用PLC實現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構和工作原理。掌握PLC的基本編程指令，如定時器、計數器、邏輯指令等。學會運用PLC實現繞線式電機的自動啟動控制，包括啟動過程、調速控制等。2.過程與方法目標通過實際操作和項目實踐，培養學生的動手能力和解決問題的能力。讓學生經歷從需求分析、方案設計、程序編寫到調試運行的完整工程實踐過程，提高學生的工程實踐素養。3.情感態度與價值觀目標激發學生對電氣控制技術的興趣和學習熱情。培養學生嚴謹的科學態度和團隊協作精神，增強學生的職業責任感。

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

三、教學方法1.講授法：講解繞線式電機的原理、PLC編程基礎等理論知識，使學生對相關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的接線和調試，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調試，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，培養學生的團隊協作精神和溝通能力。

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生產中運行的視頻，展示繞線式電機在各種機械設備中的應用場景，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其自動啟動控制，從而引出本節課的主題用PLC實現繞線式電機自動啟動控制。

（二）知識講解（20分鐘）1.繞線式電機的結構和工作原理利用圖片和動畫詳細講解繞線式電機的結構組成，包括定子、轉子、滑環、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，會產生旋轉磁場，轉子繞組中便會感應出電動勢和電流，在旋轉磁場的作用下，轉子就會轉動起來。通過在轉子回路中串入電阻，可以改變轉子繞組的電阻值，從而實現電機的調速。2.PLC簡介介紹PLC的定義、特點和應用領域，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編程基礎介紹梯形圖編程語言，講解梯形圖的基本結構和編程規則。講解常用的PLC編程指令，如定時器（TON）、計數器（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，轉子回路先串入全部電阻，以限制啟動電流；隨著電機轉速的升高，逐步切除轉子回路中的電阻，實現平滑調速；當電機達到額定轉速后，轉子回路電阻全部切除。引導學生分析實現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.方案設計組織學生分組討論，根據項目需求設計實現繞線式電機自動啟動控制的方案。每個小組派代表發言，介紹本小組的設計方案，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，確定最優方案，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編程與調試（25分鐘）1.PLC編程學生根據確定的方案，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器的設置方法，以及如何通過邏輯指令實現電阻的切換控制。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；利用計數器記錄電阻切換的次數，實現電阻的逐步切除。2.程序調試完成程序編寫后，進行程序調試。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，進行模擬運行調試。讓學生觀察調試過程中PLC的輸入輸出狀態變化，以及電機的運行情況，分析程序是否符合設計要求。如果出現問題，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試，直到程序能夠正常運行，實現繞線式電機的自動啟動控制。

（五）課堂總結（10分鐘）1.知識回顧請學生回顧本節課所學的主要內容，包括繞線式電機的結構和工作原理、PLC的編程基礎、繞線式電機自動啟動控制的方案設計和程序實現等。教師對學生的回答進行補充和完善，強化重點知識。2.項目總結總結本次項目的完成情況，強調在項目實施過程中所運用的知識和技能，以及所培養的工程實踐能力和團隊協作精神。對學生在項目中的表現進行評價，肯定學生的優點和進步，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）作業布置（5分鐘）1.思考如何進一步優化繞線式電機自動啟動控制程序，提高系統的穩定性和可靠性。2.查閱資料，了解PLC在其他電機控制領域的應用案例，并撰寫一篇簡短的報告。

五、教學資源1.教材：選用相關的電氣控制技術教材，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、項目案例等內容的教學課件，用于課堂教學演示。3.PLC實驗設備：配備足夠數量的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構和工作原理。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繞線式電機的自動啟動控制。在教學過程中，采用項目驅動教學法，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