新型人才。

一、课程性质及设置目的

1.课程性质和定位

《机电传动控制》课程是机械设计制造及其自动化专业的一门必修专业课。它是该专业人才所需电知识结构的躯体，是学生学习和掌握机械设备电气传动与控制知识的主要途径。通过本课程的教学，使学生了解机电传动控制的一般原理和基础知识，掌握分析、设计和使用机电传动控制系统和装置、器件的基本技能，获得工程师必备的知识储备和技能训练。

2.前后续课程的安排

本课程的先行课为《电工电子技术》、《微机原理及接口技术》、《机电控制理论基础》、《机械原理》、《机械设计》等课程，其中《电工电子技术》、《微机原理及接口技术》和《机电控制理论基础》为本课程提供电学及控制知识支撑，《机械原理》和《机械设计》为本课程提供机械传动及运动相关基本知识；本同步课程为《机电液控制实验》、《机械制造技术基础》、《液压与气压传动》，其中《机电液控制实验》包含了本课程知识的实验教学内容，《机械制造技术基础》和《液压与气压传动》为本课程具体的控制对象；后续课程为《数控技术》以及相关专业方向课程。

二、课程设计思路

1.总体思路

机电传动控制系统（无论是继电器-接触器控制系统、PLC控制系统还是电机调速系统）和机械设备是一个不可分割的整体，所以本课程是从整体的需要出发，既注重机电传动控制理论，又注重实践应用，因此通过基本理论的教学和实践案例的应用，根据控制对象（机械设备）工艺要求选择和设计机电传动控制系统。进而从知识的掌握、能力的培养和素质的培养进行组织教学。

2.教学内容组织方式

教学内容的组织与安排要遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，科学设计学习性工作任务，“教、学、做”相结合，理论与实践一体化。根据课程内容的重构，《机电传动控制》课程分为6个教学章节、16个教学单元。具体的组织形式如下：

序号教学内容授课学时数组织

1 概述

2 多媒体课堂教学，课程内容及背景前沿

2 机床常用低压电器及电动机控制基本环节 6 多媒体课堂教学，理论+案例

3 机床电气控制线路的分析与设计 6 多媒体课堂教学，理论+案例

4 可编程控制器 6 多媒体课堂教学，理论+案例

5 PLC控制系统设计8 多媒体课堂教学，理论+案例

6 交直流电机无级调速控制 4 多媒体课堂教学，理论+案例

合计32

3.教学方法设计

根据课程的总体设计思路及教学内容的组织方式，拟采用以下教学方法：

（1）理论教学与实践应用相结合，将理论知识融于实践应用，让理论知识指导实践应用。教学过程充分应用实践案例，将抽象的概念具体化，把知识转化为能力。

（2）讨论式与探究式相结合，由简单到复杂，同时选择一些具有创新或挑战性的设计（或工作）任务，如复杂的控制工艺要求等，组建学习团队，为讨论式、探究式学习创造基本条件，最大程度地调动学生的学习积极性，提高自主学习能力及团队合作精神。

（3）任务驱动与案例教学法相结合，在课程的教学过程中，采用案例教学法无疑是一种积极、有效的选择，结合教学案例，给定应用需求进行控制系统设计，它可以缩小理论与实际的距离，理清知识与应用的关系，提高学生综合运用知识、分析问题和解决问题的能力。

4.考核评价的设计

考核方式：考试（80%）＋（作业＋平时）（20%）

第二部分课程目标

一、知识目标

本课程使学生掌握常用电动机和机械设备的工作原理和机械特性，熟悉并掌握电机的各种控制方式及原理，能够用继电器接触器或可编程控制器实现对机电传动系统的起、停、正反转控制及设计。二、技能目标

使同学具有读懂各种机械设备中电器原理图的能力。

三、素质目标

在学习专业理论与技能的同时，培养学生良好的职业道德，使学生具备分析和解决实际问题的能力第三部分教学内容与要求

1.绪论

基本要求：明确机电传动的目的和任务，了解机电传动及其控制系统的发展概况。

2.机床常用低压电器及电动机控制基本环节

基本要求：了解三相异步电动机的工作原理和特性；掌握常用低压电器的工作原理、特点和应用；掌握电动机控制的基本环节，它是分析、设计电气控制电路的基础。

重点：常用低压电器的工作原理及选型；电动机控制基本环节。

难点：各种继电器的应用。

3.机床电气控制线路的分析与设计

基本要求：了解电气控制线路的设计的一般原则；掌握电动机、常用电器元件选择方法；通过分析、设计一些典型机电传动断续传动控制电路，达到分析和自行设计机电传动控制电路的目的。

重点：电气控制线路的分析和设计方法。

难点：复杂电气控制线路的设计。

4.可编程控制器

基本要求：了解PLC的基本结构和基本工作原理；理解PLC内部等效继电器电路的等效思路；掌握PLC的编程元件、指令系统和编程方法；通过对PLC控制的基本电路进行分析、设计，掌握PLC 控制的端口分配图的绘制、梯形图的分析和设计。

重点：PLC的编程元件、指令系统的应用。

难点：PLC功能指令的应用。

5.PLC控制系统设计

基本要求：掌握PLC控制系统设计方法，达到能自行设计PLC控制系统的目的。

重点：PLC控制系统的设计方法。

难点：PLC控制系统的逻辑（顺控）设计方法。

6.交直流电机无级调速控制

基本要求：了解电机速度连续无级调节的概念和性能指标以及晶闸管等电力电子元件的工作原理、特点和应用；掌握直流电动机的工作原理和调速特性以及直流无级调速系统的组成和工作原理；现代交流变频调速系统和工作原理，达到会选用的目的。

重点：交直流电机的调速系统应用。

难点：交直流电机的调速方法。

第四部分课程实施及建议

一、教材选用与编写建议

1.教材选用建议

教材建议选用王振臣主编的《机床电气控制技术》（第5版），教材从教学角度出发，兼顾实际工程应用，系统地介绍了机床电气控制技术、PLC的原理和应用、电力拖动直流和交流调速技术等内容。全书由四部分组成。共6章。第一部分由第1、2章组成，介绍了电气控制中常用的低压电器、电气控制电路的基本环节、典型电气控制系统的分析与设计方法并提供了工程实例。第二部分由第3、4章组成，介绍了PLC的基本结构和工作原理，以欧姆龙c系列、三菱FX2N系列产品为典型机型，分别详解了它们的基本指令，对西门子S-200系列产品作了简单介绍，结合工程实例对采用PLC的控制系统给出了分析与设计方法。第三、第四两部分分别由第5、6章组成，重点介绍直流、交流调速系统基本构成原理及工程应用。每章后附有思考与练习，以便于学生自学。

2.教材编写建议

可根据我校实际情况，按照体现课程的性质、目标以及内容标准的原则编写特色课程。

3.推荐教材

[1]王振臣等主编主编. 机床电气控制技术（第5版）. 北京：机械工作出版社．2013.05

[2]廖映华主编. 机械电气自动控制 .重庆：重庆大学出版社．2013.01

[3]王丰主编. 机电传动控制. 北京：清华大学出版社.2011.02

二、教学法方法建议

不断探索应用型本科教育的教学方式。采取灵活的教学方法，课程讲授中，突出课程的重点与难点，采用启发式、案例式等教学方式，加深学生对机电传动控制知识点的理解和掌握；启发、诱导、因材施教，注重应用，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。

三、教学评价建议

1.对学生的评价

为了强调和加强学生工程应用能力和自主学习意识的培养，按照学习态度、学习过程、学习结果三方面进行评价。将总成绩分为平时成绩和笔试成绩两部分。考试成绩占80％，平时成绩占20％，平时成绩主要考核学生的课堂出勤率，作业完成情况等。

2.对教师的评价

按照学校相关规定进行。

四、资源利用

本课程教学资源包括各种教学资料以及该课程可以利用的各种教学资源，主要包括多媒体课件、图书馆书籍、电子期刊以及各种网络资源等，也可由授课教师提供部分教学资源。