《機床電氣控制技術》課程標準

2/2《機床電氣控制技術》課程標準招生對象：高中畢業(yè)生及同等學力者教學時數(shù)：48H學歷層次：高職課程代碼：9010106修業(yè)年限：全日制三年學分數(shù)：2.5適用專業(yè)：數(shù)控技術制訂人：一、課程概述1.課程定位《機床電氣控制技術》是數(shù)控技術專業(yè)的一門核心專業(yè)課程。通過學習，掌握機床電氣連接及PLC程序的識讀與編制相關知識，培養(yǎng)學生繼電線路配盤與調試、機床電柜總裝及數(shù)控機床PLC程序識讀、編制與調試能力，以適應數(shù)控機床安裝調試、維修及售后服務等工作崗位的需求。本課程在整個專業(yè)課程體系中起著承前啟后的作用，其前導課程主要為《電路元件連接與測量》，學生在掌握常用電工設備、儀表的使用及常用電子元器件的裝調基礎上，通過本課程的學習，掌握繼電控制線路裝調、機床電柜總裝、數(shù)控機床PLC程序的識讀與編制等核心職業(yè)能力。為后續(xù)課程《數(shù)控機床故障維修》奠定堅實的基礎。2.設計思路（1）內容設計基于國家裝調工職業(yè)資格標準，結合專業(yè)人才培養(yǎng)方案，圍繞課程目標，以崗位能力所需作為主線，把工作所需各種能力點進行學習性的轉換，制定了以企業(yè)核心需求為標準的課程教學內容：正確選擇、測量、使用、安裝電器元件；識讀機床電氣原理圖、電器安裝圖、電氣接線圖；掌握數(shù)控機床控制原理與控制流程；設計與閱讀數(shù)控機床控制系統(tǒng)PLC程序；勝任電柜安裝與調試工作；并能夠排除簡單電氣故障。（2）項目設計與國內大型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床生產及使用企業(yè)合作，在廣泛調研的基礎上，按照單電機控制→普通機床控制→數(shù)控機床控制的順序，安排了單電機起動控制線路、普通車床控制線路及數(shù)控車床冷卻控制、刀架控制等學習項目。以解決簡單電氣故障或完成電氣連接任務為驅動，學生在完成具體任務的過程中，掌握常用低壓電器、電氣原理圖、PLC程序等知識點，并熟練應用電氣連接、工量具使用、PLC狀態(tài)監(jiān)測等實用技能，使數(shù)控機床控制控制系統(tǒng)的學習更具有針對性，提高學生的學習積極性。（3）教學設計秉承“學生主體、教師主導”的教學觀念，采取“學做一體、任務驅動”的教學模式，整體上按照“了解資訊→制定計劃→小組決策→組織實施→檢查評價”五步法進行教學，在具有真實工作環(huán)境的實訓場地進行課程學習和技能訓練，在教學不同階段，分別采取引導文法、討論法、講授法等不同的微觀教學方法，并在任務實施過程中，強調國標的權威性和機床說明書的重要性，規(guī)范電氣安裝工藝，加強過程考核的力度，逐步強化學生的職業(yè)意識。二、課程目標1.熟練使用電工作業(yè)工具與測量儀表；2.根據(jù)電氣原理圖，完成基本繼電控制電路配盤與調試；3.根據(jù)電氣原理圖，完成數(shù)控機床電氣柜總裝任務；4.會分析機床電氣控制線路，并能設計簡單電氣控制線路；5.會用梯形圖的編譯軟件，下載和調試程序；6.掌握數(shù)控機床PLC程序識讀、編制與調試方法；7.培養(yǎng)數(shù)控機床裝調安全操作意識及職業(yè)素養(yǎng)；8.培養(yǎng)工程計劃制定和執(zhí)行能力。9.培養(yǎng)查閱說明書及遵循國標的習慣；三、內容標準及實施建議1.項目安排及學時分配按照由易到難的原則，突出PLC控制專業(yè)特色，緊緊圍繞數(shù)控機床，選取有代表性的數(shù)控機床子控制系統(tǒng)為教學任務載體，完成項目設計，具體安排如表1：表1項目安排表項目序號項目名稱學時H1三相異步電機起動控制線路裝調82C650臥式車床電氣控制線路裝調83數(shù)控機床冷卻控制系統(tǒng)裝調164數(shù)控機床刀架控制系統(tǒng)裝調85數(shù)控機床主軸正反轉控制線路裝調8合計482.項目設計及實施每個教學項目的具體教學目標、教學內容、教學實施建議、重點難點、教學資源和考核評價見表2～表7：表2項目1教學設計表項目1三相異步電機起動控制線路裝調學時H8教學目標1.掌握三相異步電機起動電氣原理；2.掌握低壓電器選用原則；3.根據(jù)電氣原理圖，合理布臵電器元件，并正確連線，控制電機起/停。教學內容1.低壓電器2.異步電機起動控制線路3.導線選擇4.連接線制作教學實施建議一、了解資訊（講授法、現(xiàn)場示范法、引導文法）4H①下達任務書；②教師講解低壓電器的選擇、異步電機點動、長動、降壓起動控制線路等知識點；③列出相關參考資料④教師引導學生分組二、制訂計劃（獨自完成）1H繪制三相異步電機起動電氣原理圖；列出元件清單及工具清單；選配導線。三、小組決策（討論法）1H確定起動控制電氣原理圖；列出電器元件清單；列出工具清單；小組分工；確定工作流程。四、組織實施（示范法、小組分組法）3H學生領取相關工具和電器元件，教師示范工具的正確使用和儀表使用，并強調用電安全及接線的規(guī)范性，最后由學生負責連線。五、檢查評價1H斷電情況下，小組先自查，然后互查，最后教師檢查；教師允許情況下，通電檢查；成績評定由資料收集能力、電氣連接實施效果、合作性等因素決定。重點難點重點：起動控制線路、繼電器、接觸器難點：繼電器、接觸器教學資源場地：電工電子實訓中心設備：電氣控制實訓系統(tǒng)資料：精品課程網(wǎng)站考核評價圍繞異步電機起動控制線路裝調任務資料收集的能力；情境相關知識點掌握情況；電氣連接效果；協(xié)作與團隊意識；是否具備領導能力。表3項目2教學設計表項目2C650臥式車床電氣控制線路裝調學時H8教學目標1.熟悉機床電氣控制線路分析內容；2.掌握電氣原理圖閱讀原則；3.掌握電機正反轉控制原理及其線路連接；4.掌握電機制動控制原理及其線路連接；5.能夠讀懂普通機床電氣原理圖；6.能夠排除簡單電氣故障。教學內容1.異步電機正反轉控制線路；2.異步電機制動控制線路；3．電氣原理圖閱讀規(guī)則；4.C650臥式車床電氣原理圖閱讀。教學實施建議一、了解資訊（講授法、現(xiàn)場示范法、引導文法）5H①下達任務書；②教師講解異步電機正反轉控制線路、制動控制線路、電氣原理圖閱讀規(guī)則、C650臥式車床電氣原理圖閱讀等知識點；③列出相關參考資料④教師引導學生分組二、制訂計劃（獨自完成）1H按要求繪制機床電氣原理圖；列出故障成因；確定診斷步驟。三、小組決策（討論法）1H確定起動控制電氣原理圖；列出電器元件清單；列出工具清單；小組分工；確定工作流程并明確故障相應對策。四、組織實施（示范法、小組分組法）2H學生領取相關工具和電器元件，教師示范工具的正確使用和儀表使用，并強調用電安全及接線的規(guī)范性，最后由學生負責故障的排除工作。。五、檢查評價1H斷電情況下，小組先自查，然后互查，最后教師檢查；教師允許情況下，通電檢查；成績評定由資料收集能力、故障排除與否、合作性等因素決定。重點難點重點：起動控制線路、繼電器、接觸器難點：繼電器、接觸器教學資源場地：數(shù)控機床維修實訓室；設備：數(shù)控車床綜合實訓系統(tǒng)；資料：精品課程網(wǎng)站、車床電氣原理圖考核評價圍繞異步電機起動控制線路裝調任務資料收集的能力；情境相關知識點掌握情況；故障排除與否、電氣連接效果；協(xié)作與團隊意識；是否具備領導能力。表4項目3教學設計表項目4數(shù)控機床冷卻控制系統(tǒng)裝調學時H16教學目標1．了解液壓系統(tǒng)基本常識；2．熟悉數(shù)控機床冷卻液壓系統(tǒng)基本結構3．理解數(shù)控機床冷卻系統(tǒng)電氣控制原理；4.熟悉802CPLC程序結構；5．讀懂及修改冷卻控制示例主程序和子程序；6．對照電氣原理圖，設計數(shù)控機床冷卻系統(tǒng)電氣控制原理圖并實施，控制冷卻液的開/關；7.排除冷卻液無法噴出故障。教學內容1．液壓系統(tǒng)基本常識；2．數(shù)控車床冷卻液壓系統(tǒng)典型結構；3．ＰＬＣ組成、工作原理、編程語言；4．S7—200PLC介紹；5．梯形圖基本指令；6．數(shù)控車床冷卻控制電氣原理圖解讀；7．數(shù)控機床PLC；8．802CPLC程序；9．數(shù)控機床冷卻控制示例程序。教學實施建議一、了解資訊（講授法、現(xiàn)場示范法、引導文法）13H①下達任務書；②解液壓基本常識、冷卻控制系統(tǒng)液壓系統(tǒng)結構、冷卻控制電氣原理圖、機床PLC基礎、冷卻控制PLC程序等知識③列出相關參考資料④教師引導學生分組二、制訂計劃（獨自完成）1H繪制機床冷卻控制電氣原理圖；列出故障成因；確定診斷步驟。三、小組決策（討論法）1H確定機床冷卻電氣原理圖；列出電器元件清單；列出工具清單；小組分工；確定工作流程并明確故障相應對策。四、組織實施（示范法、小組分組法）2H學生領取相關工具和電器元件，教師示范工具的正確使用和儀表使用，并強調用電安全及接線的規(guī)范性，最后由學生負責故障的排除工作。五、檢查評價1H斷電情況下，小組先自查，然后互查，最后教師檢查；教師允許情況下，通電檢查；成績評定由資料收集能力、故障排除與否、合作性等因素決定。重點難點重點：冷卻系統(tǒng)電氣原理圖、PLC基礎、車床冷卻PLC程序難點：802CPLC基礎教學資源場地：數(shù)控機床維修實訓室；設備：數(shù)控車床綜合實訓系統(tǒng)；資料：精品課程網(wǎng)站、數(shù)控車床電氣原理圖、SINUMERIC802S/C簡明安裝調試說明書考核評價圍繞數(shù)控機床冷卻控制系統(tǒng)裝調任務資料收集的能力；情境相關知識點掌握情況；故障排除與否；協(xié)作與團隊意識；是否具備領導能力。表5項目4教學設計表項目4數(shù)控機床刀架控制系統(tǒng)裝調學時H8教學目標1.了解數(shù)控車床刀架控制原理；2.了解霍爾元件工作原理；3.讀懂并設計數(shù)控車床刀架控制線路；4.讀懂刀架控制示例主程序和子程序；5.能夠排除簡單刀架故障；教學內容1.車床刀架控制原理2.數(shù)控車床刀架控制線路3.數(shù)控機床刀架控制PLC程序教學實施建議一、了解資訊（講授法、現(xiàn)場示范法、引導文法）5H①下達任務書；②講解車床刀架控制流程及其原理、刀架控制電氣原理圖和刀架控制PLC程序③列出相關參考資料④教師引導學生分組二、制訂計劃（獨自完成）1H繪制刀架電氣原理圖；列出故障成因；確定診斷步驟。。三、小組決策（討論法）1.5H確定刀架電氣原理圖；列出電器元件清單；列出工具清單；小組分工；確定工作流程并明確故障相應對策。四、組織實施（示范法、小組分組法）2H學生領取相關工具和電器元件，教師示范工具的正確使用和儀表使用，并強調用電安全及接線的規(guī)范性，最后由學生負責故障排除。五、檢查評價0.5H斷電情況下，小組先自查，然后互查，最后教師檢查；教師允許情況下，通電檢查；成績評定由資料收集能力、故障排除與否、合作性等因素決定。重點難點重點：刀架控制原理、車床刀架控制電氣原理圖、車床刀架控制PLC程序難點：刀架控制原理教學資源場地：數(shù)控機床維修實訓室設備：數(shù)控車床實訓系統(tǒng)資料：精品課程網(wǎng)站、SINUMERIC802S/C/DPLC子程序庫應用指南、SINUMERIC802S/C簡明安裝調試說明書考核評價圍繞數(shù)控機床刀架控制系統(tǒng)裝調任務資料收集的能力；情境相關知識點掌握情況；故障排除與否；協(xié)作與團隊意識；是否具備領導能力。表6項目5教學設計表項目5數(shù)控機床主軸正反轉控制線路裝調學時H8教學目標1．主軸控制類型；2．讀懂主軸控制電氣原理圖；3．讀懂主軸正反轉主程序和子程序；4．熟悉SIEMENSMM420變頻器。教學內容1.主軸控制類型；2.主軸控制電氣原理圖；3.數(shù)控車床主軸正反轉ＰＬＣ主程序和子程序。4.SIEMENSMM420變頻器教學實施建議一、了解資訊（講授法、現(xiàn)場示范法、引導文法）4H①下達任務書；②教師講解SIEMENSMM420變頻器、主軸正反轉電氣原理圖、正反轉PLC程序；③列出相關參考資料④教師引導學生分組二、制訂計劃（獨自完成）1H繪制數(shù)控車床主軸控制電氣原理圖；設計主軸正反轉控制PLC程序；列出元件清單及工具清單；選配導線；電氣連接順序等。三、小組決策（討論法）1H確定數(shù)控車床主軸控制電氣原理圖；設計主軸正反轉控制PLC程序；列出電器元件清單；列出工具清單；小組分工；確定工作流程。四、組織實施（示范法、小組分組法）3H學生領取相關工具和電器元件，教師示范工具的正確使用和儀表使用，并強調用電安全及接線的規(guī)范性，最后由學生負責連線，輸入PLC程序并上傳至數(shù)控車床實訓系統(tǒng)。五、檢查評價1H斷電情況下，小組先自查，然后互查，最后教師檢查；教師允許情況下，通電檢查；成績評定由資料收集能力、電氣連接實施效果、PLC設計及傳輸效果合作性等因素決定。重點難點重點：主軸正反轉電氣原理圖、主軸正反轉PLC程序難點：主軸調速原理與方式、主軸正反轉PLC程序教學資源場地：數(shù)控機床維修實訓室設備：數(shù)控車床實訓系統(tǒng)資料：精品課程網(wǎng)站、SIEMENSMM420說明書、SINUMERIC802S/C簡明安裝調試說明書、SINUMERIC802S/C/DPLC子程序庫應用指南等考核評價圍繞主軸正反轉控制線路裝調裝調任務資料收集的能力；情境相關知識點掌握情況；電氣連接效果及PLC輸出情況；協(xié)作與團隊意識；是否具備領導能力。四、考核評價1.課程考核評價成績構成課程的成績評價由任務單項考核和綜合任務考核組成，突出“過程考核與綜合考核相結合，理論與實踐考核相結合，教師評價、企業(yè)評價與學生自評、互評相結合”的原則。任務單項考核占總成績的70%，綜合任務考核占總成績的30%。具體見表7。表7課程考核評價成績分值表工作過程項目考核評價綜合任務考核評價項目名稱得分占總成績%實得分得分占總成績%實得分項目12030項目220項目320項目420項目520學習領域課程總成績=Σ項目考核實得分＋綜合任務考核實得分2.項目單項考核評價按照“了解資訊、個人計劃、小組決策、組織實施、檢查評價”五步法工作工程得分，以及文明生產、工作完成度、合作性、創(chuàng)新性和安全性等多個考核項目，配以不同的權重進行任務單項考核。5個項目的過程評價綜合，占課程成績的70％。表8為項目4考核評分表。表8項目4考核評分表考核項目考核內容及要求分值學生自評（20%）小組評分（30%）教師評分（50%）實際得分了解資訊上課聽講情況？2參與積極性3個人計劃線路連接計劃是否合理？5電器清單列表是否合理？5資料收集情況如何？5小組小組決策結果是否優(yōu)越？？5決策小組分工是否合理？5小組工作流程是否恰當？5組織實施接線是否清楚，節(jié)約？5接線是否符合工藝要求？10操作是否規(guī)范？10檢查評價儀器使用是否合理？5線纜連接是否牢靠？5安全文明生產遵守機床安全操作規(guī)程3設備保養(yǎng)、場地整潔2完成時間每超時5分鐘扣1分5合作性能否配合團隊協(xié)作完成任務？5是否具備領袖能力？5創(chuàng)新性是否能夠提出簡單可行的獨創(chuàng)性裝調意見并順利實施？5發(fā)生重大事故，嚴重違反工藝原則和情節(jié)嚴重的野蠻操作等，由教師決定取消其實操資格，該單項考核不得分。總分1003.綜合任務考核評價綜合考核包括綜合任務測試和學習內容測試，綜合任務測試成績占70％，學習內容測試成績占30％，綜合考核成績占課程總成績的30％。綜合任務測試圍繞數(shù)控機床設臵了電氣連接及PLC程序修改相關任務。其考核評分情況下表9。表9綜合考核評分表考核任務考核項目考核內容及要求分值得分綜合任務測試計劃能力資料收集是否到位？5裝調方案是否合理可行？5實施能力是否具備按方案進行裝調能力？10電氣連接是否合理？10是否能夠改寫PLC程序？5實施結果接線是否清楚，節(jié)約？5接線是否符合工藝要求？10是否能夠按時完成？5文明生產遵守機床安全操作規(guī)程，設備場地整潔5合作性能否配合團隊協(xié)作完成任務？5其他項目是否能夠提出簡單可行的獨創(chuàng)性維修意見并順利實施？5發(fā)生重大事故，嚴重違反工藝原則和情節(jié)嚴重的野蠻操作等，由教師決定取消其實操資格，該單項考核不得分。學習內容測試基本繼電控制低壓電器、電氣原理圖閱讀10PLC控制梯形圖、PLC基礎、時序圖15氣、液常識氣動常識、液壓常識5總分100五、教學實施條件1．師資基本條件（1）參與本課程建設，有較強的課程教學組織與規(guī)劃能力；（2）較全面地掌握本課程的相關理論知識，做到理論與實踐知識融會貫通；（3）有較強的實踐操作技能，至少達到相應職業(yè)資格高級工水平。2．實踐教學條件實訓場地面積應達1000m2左右，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控系統(tǒng)實驗臺、數(shù)控維修實訓系統(tǒng)等先進教學儀器設備，并配備相應的電氣工具50套左右，可同時容納50人進行實訓。實訓室應具有企業(yè)真實工作氛圍，生產性實訓比例不低于75%。實訓室主要設備配臵見表10。表10校內實訓教學條件一覽表實訓場地名稱主要設備配臵主要功能數(shù)控機床裝調實訓室數(shù)控車床3臺數(shù)控銑床1臺電切削機床1臺