2.2.1-生产线环境数据采集系统安装与调试-教案 V1.1

《物联网设备装调与维护》课程教案2026学年度第一学期项目名称项目2智能制造-生产线运行管理系统安装与调试授课教师授课时间90分钟课题名称生产线环境数据采集系统安装与调试授课班级授课类型课时2教学目标知识目标1.了解烟雾传感器和温湿度传感器的基本知识；2.掌握模拟量采集器设备的结构组成知识；3.理解传感器信息输出形式；4.掌握信号转换器和信号隔离器的功能。能力目标1.能根据设备连线图安装连接模拟量采集器设备；2.能安装配置模拟量采集器设备；3.能安装连接信号转换器设备；4.能根据要求选择合适的信号转换器设备。素质目标1.培养学生的动手能力和沟通能力；2.激发学生的学习兴趣和探索意识；3.促使学生养成仔细认真、勤于思考的良好习惯。4.培养学生爱国主义精神,创新精神。教学重点传感器信息的输出形式；信号转换器和信号隔离器的工作原理；模拟量采集器的工作原理和配置。教学难点1.信号转换器和信号隔离器的工作原理；2.模拟量采集器的工作原理和配置。教法与学法讲授法、任务驱动法、直观演示法、现场教学法等。教学手段及资源PPT、实操视频、慕课视频学情分析对于很多学生来说，信号转换器和信号隔离器很难区分，且其引脚接线颇具复杂性，而信号转换器、信号隔离器的使用又与采集控制器紧密相连，因此必须让学生深刻理解原理并熟练掌握；本环节任务难点主要在于设备间的接线，因此需要教会学生如何看懂并根据设备上的接线标记进行设备连线。使用教材物联网设备装调与维护教学环节教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段课前准备人员分组、任务规则制定清点学生人数并进行人员分组；明确每组成员的任务，制定任务工单评定规则。二、任务描述与要求使用一个生产线环境案例，引出本环节的实验任务，讲解其具体要求和实现效果，为接下来的实验做规划和准备。按分组坐好，听讲，了解课堂规则听讲、互动通过分组为接下来的任务授课做好准备PPT、任务知识储备一、传感器介绍1.温湿度传感器从温湿度传感器在实际场景中的某个例子切入，讲解温湿度传感器的使用场合、设备参数、信号输出接口等。2.烟雾传感器烟雾传感器在工厂中的主要应用有：工厂车间设备众多，人员活动频繁，火灾风险较高。一旦发生火灾，不仅会造成巨大的经济损失，还可能危及人员生命安全；以此入手，讲解温湿度传感器的内部结构、工作原理及参数调整等。二、模拟量采集器阐述模拟量采集控制器的定义，然后按功能分类详细讲解接口类型及其标识（数据采集接口、控制接口、通讯接口）。1.采集接口：通常分为电流型和电压型；回顾之前章节：模拟量传感器有哪些标准信号？讲解同一个传感器若采集不同类型的信号通常是怎么切换。2.控制接口：一般都是采用开关信号，使用低电平输出，带继电器的COM、NO、NC口3.通讯接口：常用的接口类型有以太网口、RS485口、RS232口。讲解配置方法（配置工具、协议指令、拨码设置）和配置参数（设备地址、波特率等）三、信号转换器和隔离器1.信号转换器很多工作场景中由于设备厂家众多，接口相异，采集器不能直接采集传感器的数据，从这里入手引出信号转换器，介绍信号转换器的作用以及常见的信号转换器类型。2.信号隔离器现在电子设备无处不在，为避免某些敏感仪器设备之间的干扰，常常需要引入信号隔离器，以此入手，讲解信号隔离器的功能和常见类型。可结合实物设备直观的查看设备上的接口类型和标识。听讲、互动听讲、互动听讲、互动为实验任务环节做铺垫，让学生了解实验传感设备，理解模拟量采集器、信号隔离/转化器的工作原理。课程思政：选取军用或者国产先进传感器，帮助学生们增长见识，提升学生的民族自豪感和民族自信心，如光电、位移传感器时让学生观看巨浪-2、东风-41、东风-17、等国产新型高精尖武器装备，介绍其性能特点的同时，强调红外成像、激光、雷达等传感器在其中制导、定位等方面所起的重要作用，让学生体会传感器在现代科技中的作用及重要性，同时引领学生感受我国慑战并举的强大战略制衡能力。PPT、任务任务计划任务分析团队讨论组员如何分工配合和实施步骤。二、实验任务的设备和工具准备从设备箱、耗材包和工具包中取出本任务所需的设备、辅件材料和工具。讨论、实操让学生做好任务实施准备任务实施硬件环境搭建和设备配置1.IO424设备介绍（1）介绍本次实验任务的核心部件：IO424设采集控制器的设备功能和接口；（2）结合信号转换器/隔离器，讲解它们与IO424设采集