《机电一体化技术基础》教案56

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！2020～2021学年第1学期教案邵洪强任课班级:1715、1716周课时数：6课时/周教案课题序号授课时间授课班级授课形式讲授、练习2课时授课章节学习任务一了解计算机控制系统名称掌握计算机控制系统的组成和计算机在控制中的应用方式教学目标教学重点计算机控制系统的组成更新、补充、删节内容授课主要内容或板书设计将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的计算机控制系统，计算机硬件的主要组成：由中央处理器、时钟电路、内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件，操作台是人—机对话的联系纽带，操作人员可通过操作台向计算机输入和修改控制参数，发出各种操作命令；通用外围设备主要是为了扩大计算机主机的功能而配置的。Ｉ／Ｏ接口与Ｉ／Ｏ通道是计算机主机与外部连接的桥梁，常用的Ｉ／Ｏ接口有并行接口和串行接口。传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量，如热电偶把温度变成电压信号，压力传感器把压力变成电信号等。根据计算机在控制中的应用方式，可以把计算机控制系统划分为四类，它们是：操作指导控制系统，直接数字控制系统，监督计算机控制系统和分级计算机控制系统。教学程序教学手段与方教学内容法多媒体讲解学习任务一了解计算机控制系统计算机控制系统的组成：多媒体讲解计算机硬件的主要组成：操作台是人—机对话的联系纽带，操作人员可通过操作台向计算机输入和修改控制参数，发出各种操作命令；计算机可向操作人员显示系统运行状况，发出报警信号。操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、声讯器、数字显示器或ＣＲＴ显示器等。通用外围设备主要是为了扩大计算机主机的功能而配置的。它们用来显示、存储、打印、记录各种数据。硬盘及外存储器等。Ｉ／Ｏ接口与Ｉ／Ｏ通道是计算机主机与外部计算机只是对生产过程的参数进行采集，然后根据一定的ＳＣＣ＋ＤＤＣ的控制系统。这是一种二级控制系统，ＳＣＣ可采用较高档的计算机，它与ＤＤＣ计算机完成工1、计算机控制系统的组成2、计算机硬件的主要组成小结作业教案课题序号学习任务二学习计算机控制系统的接口名称教学重点接口方式的分类及教学难点机电一体化系统对接口的要求更新、补充、删节内容授课主要内容或板书设计学习任务二学习计算机控制系统的接口接口，就是用于完成计算机主机系统与外部设备之间，不同制式、不同类型的信息交换的设备。接口有通用和专用之分，外部信息的不同，所采用的接口方式也不同，一般可分为如下几种：人机通道及接口技术：检测通道及接口技术：控制通道及接口技术：系统间通道及接口技术：机电一体化系统对接口的要求是：能够输入有关的状态信息，并能够可靠地传送相应的控制信息；能够进行信息转换，以满足系统对输入与输出的要求；具有较强的阻断干扰信号的能力，以提高系统工作的可靠性。１.并行、串行Ｉ／Ｏ接口数据传送方式所谓Ｉ／Ｏ接口也就是输入／输出接口。根据信号传输方式的不同，一般可分为并行和串行两种方式。教学手段与方法教学内容多媒体讲解导入学习任务二学习计算机控制系统的接口多媒体讲解１.并行、串行Ｉ／Ｏ接口数据传送方式位）或字（１６位）为单位进行数据传输，指采用并行传输等，一直至较复杂的ＳＣＳＩ或ＩＤＥ并行接口，种类有数十种。通常所说小结串行通2、机电一体化系统对接口的要求3、根据信号传输方式的不同的分类、接口方式不同的分类2、机电一体化系统对接口的要求教案课题序号名称教学重点工控机与普通计算机的区别教学难点常用工控机的使用更新、补充、删节内容授课主要内容或板书设计学习任务三了解工业常用控制计算机1.工控机是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。工业控制计算机是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的设备总称，（１）工业电脑ＩＰＣ教学手段与方法教学内容多媒体讲解导入多媒体讲解（１）工业电脑ＩＰＣＩＰＣ（ＩｎｄｕｓｔｒｙＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）即基于ＰＣ总线的工业电脑，如图５－１８所示。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行并通过数字或模拟式输入／输出控制各种类型的自动控制系统。ＰＬＣ自２０世纪６０年代由美国推出以取代传统继电器控制装置以来，得到了快速发展，在工业控制领域得到了广泛应用。图５－１９所示为不同的ＰＬＣ实物和ＰＬＣ控制系统。图５－２０是ＰＬＣ通过接口进入ＰＣ，经ＰＣ处理后产生控制信号，通过输出接口送给线圈、继电器、指示灯、电动机等输出装置。ＰＬＣ的特点如下：③积木式组合：尤其是模块式ＰＬＣ，除了电源模块和ＣＰＵ模块之外，其他模块可以根据需要变化和增减，运用起来十分方便。（３）单片微计算机及嵌入式系统（４）分散型控制系统（ＤＣＳ）①机械结构规范：模块尺寸、总线插头、总线接插件以及安装尺寸均有统一规定。下面，就以ＳＴＤ总线为例，简述工业控制总线的结构。ＳＴＤ总线的主要技术特点如下：②严格的标准化，广泛的兼容性。③面向Ｉ／Ｏ的设计，适合工业控制应用。④高可靠性。４、工业控制计算机的总线2、工控机与普通计算机相比必须具有以下特点3工业控制计算机的总线小结作业教案课题序号学习任务一认识可靠性名称掌握可靠性定义的三个规定及增强可靠性的主要措施课外作业教学后记授课主要内容或板书设计学习任务一认识可靠性可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。“规定条件”“规定时间”“规产品在设计、应用过程中，不断经受自身、外界气候环境及机械环境的影响，为了能够正常工作，这就需要以试验设备对其进行验证，这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检３个部分。２.增强可靠性的主要措施机电设备的可靠性可用可靠度Ｒ来表示，由此可见，为了提高整个机电一体化设备的可靠性，必须对其各组成部分进行分析，提高各组成部分的可靠性，找出薄弱环节，改善设计方法，合理配置结构，必要时对重要部分可以采用冗余设计。教学手段与方法教学内容多媒体讲解导入学习任务一认识可靠性一型号的汽车在高速公路和在崎岖的山路上行驶，其可靠性的多媒体讲解２.增强可靠性的主要措施小结.作业１.什么是可靠性２.增强可靠性的主要措施１.什么是可靠性２.增强可靠性的主要措施教案课题序号名称掌握形成干扰的三个要素分类和形式以及一般抗干扰的措施教学重点形成干扰的三个要素分类和形式教学难点一般抗干扰的措施更新、补充、删节内容授课主要内容或板书设计学习任务二认识抗干扰技术（２）传播途径４.一般抗干扰的措施抑制干扰的措施很多，主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法。教学手段与方法教学内容多媒体讲解导入多媒体接收载体是指受影响的设备的某个环节，该环节吸收了干讲解扰信号，并转化为对系统造成影响的电器参数。接收载体不能（２）磁场耦合干扰共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口端的共有Ｄ转换器，Ａ／Ｄ转换器的两个输入端上即存在公共的电压干扰。由于输入信号源与主机有较长的距离，输入信号Ｕｓ的参考接地点和计算机控制系统输入端参考接地点之间存在电位差Ｕｃｍ。这个电位差就在转换器的两个输入端上形成共模干扰。以计算机接地点为参考点，加到输入点Ａ上的信号为Ｕｓ＋Ｕｃｍ，加到输入点Ｂ上的信号为Ｕｃｍ。４.一般抗干扰的措施（２）隔离光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端之间进行信号传输，５.正确接地在抗干扰中的作用接地的目的有两个，一是为保护人身和设备安全，避免雷击、漏电、静电等危害。此类地线称为保护地线，应与真正大地连接。另一个是为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参考零电位。传输信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小与该基准电位相比对设备进行屏蔽时在很多情况下只有与接地相结合，地环路和屏蔽接地４种。（１）地的分类工程师在设计电路时，为防止各种电路在电路正常工作中产生互相干扰，将电路中“零电位”———“地”分为不同的种类，比如按模拟地，按功率分为信号地、功率地、电源地等，按与大地的式在电路中应用、设计和考虑也不相同，应根据具体电路分别进行设置。该部分电路的电平是相对于自己“地”的电位。常用在小信号的提取系统或者强电和弱电混合系统中。其优点是该电路不受系统中电气和干扰的影响；缺点是该电路易受寄生电容的影响，而使该电路的地电位变动和增加对模拟电路的感应干扰。由于该电路的地与系统地没有连接，易产生静电积累而导致静电放电，可能造成静电击穿或强烈的干多点接地所需地线较多，一般适用于低频信号。若电路工作频率较高，电感分量大，各地线间的互感耦合会增加干扰。如图６－２１所示，壳等金属构件上。（１）软件滤波所谓软件滤波，就是通过一定的计算或判断程序，减少干扰在有用信号中的比重，实质上是通过程序来滤波。与模拟滤波器相比，软件滤波的优点主要有：（３）软件“看门狗”当侵入的尖锋电磁干扰使计算机“飞程序”时，ＷＡＴＣＨＤＯＧ能够帮助系统自动恢复正常运行。中常用的单片机嵌入式系统，由于干扰引起的误动作多是偶发性的，因而应采取某种措施使这种偶发的误动作不致直接影响系统的运行。因此，在总常的方式是在硬件上设置某些自动监测电路，这主要是为了对一些薄弱环节加强监控，以便缩小故障范围，增强整体的可靠性。③合理布局。合理布局的基本原则是使干扰源与干扰对象尽可能远离，输入和输出端口妥善分离，高电平电缆及脉冲引线与低电平电缆分别敷设等。４.一般抗干扰的措施５.正确接地在抗干扰中的作用６.软件抗干扰设计７.提高系统抗干扰能力的措施3正确接地在抗干扰中的作用教案课题序号2.2机电设备的维护保养名称掌握机电设备中应注意的问题、操作维护规程、机电设备的维护课外作业教学后记授课主要内容或板书设计2.2机电设备的维护保养2.操作维护规程的基本内容2.2.3机电设备的维护教学手段与方法教学内容多媒体讲解导入2.2机电设备的维护保养2.2.1机电设备使用中应