《电气与PLC控制技术》教案

教案2024～2025学年第一学期教学院部机电工程学院教研室机电一体化技术授课教师张凯、李倩秋、周苗苗等职称副教授课程名称电气与PLC控制技术授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课班级24级机电一体化技术1班；24级机械制造及自动化1-4班郑州旅游职业学院教案1第一部分：教学准备与教学分析ADDINCNKISM.UserStyle课程名称电气与PLC控制技术项目名称传统继电-接触器控制技术任务名称三相异步电动机点动及连续运行控制授课学时2学时授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课地点维修电工实训室/数字化PLC实训室授课形式智慧职教MOOC学院线上+线下授课、理实一体化授课教学资源与平台线上电气与PLC控制技术大学MOOC芦笋、微信、问卷星、职教家园等平台线下数字化PLC实训室电气控制实训台维修电工实训装置教材选用使用教材参考教材《电气与PLC控制技术》张凯主编西安电子科技大学出版社吴繁红.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程侍寿永,夏玉红,秦德良.S7-1200PLC技术及应用学情分析认知习惯学生认知三相异步电动机点动与连续运行控制时，常从实物操作入手，先通过按钮点动控制观察电机瞬时启停现象，建立直观认知；再对比连续运行中接触器自锁环节，以“按钮松开为何电机不停”的疑问驱动，结合电路图分析电流通路差异，借助动态演示理解触点闭合保持机制，从现象到原理逐步构建知识框架。知识储备学生需先了解三相异步电动机基本结构与转动原理，熟悉按钮、接触器、热继电器等低压电器符号及功能，知晓常开/常闭触点动作逻辑。理解电路通路、自锁（如接触器辅助常开触点并联按钮）等控制原理，通过对比点动（无自锁）与连续运行（有自锁）的电路差异，夯实继电控制基础知识。技能基础学生需具备基本电工工具（如万用表、螺丝刀）使用能力，能识别电路元件实物与符号对应关系。掌握导线剥线、压接等基本接线技能，可按电路图完成点动与连续运行控制回路的搭建。能通过观察电器动作（如接触器吸合/释放）判断电路通断，具备初步故障排查意识。教学目标知识目标1.会解释低压电器的概念，会列举生产、生活中常用的低压电器并熟记其用途。2.会解释什么是点动、长动和自锁。能力目标1.能识别常用低压电器实物及图形符号，并能根据要求进行选型。2.能够识读电动机的点动及连续运行电路，并按工艺要求完成电路的连接与调试。素质目标1.应具备安全用电常识，在进行实操作业时做到耐心细致。2.由国产低压电器品牌故事及品牌文化，引入在电器选型过程中的国家标准规范。学生应树立质量品牌意识和标准规范意识，坚定爱国情怀和民族自信。课程思政课程思政元素融入知识点融入方式1.原理讲解结合安全规范与案例，如点动控制引申“断电挂牌”。2.实操按国标接线，工艺评分融入规范意识，故障排查培养严谨作风。3.拓展对比国产技术突破，如高铁电机国产化，激发科技报国情怀。4.报告设“职业素养反思”，从接线细节强化责任意识。教学重难点重点1.点动与连续运行电路差异及自锁原理。2.接触器、热继电器等元件功能与动作逻辑。3.规范接线及典型故障排查技能。难点自锁原理理解与电路故障综合排查。教学方法教法：分析探究教学法:情景创设法、实物展示法、教师引导、学生思考、师生讨论练习等；利用网络平台:线上线下混合式、课堂演示法、自主合作法等；学法：分析探究教学法：问题分析法、方案讨论法；利用网络平台：自主学习法、课堂练习、师生讨论等。教学手段：实例讲解、理论推导、实训、多媒体课件。

第二部分：教学过程实施教学环节资源设计意图及思政目标教学内容教学活动课前预习预习向导/回顾点评1.提升学生自主思考和分析总结能力。2.激发学生求新知欲与创造力。1.复习三相异步电动机结构与转动原理，明确电磁感应驱动机制。预习低压电器符号：接触器（KM）、2.热继电器（FR）、按钮（SB）的图形与文字标识。3.对比点动与连续运行电路草图，标注自锁环节（辅助常开触点并联按钮）的位置，思考其与点动电路的核心差异。4.查阅GB50254中电气接线基本规范，了解导线色标、端子排压接要求。设疑激趣、引导学生扫码观看视频或自主学习MOOC，达到巩固旧知的目的。验收分析/课程导入1.引入国产接触器技术突破案例，激发科技报国情怀。2.融入电气安全规范动画，强化责任意识与工匠精神。展示工厂流水线电机启停视频，提问“为何有的电机按一下动一下，有的能持续转？”引出点动与连续运行控制需求。让学生观察两组电路实物（带自锁/无自锁），操作按钮对比现象，通过“松手停机”与“持续运转”的差异制造认知冲突，自然切入自锁原理探究，同步验收预习中对电路差异的理解。设计动态电路图与实物接线视频，直观展示自锁原理，培养严谨思维。利用MOOC平台收集学生观后感。课中实施突破重点知识点1：低压电器的基础知识（5分钟）。（理论讲解）低压电器是指额定电压交流不高于1200V、直流不高于1500V。1）低压电器的分类（1）根据用途或控制对象不同，可将低压电器分为配电电器、控制电器等。（2）根据操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。（3）按触点类型不同，可将低压电器分为有触点电器和无触点电器。（4）根据工作原理不同，可将低压电器分为电磁式电器和非电量控制电器。实物展示法、示范教学法、思维拓展法、理实结合教学法知识点2：开关类电器（10分钟）。（理论讲解）常用的低压开关有刀开关、断路器等，主要用于实现对电源的隔离、控制与保护。1）刀开关2）开启式负荷开关开启式负荷开关俗称闸刀开关或胶壳刀开关。注意：安装HK系列开启式负荷开关时，手柄要向上，不得倒装或平装。接线时进线和出线不能接反，电源线接在上端，负载接在熔丝下端，以免在更换熔丝时发生触电事故。3）封闭式负荷开关封闭式负荷开关与开启式负荷开关类似，只是外壳为铁制壳，故俗称铁壳开关。4）组合开关5）低压断路器低压断路器又称自动空气开关或自动开关，它是一种集控制和保护于一体的电器。主要用于低压配电电路中不频繁地接通、分断电路，并能在电路发生短路、过载或欠电压等故障时自动分断电路。低压断路器相当于闸刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器等的组合。低压断路器主要由触头系统、灭弧装置、操作机构以及各种脱扣机构组成。讲授法、理实结合教学法。注意：低压断路器和接触器都能通断电路，不同点是低压断路器虽然允许切断短路电流，但允许的操作次数少，不适宜频繁操作。知识点3：保护类电器（20分钟）。（理论讲解）1）熔断器熔断器俗称保险丝，是一种利用熔体的熔化而切断电路的保护电器。（1）熔断器结构与符号。熔断器由熔体和安装熔体的熔管（或熔座）组成。（2）熔断器的分类。熔断器的种类很多，目前常用的瓷插式熔断器RC、螺旋式熔断器RL、有填料封闭管式熔断器RT、无填料封闭管式熔断器RM、快速熔断器RS、自恢复式熔断器等2）热继电器热继电器（也称过载保护继电器）是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。热继电器由三对主触点，热元件、导板、双金属片和一个动断（常闭）触点组成。注意：无论热继电器是否过载，其主触头始终导通。真正产生信号的是辅助常闭触头，它一般串联在控制电路中，当热继电器动作时，它断开使控制电路失压，从而切断主电路。讲授法、仿真实验法、分组探究法、扫二维码学习法。注意：熔断器主要用于短路或严重过载保护，不能用于一般过载保护。化解难点知识点4：认识接触器和按钮（15分钟）。接触器是一种用于频繁接通和切断交、直流电动机或其他大容量负载主电路的自动切换电器。除具有自动切换功能外，还具有远距离控制及低压释放保护功能。接触器按其主触头通过的电流种类，分为直流接触器和交流接触器，目前在控制电路中多采用交流接触器。1）交流接触器的结构和工作原理注意：交流接触器的主触头用来接通和断开主电路。辅助触头通常连接在控制电路中，完成相应的自锁、互锁等控制。线圈也在控制电路中，它是拉动触头动作的核心部件。2）交流接触器的图形符号和文字符号交流接触器的图形符号和文字符号如图所示。3）交流接触器的选用交流接触器选用时要考虑其所带负载的容量，其主触头一般要留有一定的余量。4）接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数有极数、额定工作电压、额定工作电流、吸引线圈的额定电压、额定操作频率、动作值、机械寿命和电气寿命等。控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式动触头和外壳等组成，按静态时的触头分合状态可分为动断按钮（常闭按钮）、动合按钮（常开按钮）和复合按钮（常开按钮十常闭按钮），其结构原理及图形文字符号如图所示。实验探究法、分组实践法。交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置和其他部件四大部分组成。操作机构中，动铁芯连接着主触头，励磁线圈没有得电时，反力弹簧推动动铁芯并使主触头和辅助触头中的常开触头处于断开位置，辅助触头中的常闭触头处于闭合状态。当励磁线圈得电后，电磁力克服弹簧力后拉动动铁芯下移，吸向静铁芯，同时动铁芯带动主触头和辅助触头中的常开触头闭合，辅助触头中的常闭触头断开。控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器。一般用于短时接通或断开小电流控制电路。一般不直接操控主电路，通常和接触器或继电器配合使用，实现对电动机的远程操作、控制电路的电气联锁等。知识点5：三相异步电动机点动及连续运行控制（30分钟）。（实训装置实践）1.单向手动控制电路单向手动控制电路就是通过电源开关直接控制三相异步电动机的起动与停止。电源开关可以使用刀开关、组合开关或低压断路器。该电路常用来控制砂轮机、冷却泵等设备。刀开关直接起停控制电路有以下不足：只适用于不需要频繁启停的小容量电动机。不便于远距离控制，只能就地操作。（3）无失压保护和欠压保护的功能。2.点动控制电路点动控制电路是最基本最简单的控制线路，如图所示。点动控制就是按下起动按钮时，电动机得电起动；松开按钮时，电动机立即失电停转。点动控制多用于电葫芦控制、机床刀架、横梁等的快速移动或机床的调整对刀等场合。点动控制电路分为主电路和控制电路两部分。电路控制原理如下：合上刀开关QS引入三相电，按下起动按钮SB，接触器KM线圈得电，接触器KM主触点闭合,电动机接通电源起动运行。松开SB，KM线圈失电，KM主触点恢复断开，电动机失电停转。注意:当控制电路停止使用时，必须断开QS。在接触器控制线路里，一般设有两组熔断器，其中FU1对主电路起短路保护作用，FU2对控制电路起短路保护作用。熔断器分为两组，既可以防止事故的进一步扩大，又有利于故障分析。3.单方向连续(长动)控制电路电动机连续控制就是按下起动按钮时电动机开始工作，松开起动按钮，电动机不会停止转动。连续控制多用于长时间运行的机械设备。连续控制电路如图所示。合上刀开关QS引入三相电，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈得电，其主触点闭合，电动机起动。由于接触器的辅助常开触点并联于SB2，而且这时已经闭合，因此当松手断开SB2后，线圈通过其辅助常开触点可以继续保持通电，故电动机不会停止。依靠接触器自身辅助常开触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁。起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。触点的自锁作用在电路中叫作“记忆功能”。按下停止按钮SB1，KM的线圈失电，主触点断开，电动机失电停转；KM辅助触点断开，清除“记忆”，切断自锁。按钮和接触器配合可实现欠压和失压保护。实际电路中，按钮发布命令信号，接触器执行对电路的控制，继电器则测量和反映控制过程中各个量的变化。实战练习法、问题分析法、分组竞赛法、讲授法。单向手动控制主要用来不频繁地接通与分断小型电动机。思考：请说明失压保护、零压保护、欠压保护及过压保护的含义和区别。接触器控制比开关直接控制有明显的优点：减轻劳动强度，提高生产效率；只要操纵小电流的控制电路就可以控制大电流的主电路，能实现远距离自动控制等。电路保护环节：（1）短路保护。由熔断器FU1或FU2来实现。（2）过载保护。过载保护通过热继电器FR实现。（3）欠压保护。当电源电压低于接触器线圈额定电压的70%左右时，接触器就会释放，自锁触点断开，同时常开主触点也断开，使电动机断电，起到保护作用。（4）失压保护。接触器和按钮配合来实现。课后分析课程小结（5分钟）综合提高学生道德品质、专业知识、身心素质、人文素养、创新能力等。通过本次课的学习我们掌握了三相异步电动机点动、连续运行综合控制线路的元器件清单、线路的安装实施步骤及工艺要求及线路的故障分析。讲授法、实践探究法、自主探究法等。拓展知识（10分钟）1.多地控制电路为了操作方便，在大型生产设备上常要求能在多个地点对电动机进行控制。实现方法是起动按钮并联，停止按钮串联。如图所示1-18为三地控制电路，各按钮分别安装在不同的地方，即可进行多地操作。图1-18多地控制2.既能点动又能连续控制电路在生产实践中，某些生产机械常要求既能点动又能连续转动。图1-19（a）所示为用转换开关SA来实现的既能点动又能连续控制电路。当SA处于接通位置时，KM常开触点能实现自锁功能，电路连续运行；当SA处于断开位置时，KM常开触点不能实现自锁功能，电路点动运行。图1-19既能点动又能连续运行控制电路讲授法、案例分析法、讨论法、对比分析法等。图1-19（b）所示为采用复合按钮实现的既能点动又能连续控制电路。复合按钮SB3的常闭触点与KM常开触点串联，当按下SB3时，其常闭触点断开，接触器KM不能自锁，电路点动运行。当按下SB2未按下SB3时，KM常开触点能实现自锁，电路长动运行。图1-19（c）所示为用中间继电器KA实现长动与点动转换的控制电路，控制过程请大家自行分析。布置作业1.接触器主要由哪几部分组成？交流接触器铁心上的短路环起什么作用？2.分析图1-20所示电路图有无“自锁环节”，线路能否正常工作。图1-20电路图板书设计三相异步电动机点动及连续运行控制一、常见低压电器1.用途2.结构3.原理4.符号二、电路图（主电路和控制电路）三、控制原理四、接线图1.选择并布置器件2.接线图五、故障检测（分组实践教学）检测步骤：查看故障现象→故障分析→查找方法→查找故障并记录。第三部分：教学反思与诊改教学效果1.融合线上虚拟仿真与线下智能实训装置，通过信息化手段预演电路逻辑，实时数据反馈优化学习进程。2.构建"理论-仿真-实操"三阶递进体系，从虚拟验证到实体接线，助力知识螺旋式内化。3.仿真环节规避器件损耗，降低教学成本；实训演练嵌入安全规范考核，渗透工匠精神培育，强化专业认同。特色创新以"虚实融合+项目驱动"为核心：虚拟仿真预演电路逻辑，实体实操搭建控制线路；引入工业故障案例卡，分组挑战点动/连续运行故障排查，用编程思维拆解继电控制逻辑。提升改进学生故障检测能力有待提高。改进措施：可强化对学生的理论教学，对故障点举一反三地设置，激励学生思考不同设置可能引起的故障现象。2.小组间的配合欠默契，需要老师加强关注并做出有意的引导。改进措施：教师可有意干涉、多关注，引导优等生带后进生，并且要加大对小组成绩的精神奖励力度，增强学生的团队合作意识，引导学生自主融入到小组实践中，进而提高其自主学习的能力。郑州旅游职业学院教案2第一部分：教学准备与教学分析ADDINCNKISM.UserStyle课程名称电气与PLC控制技术项目名称传统继电-接触器控制技术任务名称三相异步电动机正反转控制授课学时2学时授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课地点维修电工实训室/数字化PLC实训室授课形式智慧职教MOOC学院线上+线下授课、理实一体化授课教学资源与平台线上电气与PLC控制技术大学MOOC；芦笋、微信、问卷星、职教家园等平台线下数字化PLC实训室、电气控制实训台及维修电工实训考核装置教材选用使用教材参考教材《电气与PLC控制技术》张凯主编西安电子科技大学出版社吴繁红.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程侍寿永,夏玉红,秦德良.S7-1200PLC技术及应用学情分析认知习惯学生在认知三相异步电动机正反转控制时，常从电路元件外观和接线入手，习惯用初中物理电路知识理解通路原理，但对接触器互锁等复杂逻辑缺乏系统思维，易将机械动作与电气控制割裂，需引导建立跨学科认知框架。知识储备学生已掌握电路基本原理、电磁感应定律及低压电器基础知识，了解电动机结构与工作原理，但对继电接触器控制逻辑、互锁保护机制等专业知识掌握不系统，缺乏实际电路分析与故障排查经验。技能基础要求学生能识读正反转控制电路图，正确连接主电路与控制电路。掌握接触器互锁、按钮互锁接线方法，能排除常见接线故障。会操作控制按钮实现电机正反转切换，理解安全保护原理。教学目标知识目标1.会正确识别、安装和使用倒顺开关和行程开关，了解其基本结构、工作原理及型号。2.会解释什么是互锁、并会区分自锁与互锁。能力目标1.能识读电动机正反转控制电路，并掌握其工作原理。2.能根据原理图进行电动机正反转控制电路的安装接线。素质目标1.能查阅相关资料，提高其独立工作能力和团队协作能力。2.能通过中国在电机控制技术领域的进步，去激发民族自豪感和爱国情怀。课程思政课程思政元素融入知识点融入方式在讲解三相异步电动机正反转控制原理时，可融入安全规范教育，强调严谨操作的责任意识；实训中引导学生观察电路设计的逻辑性，培养精益求精的工匠精神；通过电机控制技术发展历程，激发学生投身工业创新的使命感。教学重难点重点1三相电源相序对电机转向的影响及正反转控制电路原理。2.接触器与按钮联锁的安全机制及防短路设计。3.控制电路接线实操与故障排查技能。难点1.电气联锁（接触器互锁）与机械联锁（按钮互锁）的协同工作原理及电路拓扑关系。2.分析三相异步电动机正反转控制线路的工作原理教学方法教法：直观教学法：借助电路图动画演示相序改变原理，用实物接触器展示联锁动作过程。任务驱动法：设置“正反转电路设计-接线-故障排查”任务，融入安全规范考核。分层实训法：分基础（单联锁）、进阶（双联锁）实训，结合工业案例强化工程思维。学法：原理拆解法、实训验证法、工业案例联想法、问题分析法教学手段：实物演示教学、多媒体动画辅助、虚拟仿真实践、微课碎片化学习、实训。

第二部分：教学过程实施教学环节教学内容教学活动及设计意图课前预习1.观看微课视频，完成MOOC学习任务：学习微课中三相异步电动机正反转控制的基础原理、接触器与按钮联锁概念，记录疑问点。2.完成虚拟仿真预习：打开EPLAN或Proteus仿真软件，跟随引导完成简易正反转控制电路的搭建，观察电机转向变化，理解相序改变对电机的影响。3.研读教材与资料：阅读教材相关章节，标注重点知识，尝试绘制正反转控制电路图的草图，初步了解电路组成结构。4.思考安全问题：结合预习内容，思考在正反转控制电路中，联锁保护装置如何防止短路等安全事故，形成自己的见解。设疑激趣、引导学生扫码观看视频或自主学习MOOC，达到巩固旧知的目的。新课引入组织教学：点名、考勤，讲评作业批改情况。复习：分组练习分析三相异步电动机的定子串电阻降压启动控制线路？用一段工业生产视频引出学生对三相异步电动机正反转控制的思考，回顾实现电动机的正反转的方法，使学生大致了解三相异步电动机正反转控制线路的工作过程。提问：我们日常生活当中有哪些常见的电动机正反转的实例电动机又是如何实现正转和反转的呢？让学生举例同时展示图片。回顾通过生活中我们熟悉的起重机，电梯等事物引出今天上课的主题。讲授新课一、知识铺垫电动机反转的条件：改变通入电动机定子绕组三相电源的相序。换相的方法：改变电源任意两相的接线。二、设计组合电路设计任务：要求完成一台三相异步电动机的正反转控制，当按下正转按钮时，电动机起动并正转运行；当按下停止按钮时，电动机停止运行，再按下反转按钮时，电动机起动并反转运行。任务一：电动机正转线路设计任务二：倒顺开关控制的正反转三、接触器控制的正反转线路1.无互锁的正-停-反控制电路。用接触器控制的无互锁的正停反控制电路如图所示。电路中采用了两个接触器KM1、KM2分别控制电动机的正转和反转。无互锁的正停反控制电路工作原理如下：闭合刀开关QS,按下正转按钮SB2时,KM1线圈通电,KM1主触点闭合,电动机正转。同时KM1常开辅助触点闭合自锁,电动机连续转动。反转时，必须先按下SB1,KM1线圈失电,KM1主触点断开,电动机停转；然后再按下反转按钮SB3，KM2线圈通电,主触点闭合，电源L1和L3对调，实现换相,此时电动机为反转。按下SB1,KM1或KM2线圈失电，接触器各触点复位,电动机失电停止。电路的保护环节主要有：短路保护、过载保护和欠压和失压保护。有电气互锁的正-停-反控制电路。为了克服无互锁正反转控制电路的缺点,常采用有电气互锁的控制电路,如图所示。请大家自行分析其工作原理。分别将两个接触器KM1、KM2的辅助常闭触点串接在对方的线圈回路中，从而实现两个接触器之间的相互制约，这种控制效果叫电气联锁(或电气互锁)。而这两对起联锁作用的触点称为联锁触点(或互锁触点)。有互锁的正反转控制电路中KM1、KM2相互制约，采用电气互锁控制，安全可靠。3.由按钮、接触器组成的双重联锁正反转控制电路。用接触器互锁的电动机正反转虽然避免了两接触器同时接通的可能，但仍然无法实现正反转的直接切换，操作略显不便。因此，可采用既有复合按钮的机械联锁又有接触器电气联锁的双重联锁控制线路。按钮联锁就是将复合按钮常开触点作为起动按钮，而将其常闭触点作为互锁触点串接在另一个接触器线圈支路中。这样要使电动机从正转变为反转，只需直接按反转按钮即可，而不必先按停止按钮，简化了操作。如图所示就是由按钮、接触器组成的双重联锁正反转控制电路。双重联锁正反转控制电路是最常见的，也是最可靠的电路。该电路的工作原理由学生自己课下分析。四、学生活动1、分组练习元件安装工艺操作2、分组练习接线工艺操作3、分组练习布线工艺操作◎巡回辅导与答疑1、重申安全文明重要性2、指出个别学生错误操作通过实训让学生在设计出电路之后，再用实际操作来实现。巩固知识点，提高学生学习兴趣和解决实际问题的能力。倒顺开关实现的正反转所用电器少，线路简单，但作为一种手动控制线路，频繁换向时劳动强度大、操作不安全，因此只用于控制额定电流10A、功率在3kW以下的小容量电动机。大胆的让学生自己设计电路，请其他同学上黑板对别人设计的电路进行改进。温馨提示:无互锁的正反转控制电路的特点如下：1.当正转时，接触器KM1通电，若再按下SB3，接触器KM2也通电，在主电路中会发生电源直接短路的故障。因此，此电路在实际中不能采用。2.实际应用时，接触器KM1、KM2应该相互制约，不能同时得电。思考：1.图1-26电路中，如电动机正在正转时，若按下反转按钮，会是什么结果？2.如何保证电动机正反转不同时进行？温馨提示:双重联锁的正反转控制电路特点如下：1.采用接触器的电气互锁和按钮的机械联锁。通过分组讨论法让学生在讨论中得出结论，启发学生思维，培养他们精益求精的精神。课程小结（5分钟）本节课是在普通正转控制电路的基础上来学习的，请同学们集体复习今天所讲述的几种电路各具有什么特点。要求同学们能通过对比几种控制线路的优缺点，掌握几种控制线路的工作原理。教师总结电动机正反转控制线路渐进完善的过程及工作原理和优缺点对比。让学生自己回顾主要内容，开拓他们的创新思维。知识拓展1.行程开关在电路中的作用1）限位断电控制。行程开关在限位断电控制中的作用类似于停止按钮，实现达到预定点后自动断电的作用。电路设计时只需将行程开关SQ的常闭触点串联到KM线圈电路中。2）限位通电控制。如图是为达到预定位置后能自动通电的控制线路。当工作台到达预定点撞击行程开关SQ，使接触器KM通电。（a）图所示是点动控制，（b）图所示是长动控制线路。达到预定位置后能自动通电的控制线路2.自动往返行程控制电路的识读有些生产机械如万能铣床、龙门刨床等，要求机床工作台在一定距离内能自动往返。如图所示为机床工作台往返运动的示意图。行程开关SQ1、SQ2分别固定安装在床身上，反映加工原点与终点。撞块A、B固定在工作台上，随着运动部件的移动分别压下行程开关SQ1、SQ2，使其触点动作，改变控制电路的通断状态，使电动机正反向运转，实现运动部件的自动往返运动。机床工作台往返运动的示意图自动往返控制电路如图所示为自动往返控制电路,其工作原理请学生自行分析。此自动往返控制电路采用互锁、联锁控制环节，电路安全可靠、操作方便。引导学生自行分析电路。让大家对设计好的电路进行分析。作业布置1.在操作双重联锁的正反转控制电路时，要使电动机从正转变为反转，应该()。2.行程开关是一种将()转换为电信号的控制电器。A.机械信号B.弱电信号C.光信号D.热能信号3.自动往返控制电路属于()电路。A.自锁控制B.点动控制C.正反转控制D.顺序控制4.完成工作台自动往返行程控制要求的主要电器元件是()。A.接触器B行程开关C.按钮D.组合开关5.什么叫自锁、互锁，它们的区别与联系是什么？6.行程开关有什么作用?结构、原理是什么?有哪些常用型号及特点?7.什么是双重联锁的正反转控制，试画出其电路图?板书设计三相异步电动机正反转控制一、电动机正反转基本原理1.正转的概念2.反转的概念二、正反转电气互锁电路1.电路原理2.优缺点三、正反转双重连锁电路1.电路原理2.优缺点四、电路连接与装配1.工艺要求2.注意事项五、小结第三部分：教学反思与诊改教学效果通过教师引导学生自主探究学习，充分调动了学习的积极性；通过教师示范、动画演示及学生动手操作实训，巩固基础知识。学生对本节内容掌握良好。特色创新问题导向教学（PBL）：以“电梯门机失控排查”等工程问题切入，引导逆向推导控制逻辑，借故障树分析培养系统思维。工业案例沉浸式教学：引入机床、传送带等真实场景，拆解电路图并结合PLC编程模拟工况，强化工程应用认知。分层任务驱动教学：设“电路搭建→故障测试→智能升级”三级任务，从继电器控制进阶到PLC自动化设计，适配不同能力。动态教具直观教学。提升改进1.游戏化闯关教学设计《电机控制工程师》互动游戏：学生通过“电路拼图”“故障消消乐”等关卡掌握正反转逻辑，如在虚拟场景中修复带互锁保护的控制电路，通关奖励可解锁真实机床控制板实操权限，以趣味性强化安全规范记忆。2.微课+故障数据库翻转课堂开发系列微课程：每节聚焦一个典型故障（如接触器主触点氧化导致反转失效），搭配企业维修工单案例库。学生课前通过微课学习，课上分组从数据库抽取真实故障数据，用示波器、万用表等工具完成“诊断-修复-验证”闭环训练。3.多媒体信息技术可以把文本、图形、视频图像、动画和声言等运载信息的媒体集成在一起制作出形象、直观、生动的电子教案，把单调枯燥的理论学习形象化，生动化，更加符合学生的心理特点和认识规律，促使学生始终在愉悦的氛围中积极主动地获取知识，学会学习，提高能力。当然如果能制作出仿真软件，让学生模拟接线，模拟学会故障的排除，必将更大的提高学生学习的积极性，也更能表达信息化在职业教育中的作用。郑州旅游职业学院教案3第一部分：教学准备与教学分析ADDINCNKISM.UserStyle课程名称电气与PLC控制技术项目名称传统继电-接触器控制技术任务名称三相异步电动机顺序运行控制授课学时2学时授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课地点维修电工实训室/数字化PLC实训室授课形式智慧职教MOOC学院线上+线下授课、理实一体化授课教学资源与平台线上电气与PLC控制技术大学MOOC；芦笋、微信、问卷星、职教家园等平台线下数字化PLC实训室、电气控制实训台及维修电工实训考核装置教材选用使用教材参考教材《电气与PLC控制技术》张凯主编西安电子科技大学出版社吴繁红.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程侍寿永,夏玉红,秦德良.S7-1200PLC技术及应用学情分析认知习惯在认知习惯方面，学生对直观具象内容接受度高，倾向从实物演示、案例切入理解控制逻辑。但对抽象电路原理、时序逻辑的理解存在难度，需借助动态仿真、分步拆解强化从具体到抽象的思维过渡。可通过关联日常场景、建立认知桥梁和暴露认知痛点逻辑帮助学生理解掌握。知识储备在知识储备方面，学生已掌握电路基础、电机结构等知识，了解继电器-接触器基本原理，但对多电机时序控制缺乏系统认知。易混淆自锁与互锁功能，对时间继电器延时逻辑应用生疏，需以旧知识为基础搭建新认知框架。技能基础在技能基础方面，学生具备基本的电路连接与万用表检测能力，能完成单电机启停控制线路安装。但对多电机顺序控制的布线逻辑、时间继电器参数调节等实操技能不足，易出现联锁触点接线错误，需强化分组实操训练与故障排查能力培养。教学目标知识目标1.会解释时间继电器的原理，并熟悉其型号及用途。2.能根据不同的控制要求，设计多台电动机顺序起停控制线路。能力目标能识读并绘制三相异步电动机顺序控制电路图，并根据电路图完成安装接线和调试。素质目标1.引导学生关注自控领域最新技术，激发其探索未知的好奇心和求知欲及创新思维。2.通过团队协作，锻炼学生协作和沟通技巧，体验集体智慧带来的力量。课程思政课程思政元素融入知识点融入方式在三相异步电动机顺序运行控制教学中，可通过案例引申讲互锁电路时关联工程安全责任；对比分析法中融入国产PLC技术突破激发爱国情怀；实操环节以接线工艺要求培养工匠精神；能耗优化讲解时结合双碳目标渗透绿色理念，实现知识与思政自然融合。教学重难点重点1.掌握电动机顺序启停的时序逻辑；2.熟练调试时间继电器，明确其与接触器配合机制；3.完成多电机线路安装调试，掌握触点虚接等故障排查技能。难点理解时间继电器延时与接触器动作的动态配合等抽象时序逻辑；掌握多电机联锁控制的电路接线逻辑，避免互锁触点错接；将生活经验转化为电路图设计，以及复杂故障的系统性排查方法。教学方法教法：“理实一体化”教法：通过生活案例（如电梯电机顺序动作）类比引入控制逻辑，借助仿真软件演示时序动态过程，分组实操中强化线路安装与故障排查，结合工单引导学生自主构建知识体系。学法：采用案例类比、仿真实践与分组实操结合的方式，在动手操作中理解控制逻辑。教学手段：采用“三维联动”教学手段：借助PLC仿真软件演示时序逻辑，利用实物教具（时间继电器、接触器）拆解互锁结构，通过VR技术还原工业电机联动场景，结合故障模拟平台强化排查训练，实现虚实结合教学。

第二部分：教学过程实施教学环节教学内容教学活动及设计意图课前预习1.知识铺垫：发布微课视频，回顾电路基础、继电器-接触器原理等旧知识，引导学生复习自锁电路工作过程，思考“多电机协同运行需解决哪些问题”，建立知识衔接。2.案例引导：推送电梯轿厢电机与门机顺序启动、工厂流水线传送带电机依次运转等生活与工业案例，要求学生分析案例中电机启动、停止的逻辑关系，撰写简单观察报告，带着问题进入课堂。3.线上自学：开放虚拟仿真平台，学生可自主操作模拟三相异步电动机顺序运行控制电路搭建，尝试设置时间继电器参数，观察不同参数下电机动作顺序差异，记录操作中的疑惑。4.预习检测：布置选择题、判断题，考查对互锁、联锁概念的理解，以及时间继电器类型区分，通过学习平台反馈预习结果，教师据此调整课堂教学重点。设疑激趣、引导学生扫码观看视频或自主学习MOOC，达到巩固旧知的目的。新课引入组织教学：点名、考勤，讲评作业批改情况。新课引入可采用“场景激活—问题驱动—认知冲突”三层递进模式：生活场景具象化：播放电梯运行实拍视频，拆解“轿厢电机启动3秒后门机同步开启”的时序现象，展示工厂自动化生产线中“上料电机→加工电机→分拣电机”的阶梯启动画面，让学生直观感知“顺序控制”在工业与生活中的普遍性。工程问题抛出：呈现某食品厂因传送带电机启动顺序错误导致物料堆积的事故报告，展示现场损毁设备图片与电流波形异常数据，提问“若你是工程师，如何设计电路避免此类问题？”，引导学生思考控制逻辑的核心要素。旧知冲突激发：回顾单电机自锁控制电路，设问“能否直接并联多台电机实现顺序启动？”，组织学生基于已有知识进行推演，在讨论中暴露“缺乏联锁机制会导致误动作”的认知矛盾，自然引出“互锁电路”“时间继电器延时控制”等新知识点，建立“需求—原理—方案”的学习链路。回顾通过虚实结合的场景构建与认知冲突设计，将抽象的控制理论转化为可感知的工程问题，激活学生探究动机。讲授新课一、电动机顺序控制电路应用在装有多台电动机的生产机械上，各电动机的作用不同，有时需按一定的顺序起停，才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠。例如：车床主轴转动时，要求油泵电机先工作，主轴停止后，油泵电机才能停止。像这种要求几台电动机的起动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，称为电动机的顺序控制。1.主电路实现的顺序控制如上图为主电路实现的顺序控制电路，主电路中电动机M2的交流接触器KM2接在接触器KM1之后，只有KM1的主触头闭合后，若KM2主触头闭合，M2电机才能起动，这样就实现了M1起动后M2才能起动的顺序控制。在实际应用中，主电路实现的顺序控制存在一些问题：比如先按下SB2再按下SB1这时电动机M1、M2就会同时启动，所以不是严格意义上的先与后的起动顺序关系。此外接触器KM1主触点流过两台电动机的电流，对于大容量的电动机控制来说，对其是个严峻的考验，容易导致触点烧毁。所以实际中应用比较多的还是控制电路实现的顺序起动。2.控制电路实现的顺序控制控制电路实现的顺序控制能避免前面的问题，而且控制电路和实现的控制功能也多样化。1）同时起动同时停止控制电路两台电动机同时起动同时停止控制电路如上图所示。电动机M1、M2主电路结构一样，接触器KM1、KM2的主触点分别独立控制电动机M1、M2。控制电路中，过载保护由热继电器常闭触点FR1串联FR2构成，如果其中一台过载，整个电路都不能工作，所以安全性能更高。SB2和KM1（或KM2）辅助常开触点并联，再串联接触器KM1的线圈，KM2的线圈和KM1的线圈并联。顺序启动同时停止控制电路如下图为两台电动机的顺序起动同时停止电路图，显然主电路KM1和KM2地位相同，不存在谁控制谁。控制线路（a）的特点是在电动机M2的线圈电路中串接了接触器KM1的常开辅助触点；采用控制线路（b）的效果与（a）一样，只是少用了一个KM1的常开辅助触点。线路中停止按钮SB1控制两台电动机同时停止，SB3只能用于控制电动机M2的单独停止。3）同时起动顺序停止控制电路两台电动机同时起动顺序停止控制电路如上图所示，起动按钮SB1和接触器KM1常开触点并联，再串联停止按钮SB2，再串联接触器KM1的线圈；接触器KM2的常开触点串联SB3常闭触点，构成的电路再并联接触器KM1的常开触点，然后再串联接触器KM2的线圈。4）顺序起动逆序停止控制电路实际应用中,也经常用到顺序起动逆序停止控制电路,如下图所示。该电路的特点是：电动机M1、M2分别通过接触器KM1和KM2进行控制,KM1常开触点串接于KM2的线圈电路中,保证M1起动后,M2才能起动；而KM2常开触点与M1的停止按钮SB3并联。停车时若先按下SB3,因KM2线圈没有失电,故KM2常开触点没有断开,所以停止按钮SB3不起作用。这就保证了M2先停车后,M1才能停车，从而实现顺序起动逆序停止的控制。5）顺序起动顺序停止控制电路图1-38顺序起动顺序停止控制电路顺序起动顺序停止控制电路如图所示。电动机M1、M2分别通过接触器KM1和KM2进行控制,KM1常开触点串接于KM2线圈电路中,保证M1起动后M2才能起动；起动时若先按下按钮SB4,因KM1线圈没有得电，故KM1常开触点没有闭合,故电动机M1、M2不能起动。而KM1常开触点与M2的停止按钮SB3并联,保证M1停车后,M2才能顺序停车的控制要求。停车时若先按下SB3,因KM1线圈未断电,故KM1常开触点没有断开，所以按钮SB3不起作用,电动机M1、M2不能停车。这就保证了电动机M1、M2是按顺序起动顺序停止进行的。如果要求甲接触器动作后乙接触器才能动作，则需将甲接触器的常开辅助触点串联在乙接触器的线圈电路中；如果要求乙接触器释放后甲接触器才能释放，则需将乙接触器的常开辅助触点并接在甲接触器的停止按钮两端；如果要求甲接触器释放后乙接触器才能释放，则需将甲接触器的常开辅助触点并联在乙接触器的停止按钮两端。二、两台电动机顺序控制线路的元器件清单1.根据电动机的规格选配工具、仪表和器材，并进行质量检验。2.在控制板上按布置图安装电器元件，并标注上醒目的文字符号。3.安装调试并通车试验。通过实训让学生在设计出电路之后，再用实际操作来实现。巩固知识点，提高学生学习兴趣和解决实际问题的能力。电动机顺序控制的方法有两种：主电路实现的顺序控制和控制电路实现的顺序控制。思考：1.你所了解的还有哪些生产机械或家用电器用到了顺序控制环节?2.怎样实现这些设备的顺序控制要求呢?主电路实现的顺序控制存在哪些问题。通过分组讨论法让学生自己设计电路，启发学生思维，培养他们精益求精的精神。引导学生自行分析电路原理。电路中接触器KM1的常开触点并联在接触器KM2的线圈支路。不仅使接触器KM1与接触器KM2同时动作，而且只有KM1断电释放后，按下停止按钮SB3才能使接触器KM2断电释放。思考：此电路KM1的辅助常开触点用了三对，而实际常用接触器只有两对。该怎么办？请大家讨论解决。1.重申安全文明重要性2.指出个别学生错误操作课程小结（5分钟）本次课程围绕三相异步电动机顺序运行控制，从原理、实操到工程应用形成完整知识链：1.核心知识回顾：梳理“互锁电路（接触器/按钮双重互锁—时间继电器延时控制—多电机时序逻辑”的知识脉络，强调顺序控制的本质是通过电气元件的逻辑配合实现精准动作，明确自锁与互锁在功能上的区别与联用价值。2.技能要点强化：总结线路安装的“三查原则”（查接线顺序、查触点接触、查参数匹配），以时间继电器毫秒级调试为例，强调“理论参数—实际运行”的动态校准思维，通过典型故障（如触点虚接导致顺序错乱）的排查过程，巩固逻辑分析方法。3.工程思维升华：结合电梯、流水线等案例，重申顺序控制对设备安全与能耗优化的意义，引申出“技术细节决定工程成败”的职业理念；对比传统继电器控制与PLC编程控制，启发学生思考工业控制技术的迭代逻辑，为后续智能控制内容埋下伏笔。4.思政融合回顾：回顾互锁电路设计中的安全责任、时间继电器调试中的工匠精神，以及国产控制技术在节能场景中的应用，强化“技术伦理—职业素养—创新意识”的多维认知。让学生自己回顾主要内容，开拓他们的创新思维。知识拓展前面介绍的的顺序起动有如下特点：起停过程需多次按下按钮，增加了劳动强度。另外起动两台电动机的时间差由操作者人为控制，故精度较差。因此,实际应用中经常采用时间继电器KT来达到顺序(有时间要求)起动的目的。如下图所示为采用时间继电器实现的顺序起动同时停止控制电路。工作原理如下：合上QS，按下起动按钮SB1,接触器KM1线圈得电并自锁，主触点闭合，M1电机开始工作，同时时间继电器KT得电开始延时，延时时间到，KT延时闭合常开触闭合，KM2线圈得电并自锁，M2电机开始工作。停止时只需按下SB3按钮，两台电机同时停止。引导学生自行分析电路。让大家对设计好的电路进行分析。作业布置1.主电路实现电动机顺序控制的特点：后起动的电动机M2的接触器主触头必须接在先起动电动机M1的接触器主触头________。2.控制电路实现电动机顺序控制的特点：后起动电动机的控制线路必须在先起动电动机接触器的自锁触头之后，并与其接触器线圈________；或者在后起动电动机的控制电路中，串接先起动电动机接触器的________。3.欲使接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，需要________________________。4.欲使接触器KM1和接触器KM2同时动作，需要________。5.在顺序控制线路中，至少需要___个三相交流异步电动机。6.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，试设计主电路和控制电路。7.一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止；2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，试设计主电路和控制电路。通过作业强化电路设计能力，仿真实操提升故障处理技能；思政调研引导学生观察技术应用价值，将“安全责任”“绿色理念”融入思考，实现知识内化、技能深化与素养升华的多维目标。板书设计三相异步电动机顺序运行控制一、电动机顺序控制方式1）主电路实现顺序控制；2）控制电路实现顺序控制；二、控制电路实现的顺序控制方式①两台电动机顺序启动，同时停止控制电路；②两台电动机顺序启动，分别停止控制电路；③两台电动机顺序启动，逆序停止控制电路；=4\*GB3④两台电动机顺序启动，顺序停止控制电路。三、时间继电器实现顺序控制四、电路连接与装配1.工艺要求2.注意事项先启后停有逻辑，互锁延时保安全；图纸实操相结合，规范严谨记心间。第三部分：教学反思与诊改教学效果通过教师引导学生自主探究学习，充分调动了学习的积极性；通过教师示范、动画演示及学生动手操作实训，巩固基础知识。学生对本节内容掌握良好。特色创新在三相异步电动机顺序运行控制教学中，特色创新聚焦于“融合式教学”与“立体化实践”：1.虚实融合教学：引入AR技术，扫描实物电路即可呈现电流流向、触点动作的3D动态演示，突破传统教学抽象性；2.项目化任务驱动：设置“模拟工厂流水线”“智能家居电机联动”等真实情境任务，将思政元素（如节能设计中的绿色理念）融入项目目标；3.跨学科拓展：结合Python编程控制继电器模块，实现传统电路与智能控制衔接，激发创新思维；4.多元评价体系：除实操评分外，增设“故障分析报告”“安全规范执行度”等维度，全面考核工程素养。提升改进在教学提升改进方面，可从三方面优化：①深化数字技术融合，引入AI故障诊断系统，学生通过虚拟仿真平台自主排查电机顺序控制的典型故障，同步生成故障分析报告，强化逻辑思维；②拓展产教融合场景，联合智能制造企业开发“电机节能顺序控制”实战项目，将真实工厂的传送带启停逻辑转化为教学案例，提升工程应用能力；③完善动态评价体系，增加“思政成效量化表”，从安全意识、创新思维等维度记录学生在电路设计、调试中的表现，结合企业导师对项目方案的绿色节能指标评价，形成多维反馈机制。通过虚实结合与产教协同，实现知识、技能与素养的递进式提升。郑州旅游职业学院教案4第一部分：教学准备与教学分析ADDINCNKISM.UserStyle课程名称电气与PLC控制技术项目名称传统继电-接触器控制技术任务名称三相异步电动机降压起动控制授课学时2学时授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课地点PLC智能实训室/电气控制实训室授课形式智慧职教MOOC学院线上+线下授课、理实一体化授课教学资源与平台线上电气与PLC控制技术大学MOOC芦笋、微信、问卷星、职教家园等平台线下数字化PLC实训室、电气控制实训台、维修电工实训装置教材选用使用教材参考教材《电气与PLC控制技术》张凯主编西安电子科技大学出版社吴繁红.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程侍寿永,夏玉红,秦德良.S7-1200PLC技术及应用学情分析认知习惯学生不仅掌握了降压起动的实质和含义，而且完成了对接触器控制的电动机Y-△降压起动项目的学习，不仅如此，还认识到接触器控制的电动机Y-△降压起动的功能盲区：Y-△需要手动切换，对人工依赖大。知识储备学生已熟练掌握了降压起动的实质和含义；能够识读并绘制三相异步电机接触器控制的Y-△降压起动电路图；能够分析电路图工作原理。技能基础能够根据三相异步电机接触器控制的Y-△降压起动电路图，快速绘制其接线图，正确选择器件，并对器件进行合理布局，最终完成实物接线，实现运行效果。教学目标知识目标1.能掌握时间继电器用途、结构、原理和符号。2.能熟练绘制时间继电器控制Y-△降压起动线路图和接线图。3.能掌握故障分析方法和技巧。能力目标1.能够拆分和组装时间继电器，并会用万用表对时间继电器进行检测。2.能根据接线图正确选择器件，并对器件合理布局，完成接线。3.能根据故障现象进行故障分析和排除。素质目标1.提升学生分析和解决生活实际问题的能力。2.培养学生沟通协调能力和团队合作精神。3.培养学生严谨、善思、敏学的良好学习风气。4.增强学生安全意识及按照操作规范工作的良好职业素养。5.强化学生技能爱国和技能强国意识。6.塑造学生探求新知，自主独立思考的学习习惯。课程思政课程思政元素培养学生“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”的学习观、人生观和价值观。2.培养学生观察食物、感知生活、进而发掘知识实践性和趣味性的能力，引导学生树立快乐学习，终身学习的理念。3.引导学生注重培养思路清晰、方法把控准确的的故障排除能力。融入知识点。2.时间继电器符号识记方法。3.时间继电器Y-△降压起动电气控制故障分析与排除。融入方式预留课前作业：在学习强国APP搜索《你好！火星》，完成“出发、征途、环绕、着陆和巡视”5集内容的观看，并于云平台上发表个人观后感。通过时间继电器符号展示，引发学生头脑风暴，引导学生实物联想，最终生动形象地将图形符号中圆弧想象成伞，将移动方向所受阻力大小与延时与否相对应。3.通过设置故障点，并以分小组计时排故的竞赛形式开展这部分内容的教学。教学重难点重点1.时间继电器相关知识。2.时间继电器Y-△降压起动电气控制电路图。3.时间继电器Y-△降压起动电气控制工作原理。难点1.时间继电器Y-△降压起动电气控制线路图。2.时间继电器Y-△降压起动电气控制故障分析与排除。教学方法教法：分析探究教学法:情景创设法、实物展示法、教师引导、学生思考、师生讨论练习等；利用网络平台:线上线下混合式、课堂演示法、自主合作法等；学法：分析探究教学法：问题分析法、方案讨论法；利用网络平台：自主学习法、课堂练习、师生讨论等。教学手段：实例讲解、理论推导、实验仿真、多媒体课件。

第二部分：教学过程实施教学环节资源设计意图及思政目标教学内容教学活动课前预习预习向导/回顾点评1.提升学生自主思考和分析总结能力。2.激发学生求新知欲与创造力。问：接触器自动控制电动机Y-△降压起动是否存在功能盲区？答：起动过程需要两次操作，并且由Y接向△接切换需人工完成，切换时间不易准确掌握。那么，如果要实现Y-△起动的一次完成，我们将从本节课的学习中得到答案。设疑激趣、引导学生扫码观看视频、达到巩固旧知的目的。验收分析/课程导入通过视频学习引领学生，增强学生民族自豪感和自信心。潜移默化地培养学生。针对课前在云平台预留的作业：请大家在学习强国APP上搜索《你好！火星》，完成“出发、征途、环绕、着陆和巡视”5集内容的观看，并在云平台发表个人观后感。根据学生分享的观后感，教师有意激励学生为成为国家需要的高素质技术技能人才、能工巧匠、大国工匠而着眼当下、脚踏实地、奋勇向前。利用云平台收集学生观后感。课中实施突破重点知识点1：认识时间继电器（5分钟）。（理论讲解）1.激发学生对探索求知欲；2.提升学生的动手实践能力；3.引导学生善于发现事物间联系，通过联想增强记忆力。1.用途：在电路中起到延时闭合或断开的作用。分通电延时和断电延时两种。2.结构：请同学们扫码观看时间继电器拆分过程，进而掌握其结构。3.原理：主要是利用电磁原理或机械原理实现延时控制电路。4.符号实物展示法、示范教学法、思维拓展法、理实结合教学法知识点2：时间继电器Y-△降压起动电气控制电路图（5分钟）。（理论讲解）引导学生结合功能亲自设计并绘制时间继电器Y-△降压起动电气控制电路图，提升学生综合分析问题和解决问题能力。讲授法、剖丁解牛式的电路剖析法。知识点3：时间继电器Y-△降压起动电气控制原理（20分钟）。（理论讲解）将时间继电器Y-△降压起动电气控制原理以流程图、图片和视频形式呈现，使教学内容更加直观有条理地呈现。教育学生无论是在生活、学习或是工作上，都要善于突破自己思维的局限性，建立多元方法论的思维，活出精彩纷呈的人生。1.启动：合上电源开关，按下SB2。Y降压起动△全压运行2.停止：按下SB1,断开电源开关。讲授法、仿真实验法、分组探究法、扫二维码学习法。化解难点知识点4：时间继电器Y-△降压起动电气控制线路图（15分钟）。（虚拟仿真实践）引导学生掌握根据功能选用器件的方法，探究器件最优布局的原则，进而提升学生的问题解决能力和动手实践能力。借助电工技能与实训仿真教学系统，强化学生无实物实践能力。仿真接线练习，大大降低学生误操作带来的经济损失和伤害风险。1.选择并布置器件从器件库选择并布置器件应注意：1）位置与主电路应对应；2）相同器件尽量摆放在一起；3）达到布局合理，间距合适，接线方便效果。2.接线图实验探究法、分组实践法。知识点5：时间继电器Y-△降压起动电气控制故障检测（30分钟）。（实训装置实践）引导学生分组探究、比武竞争、动手动脑，理实结合，保证大家在实现知识和技能同步提升的同时，也能收获友谊。通过故障设置，强化学生问题意识，趁热打铁，强化新知、提升知识应用能力和实践操作能力。列表记录检测信息，旨在强化学生全面思考问题和深入分析问题能力。1.查看故障现象step1：合上电源开关QS;step2：按动SB1和SB进行电动机运行的操作，观看故障现象。2.故障分析故障应发生在“KM△的自锁触点”和KM△线圈。应检查1号线、2号线、3号线、4号线和KM△线圈是否断路。3.查找方法step1：将万用表档位旋钮放在欧姆R×10或R×100量程上，调零;step2：将表笔接触要检查的线段两端。4.查找故障并记录实战练习法、问题分析法、分组竞赛法、讲授法。课后分析课程小结（5分钟）综合提高学生道德品质、专业知识、身心素质、人文素养、创新能力等。本次课由器件（时间继电器、接触器等）到电路图，再到器件布局和接线，最后到小组协作故障排查，带领学生实现了由点到线，由线到面的系统学习，最后通过一道实物拓展型题目，巩固学生对本节课知识的掌握，强化学生知识迁移和应用能力，提高学生逻辑思维能力。讲授法、实践探究法、自主探究法等。拓展知识（10分钟）提升学生知识储备，引导学生向电气工程师的专业化、高技能水平转变。1.电气控制系统图的基本概念；电气控制系统图主要分为电气原理图、电器元件布置图和电气安装接线图。电气控制系统图是电气技术人员统一使用的工程语言。电气制图应根据国家标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制。2.电气原理图的绘制原则。电气原理图也称为电路图。它表示电流从电源到负载的传送情况和元器件的动作原理，但它不表示元器件的结构尺寸、安装位置和实际配线方法。绘制电气原理图应遵循10条原则（参见教材）。讲授法、案例分析法、讨论法、对比分析法等。布置作业如图所示，一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止。2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，试说明行程开关工作原理，并设计主电路和控制电路。板书设计三相异步电动机降压起动控制（时间继电器Y-△）一、时间继电器1.用途2.结构3.原理4.符号二、电路图（主电路和控制电路）三、控制原理Y降压起动、△全压运行工作原理:四、接线图1.选择并布置器件2.接线图五、故障检测（分组实践教学）检测步骤：查看故障现象→故障分析→查找方法→查找故障并记录。第三部分：教学反思与诊改教学效果1.线上线下多种信息化、智能化手段合理使用，优化学习进程，提升学习效率。2.理论讲解+仿真实践+实训装置演练能够使学生由浅入深、地消化吸收知识。3.仿真实践有效避免设备及器件的损坏，一定程度上降低了教学成本，提高了学习效率，进而达成教学目标。4.实训装置演练潜移默化激发了学生的工匠精神、强化了学生的安全意识、培养了学生的责任意识、提升了学生的专业认同感。特色创新1.在时间继电器教学中，引导学生通过把新的事物联想于已知食物，达到联想记忆的牢固识记效果。2.采用了智能化教学手段：二维码课程教学，不仅能够增加课程的趣味性，而且便于学生收藏复习。3.采用线上线下结合、理实一体化教学方式，使教和学思路都更加明晰、内容更加直观，易于上手。提升改进学生故障检测能力有待提高。改进措施：可强化对学生的理论教学，对故障点举一反三地设置，激励学生思考不同设置可能引起的故障现象。小组间的配合欠默契，需要老师加强关注并做出有意的引导。改进措施：教师可有意干涉、多关注，引导优等生带后进生，并且要加大对小组成绩的精神奖励力度，增强学生的团队合作意识，引导学生自主融入到小组实践中，进而提高其自主学习的能力。郑州旅游职业学院教案5第一部分：教学准备与教学分析ADDINCNKISM.UserStyle课程名称电气与PLC控制技术项目名称传统继电-接触器控制技术任务名称三相异步电动机制动控制授课学时2学时授课专业机电一体化技术、机械制造及自动化授课地点维修电工实训室/数字化PLC实训室授课形式智慧职教MOOC学院线上+线下授课、理实一体化授课教学资源与平台线上电气与PLC控制技术大学MOOC芦笋、微信、问卷星、职教家园等平台线下数字化PLC实训室电气控制实训台维修电工实训装置教材选用使用教材参考教材《电气与PLC控制技术》张凯主编西安电子科技大学出版社吴繁红.西门子S7-1200PLC应用技术项目教程侍寿永,夏玉红,秦德良.S7-1200PLC技术及应用学情分析认知习惯学生对抽象的电磁理论理解存在障碍，更倾向于通过动态仿真、实物演示理解电动机工作原理。知识储备学生已经了解了三相异步电动机基本结构与转动原理，熟悉按钮、接触器、热继电器等低压电器符号及功能，知晓常开/常闭触点动作逻辑，理解电路通路、自锁（如接触器辅助常开触点并联按钮）等控制原理。技能基础学生已经具备基本电工工具（如万用表、螺丝刀）使用能力，能识别电路元件实物与符号对应关系。掌握导线剥线、压接等基本接线技能，可按电路图完成点动与连续运行控制回路的搭建。能通过观察电器动作（如接触器吸合/释放）判断电路通断，具备初步故障排查意识。教学目标知识目标1.会简述三相异步电动机制动的意义。2.会分析三相异步电动机制动控制电路工作原理，并掌握反接制动的概念。能力目标1.能识别、选择、安装、使用速度继电器。2.能够识别电动机的各种制动控制电路，并能正确分析控制电路的工作过程。素质目标1.关注设备制动停机的电气安全规范，培养严谨的工匠精神与安全责任意识。2.思考制动技术的应用拓展，提高自身专业水平，激发创新意识。课程思政课程思政元素激发自主科技报国情怀融入知识点自主科技报国情怀融入方式1.原理讲解结合工程案例警示，如“某电梯因反接制动电阻选型错误导致制动时间延长，轿厢冲顶”。通过事故细节强化“细节决定安全”的责任意识，培养精益求精的工匠精神。2.实操按国标接线，工艺评分融入规范意识，故障排查培养严谨作风。3.拓展对比国产技术突破，如高铁电机国产化，激发科技报国情怀。4.报告设“职业素养反思”，从接线细节强化责任意识。教学重难点重点1.速度继电器元件功能与动作逻辑。2.反接制动和能耗制动原理差异和电路分析。3.规范接线及典型故障排查。难点制动原理理解与电路故障排查。教学方法教法：分析探究教学法:情景创设法、实物展示法、教师引导、学生思考、师生讨论练习等；利用网络平台:线上线下混合式、课堂演示法、自主合作法等；学法：分析探究教学法：问题分析法、方案讨论法；利用网络平台：自主学习法、课堂练习、师生讨论等。教学手段：实例讲解、理论推导、实训、多媒体课件。

第二部分：教学过程实施教学环节资源设计意图及思政目标教学内容教学活动课前预习预习向导1.提升学生自主思考和分析总结能力。2.激发学生求新知欲与创造力。1.复习回顾：绘制三相异步电动机正反转控制电路图，标注关键元件作用，复习接触器互锁原理。2.情境感知：播放传送带急停、升降机精准定位等制动典型工业场景视频，设置问题如“两种场景中制动的要求有何区别”，关联实际应用，激发学生探索新知欲望，并在在线平台讨论区设置话题，记录问题。3.原理初探：学生观看反接制动和能耗制动的教学动画视频，画抽象为具体，帮助学生理解电磁原理，通过完成填空式原理卡查缺补漏。通过提取讨论区高频词，精准定位课堂重难点课程导入1.播放工程事故视频，强调反接制动的安全重要性2.讲解中国高铁反接制动的技术突破，激发科技报国情怀。1．展示因反接制动失效引发的工业事故，引导学生聚焦电动机制动控制，。2.根据课前预习任务，由学生分享传送带急停、升降机精准定位两种典型工业制动场景的制动要求有何区别”自然切入制动原理探究，同步验收预习中对反接制动和能耗制动的理解。3.讲解中国高铁反接制动的技术突破，自主科技报国情怀通过事故案例分析、国产制动技术探索创新和课前预习验点将思政元素与课堂知识巧妙融合，达到润物无声。课中实施突破重点知识点1：制动的基础知识（15分钟）。（理论讲解）1）制动类型电动机的制动可分为机械制动和电气制动。电气制动，即在电动机切断电源后，加入一个与电动机实际转向相反的电磁转矩，从而使电动机迅速停车。电气制动又可以分为反接制动、能耗制动和回馈制动。制动原理反接制动反接制动是指在电动机三相电源被切除后，立即向异步电动机定子绕组中通入反相序的三相交流电源，使电动机产生与转子转动方向相反的转矩，迫使电动机迅速停转。注意：反接制动时，由于转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全压起动电流的两倍，冲击电流很大。为了减小冲击电流，需要在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流。（2）能耗制动能耗制动时指电动机断开三相交流电后，在定子绕组任意两相间立即加直流电源，使定子产生静止磁场，电动机转子导体因惯性旋转切割定子磁场产生感应电流，电流与磁场相互作用，产生制动力矩，使电动机制动减速。能耗制动的实质是把电动机转子储存的机械能转变成电能，又消耗在转子的制动上，故称为能耗制动。相对反接制动，能耗制动的优点是制动准确、平稳且能量消耗较小，缺点是需要附加直流电源装置，制动效果不及反接制动明显。注意：能耗制动作用的强弱与通入直流电流的大小和电动机的转速有关。实物展示法、示范教学法、思维拓展法、理实结合教学法通过两种制动方法的原理讲解，重点理解两种制动方式的方式和特点化解难点知识点2：认识速度继电器（20分钟）。（理论讲解）速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中，作用是当电动机在制动状态下迅速降低速度并在电机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车，否则电动机开始反方向启动。1）速度继电器的结构和工作原理结构：速度继电器主要结构是由转子、定子及触点三部分组成，速度继电器的轴与电动机的轴连接在一起，轴上有圆柱形永久磁铁，永久磁铁的外边套着嵌着笼型绕组可以转动一定角度的外环。工作原理：当速度继电器由电动机带动时，它的永久磁铁的磁通切割外环的笼型绕组，在其中感应电动势与电流，此电流又与永久磁铁的磁通相互作用产生作用于笼型绕组的力而使外环转动。和外环固定在一起的支架上的顶块使常闭触点断开，使常开触点闭合。当速度继电器轴的速度低于某一转速时，顶块便恢复原位，处于中间位置。2）速度继电器的图形符号和文字符号3）速度继电器的选用注意：实际中要根据电动机的额定转速选择速度继电器。使用时，速度继电器的转轴应与电动机同轴连接，安装接线时，正反向的触点不能接错，否则不能起到反接制动时接通和分断反向电源的作用。实验探究法、分组实践法。了解速度继电器的结构、工作原理、图形符号等基础知识，为后续理解三相异步电动机反接制动控制电路打下基础知识点3：三相异步电动机的反接制动和能耗制动控制（40分钟）。（实训装置实践）1）反接制动速度继电器KS在电动机反接制动控制中起着十分重要的作用，利用它来检测电动机的速度变化。反接制动控制电路有单向运行反接制动控制电路和可逆运行反接制动控制电路。（1）单向运行反接制动控制电路工作过程：合上QS，按下SB2，KM1通电自锁，互锁切断KM2线圈电路，电动机接入正序电全压起动，转速从0增加至140r/min，KS动合触头闭合，KM2仍不得电，电动机全压正向运行；按下SB1，SB1切断KM1线圈电路，KM1触头复位，切断电动机正向电源，后接通KM2线圈电路，KM2触头动作，电动机接入反向电源，串入制动电阻反接制动电动机快速减速，转速降至100r/min，KS复位，KM2断电，反接制动结束，电动机断电停转。（2）可逆运行反接制动控制电路电动机可逆运行的反接制动控制线路具有反接制动电阻的正反向反接制动控制作用，图中电阻R，起动时作定子串电阻降压起动电阻，停车时作反接制动电阻。2）能耗制动能耗制动控制可以根据时间控制原则，用时间继电器进行控制，一般适用于转速比较稳定的生产设备；也可以按速度控制原则，用速度继电器进行控制，常用于因生产需要负载经常变化的设备。以时间原则控制的单向能耗制动控制在电动机正常运行的时候，按下停止按钮SB1，电动机由于KM1断电释放而脱离三相交流电源，而直流电源则由于接触器KM2线圈通电KM2主触头闭合而加入定子绕组，时间继电器KT线圈与KM2线圈同时通电并自锁，于是电动机进人能耗制动状态。当其转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触头断开接触器KM2线圈电路。由于KM2常开辅助触头的复位，时间继电器KT线圈的电源也被断开，电动机能耗制动结束。该线路具有手动控制能耗制动的能力，只要使停止按钮SB1处于按下的状态，电动机就能实现能耗动。（2）以速度原则控制的可逆运行能耗制动当速度继电器转速低于120r/min时，速度继电器释放，其触点KS-1或KS-2在反力弹簧作用下复位断开，使KM3线圈断电释放，切断直流电源，能耗制动结束，电动机转速继续下降至零。本电路适用于可逆运转，能够通过传动机构来反映电动机转速，并且电动机容量较大、起停频繁的生产机械。实战演练法、问题分析法、分组竞赛法、讲授法。课后分析课程小结综合提高学生道德品质、专业知识、身心素质、人文素养、创新能力等。通过本次课的学习我们掌握了三相异步电动机制动控制电路的工作原理、元器件清单、线路的安装实施步骤、工艺要求及线路的故障分析。讲授法、实践探究法、自主探究法等。拓展知识弱励磁保护直流电动机在磁场有一定强度时才能起动，如果磁场太弱，电动机的起动电流就会很大。在空载或轻载条件下，正在运行的直流电动机磁场突然减弱或消失，转速就会迅速升高，甚至发生飞车，因此需要采取弱励磁保护。弱励磁保护是通过在电动机励磁回路中串入欠电流继电器来实现的。在电动机运行中，如果励磁电流消失或降低很多，欠电流继电器就会释放，其相应触点切断主回路接触器线圈的电源，使电动机断电停车。讲授法、案例分析法、讨论法、对比分析法等。布置作业什么是反接制动？怎样防止反接制动中电动机反转？什么是能耗制动？能耗制动中为什么使用直流电？反接制动和能耗制动各有什么特点及各适用什么场合？如何调节反接制动、能耗制动效果的强弱？板书设计三相异步电动机制动控制一、制动基础知识1.类型2.制动原理二、速度继电器1.结构和工作原理2.图形符号和文字符号3.选用三、控制电路分析1.反接制动2.能耗制动四、接线实践1.选择并布置器件2.接线五、故障检测（分组实践教学）检测步骤：查看故障现象→故障分析→查找方法→查找故障并记录。第三部分：教学反思与诊改教学效果1.融合线上虚拟仿真与线下智能实训装置，通过信息化手段预演电路逻辑，实时数据反馈优化学习进程。2.构建"理论-仿真-实操"三阶递进体系，从虚拟验证到实体接线，助力知识螺旋式内化。3.仿真环节规避器件损耗，降低教学成本；实训演练嵌入安全规范考核，渗透工匠精神培育，强化专业认同。特色创新以"虚实融合+项目驱动"为核心：虚拟仿真预演电路逻辑，实体实操搭建控制线路；引入工业故障案例卡，分组挑战反接制动线路故障排查。提升改进1.学生故障检测能力有待提高。改进措施：可强化对学生的理论教学