《运动控制技术及应用》-《运动控制技术及应用》-运动控制技术及应用课程标准

PAGEPAGE1《运动控制技术及应用》课程标准课程代码：xxx建议课时数：72学时学分：4适用专业：电气自动化、机电一体化、数控先修课程：电机控制技术、PLC编程及应用技术、工业组态技术后续课程：电气控制综合实训一.概述(一)课程性质本课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。课程根据自动化生产企业中伺服、步进、变频等运动控制系统实际应用，设计教学情境，通过相应的教学载体，采用“教、学、做”一体化式教学方式组织教学，培养学生掌握运动控制系统基本知识和基本技能，锻炼学生伺服、步进、变频控制系统的基本应用能力;使学生能够初步认识和选型伺服、步进、变频控制系统硬件，能够完成控制系统设备安装、运行、调试、维护等实践操作，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力;培养学生能动脑会思考的思维能力和一丝不苟、踏实严谨的科学精神，培养学生探索新知识和新技术的学习能力;提高学生诚实、守信、爱岗敬业、团结友爱的职业道德和职业素质。课程培养学生具备从事机电一体化技术运动控制领域的维修电工、车间电气技术员、安装调试维修工、系统维护技术员、PLC硬件接线工程师、PLC程序设计工程师等岗位的基本职业能力。(二)课程的基本理念本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的以知识传授为主的教学方式，变为以“工作场景及任务”为主线，创设工作情景，结合职业资格鉴定，培养学生的实践动手能力。(三)课程设计思路本课程标准以电气自动化专业学生的就业为导向，根据行业专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以电气自动化为主线，以本专业应共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格等级证书中的相关考核项目，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实训过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。本课程建议课时为56学时。课时数以课程内容的重要性和容量来确定。学时分配的建议教学内容课时情景1PLC控制变频器运行18情境2PLC控制步进电动机系统运行18情境3PLC控制伺服电动机运行18情境4简单运动控制模块应用18总计72二.课程目标通过任务引领型的项目活动，使学生掌握运动控制系统的基本知识和基本技能，具有逻辑思维能力、学习新技术的能力。能解决生产现场实际问题，完成本专业相关岗位的工作任务。(一）知识目标1、认识步进电机及步进驱动器，并学会搭建典型步进电机控制系统;2、认识伺服电机及伺服驱动器，理解伺服电动机速度、转矩、位置控制模式，学会搭建典型伺服电机控制系统;3、学会用PLC驱动步进电机、伺服电机运动控制系统的硬件接线方法和简单程序控制方法;4、掌握变频调速原理和变频器的工作原理、内部结构和常见参数设置方法和外部接线;5、掌握使用变频器控制交流电机起制动、连续旋转、正反转、多段转速运行的外部接线和参数设置方法。(二）能力目标1、专业能力（1）能够使用步进驱动器控制步进电机运行;(2〉能够使用伺服驱动器控制伺服电机运行;(3）能够实现步进电机正反向和定长控制;(4）能够实现伺服电动机速度控制模式、转矩控制模式和位置控制模式下的硬件连接;(5）能够使用PLC控制器控制步进电动机和伺服电动机。2、方法能力(1）具备较强自学、听课、概括总结等学习能力;(2）具备通过网络、期刊、专业书籍、技术手册、产品说明书等媒介获取信息能力;(3）决策、制定、实施任务方案的设计和实践能力;(4)分析问题、解决问题能力;(5）理论知识的综合运用、理论联系实际能力;(6）具有一定的创新意识、创造性思维能力和创造实践能力。3、社会能力(1）有明确的团队意识和集体精神，具备良好的团队协作能力;(2)具备有效的自我控制与管理能力;(3）能清晰表达个人见解和情感，尊重和倾听他人表述，具备有效沟通和交流表达能力;(4)具备一定的生产现场管理和团队组织管理能力。(三）素质目标(1）尊重和理解他人，具备良好的同情心，能妥善处理同事关系，能有效进行沟通交流;(2）踏实肯干、吃苦耐劳、积极进取、大胆创新的职业素养;(3）爱岗敬业、认真负责的工作责任心;(4)爱专业、爱集体、服从大局的职业道德;(5）现代企业6S管理“清理、清洁、整理、整顿、素养、安全”理念。三.内容标准情景1PLC控制变频器运行任务1变频器的认识（1）熟悉变频器的外部结构、防护形式及散热方式。（2）熟悉变频器的操作单元、显示内容及键盘设置。（3）掌握变频器的铭牌信息、型号标识及主要参数。（4）能准确识别变频器的铭牌及型号。（5）能正确读取变频器的主要参数。任务2变频器的安装操作(1)了解变频器的内部结构，掌握变频器的拆装要求。(2)了解变频器的外部接口，熟悉变频器的接线端子。(3)了解变频器的工作原理。(4)能识别变频器的接线端子。(5)能对变频器进行拆装。(6)能完成变频器的主电路电气接线。任务3变频器的面板操作(1)了解变频器调试方式，熟悉变频器的操作面板、显示内容及按键设置。(2)掌握变频器BOP操作面板调试的方法、步骤。(3)掌握变频器控制三相异步电动机参数、频率参数、运转指令参数等主要参数的含义。(4)能够进行变频器和三相异步电动机的电气接线。(5)能够正确设置变频器参数。(6)能够通过操作面板控制电动机启动/停止、正转/反转、加速/减速，监视变频器参数的变化。任务1.4变频器的多段速运行控制(1)掌握变频器的数字量端子的配线原理。(2)掌握利用变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制的相关参数设计。(3)掌握利用变频器外部模拟量端子控制电动机转速的相关参数设计。(4)能够进行变频器外部数字量端子的配线。(5)能够正确设置外部端子控制变频器运行的参数。(6)能够通过变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制。（7）编程软件GXWorks3的使用。任务5基于通讯模式的变频器运行控制（1）熟悉三菱变频器专用通信协议和Modbus通信协议。（2）熟悉三菱人机界面的基本知识。（3）熟悉PLC控制变频器的工作原理。（4）会设置通信参数。（5）能使用GTDesigner3软件编写触摸屏程序。（6）能编写通信控制变频器的PLC程序。情境2PLC控制步进电动机系统运行任务1FX5UPLC及步进电动机在工作台的应用（1）熟悉步进电动机和步进驱动器的结构和工作原理。（2）掌握步进电动机的铭牌信息、型号标识及主要参数。（3）掌握步进电动机及步进驱动器的选型。（4）能准确识别步进电动机的铭牌、型号及主要参数。（5）能根据实际需要选择合适的步进系统。（6）能完成步进电动机和步进驱动器以及控制器（PLC）的电气连接。（7）会编写控制步进系统的PLC程序。任务2FX5UPLC及步进电动机在加工设备中的应用（1）掌握定位控制的表格运行、中断运行等有关指令。（2）掌握两轴控制的步进电机运动系统的设计方法。（3）能根据实际需要选择合适的步进系统。（4）能完成步进电动机和步进驱动器以及控制器（PLC）的电气连接。（5）会编写控制步进系统的PLC程序。情境3PLC控制伺服电动机运行任务1伺服系统初识(1)熟悉伺服电动机的外部结构、防护形式及散热方式。(2)熟悉伺服驱动器的操作单元、显示内容及面板设置。(3)掌握伺服电动机和伺服驱动器的铭牌信息、型号标识及主要参数。(4)能准确识别伺服电动机和伺服驱动器的铭牌及型号。(5)会进行伺服驱动器和伺服电动机的电气接线。(6)能正确设置伺服驱动器的简单参数。任务2伺服系统在位置控制模式下的应用(1)掌握伺服位置控制模式。(2)掌握电子齿轮。(3)会进行伺服位置控制系统电气接线、参数设置。(4)会进行伺服位置控制系统程序设计、调试运行。情境4简单运动控制模块应用任务基于运动控制模块的平面焊接设备控制系统设计（1）了解FX5U-40SSC简单运动模块。（2）熟悉MR-JE-10B伺服放大器。（3）理解插补控制概念。（4）会进行FX5U-40SSC简单运动模块控制系统电气接线、参数设置。（5）会进行FX5U-40SSC简单运动模块控制系统程序设计、调试运行。（6）掌握利用工程工具进行程序的编写方法。四.实施建议(一)教材选用建议教学中，应认真研究教学内容，认真选材，切实做到教学内容必需、够用、实用。做好能选用又能满足教学要求，能体现自己特色的自编教材。自编教材必须依据本课程标准编写教材。1.教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。2.必须依据本课程标准选用教材，教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。3.教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和工作项目要求，结合职业技能证书考证组织教材内容。并通过典型的运动控制系统的设计调试，引入必须的理论知识，增加实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。4.教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，教材表达必须精炼、准确、科学。5.教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。6.教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性。7．根据五年制高职教学特点及专业人才培养方案和本课程标准，开发院本教材。教材开发的建议为：（1）组织开发专业主干课程系列教材，以更好地实现专业人才培养目标；（2）开发教材的主编和主审，须是直接参与人才培养方案和课程标准制订的骨干教师；(二)教学建议1.在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。2.本课程教学的关键是现场教学，应选用典型的运动控制系统为载体，在教学过程中，教师示范和学生上机操作训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，对运动控制系统的认识。3.在教学过程中，要创设工作情景，同时应加大实践实操的容量，要紧密结合职业技能等级证书的考证，加强考证的实操项目的训练，在实践实操过程中，使学生掌握传感器与可编程控制器应有的技能，提高学生的岗位适应能力。4.在教学过程中，要应用挂图、多媒体、投影和演示等教学资源辅助教学，帮助学生对运动控制系统的理解。5.在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。6.教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。(三)评价建议1.改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化的评价模式。2.关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。3.应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。（四）实验实训设备配置建议（按每学期两个班，每