Методическая разработка открытого урока «Изучение работы схем управления», «Создание папки типовых элементов с использованием программы КОМПАС - 3D V7» по предмету «Электрический привод» с применением Информационных технологий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАМЕНСК­УРАЛЬСКИЕ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА по теме «ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ», «СОЗДАНИЕ ПАПКИ  ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С  ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ  КОМПАС ­3D V7». по предмету «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД » для специальности «ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ  ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО  ОБОРУДОВАНИЯ». тип урока: БИНАРНЫЙ УРОК. Разработали преподаватели Проверили  Преподаватель, комиссии Преподаватель, комиссии АСОИУ   председатель   председатель Свиридова Г.К., Кондрашова Ю.В. Свиридова Г.К. Ашмарина В.Ф. 1.1.Введение. 2007 Технические   средства   обучения   и   аудио–,   видеотехнологии,   относящиеся   к средствам динамической проекции представления учебной информации, всегда играли огромноую   роль   в   ускорении   освоения   знаний,   качестве   восприятия,   организации учебно–тренировочных и исследовательских занятий. В   последнее   время   в   учебном   процессе   стали   интенсивно   использоваться аудиовизуальные технологии. Они, несомненно, способствуют смещению в  обучении акцента с деятельности преподавателя на деятельность учения. Особенность   обучения   современности   состоит   в   активном   применении компьютерных мультимедиа средств обучения и телекоммуникаций.     Практика показала, что именно компьютер стал универсальным средством для предъявления   информации,   а   многообразие   программного   обеспечения   даёт возможность   включить   в   любой   учебный   модуль   компьютерную   интерпретацию учебного   материала   и   как   самостоятельный   фрагмент,   и   как   отдельный   эпизод. Компьютерные   средства   обеспечивают   обратную   связь   в   интерактивном   режиме, учитывается индивидуальный темп работы конкретного студента. Компьютер можно использовать   при   организации   разнообразных   форм   занятия.   Это   практические занятия, зачёты, экзамены, самостоятельная работа студентов.    Преподавание учебного материала с применением компьютера базируется на:   использование   фрагментов,   содержащих   примеры   последних  демонстрации   связи   обучения   с   практической   деятельностью,   расширении жизненного и профессионального опыта студентов;  научности   ­   достижений современной науки;  системности и последовательности  ­  выстраивание  учебной информации с учётом межпредметных   связей   при   формировании   целостного   воспрятия   будущей профессиональной компетентности; 2  наглядности – активизация процесса восприятия через предъявление объектов в различных ракурсах. В рамках дисциплины «Информационные технологии» были изучены технологии проектирования с использованием программы КОМПАС 3D­V7. В том числе изучены возможности   использования   библиотеки   «Электроника»   и   «Элекротехника». Практически были рассмотрены варианты создания некоторых схем, в том числе и изучаемые   в   рамках   спецпредметов   «Электртрические   машины»,   «Электрические аппараты», «Электрический привод». В рамках дисциплины «Электрический привод» релейно – контакторные схемы составляют значительную часть в системах управления электроприводами. Поэтому чтение схем, собранных на базе электромеханических аппаратов управления, являются для любого электрика обязательными навыками профессиональной деятельности. Изображение этих схем должно выполняться с соблюдением ГОСТ в условно­ графическом исполнении.  Это требует большой, кропотливой работы с применением линеек и трафарета. Современные компьютерные технологии облегчают эту задачу конструкторам. Бинарный   урок   —   это   урок,   объединяющий   вокруг   одной   темы   материал нескольких   предметов.   Преимущества   этого   урока   в   том,   что   он   способствует информационному обогащению содержания обучения, мышления, чувств учащихся, в нем  ярко   прослеживаются   межпредметные   связи.  Здесь  важно  определить   главную цель урока: сведения из предметов даются только те, которые необходимы для ее реализации. Поэтому   выбранная   форма   урока   наглядно   демонстрирует   необходимости видения   студентами   межпредметных   связей   и   практического   синтеза   знаний   и навыков, полученных на каждом этапе обучения. Такой подход, несомненно, способствует формированию общепрофесииональных требований   к   образованности   выпускника,   стремленю   к   самообразованию   и самосовершенствованию. 3 1.2. Оглавление. 1.3.Основная часть 1.3.1. Тема:  «Изучение   работы   схем   управления»,   «Создание   папки   типовых   элементов   с использованием программы Компас ­ 3D V7». 1.3.2. Вид урока:   бинарный. 1.3.3. Тип урока:   комбинированный. 1.3.4. Цели урока:  1.3.4.1. Обучаючающие:   Освоение навыков чтения релейно – контакторных схем управления;  Закрепление   знаний   условно   –   графических   обозначений   элементов электрических схем;  Систематизация знаний и навыков, полученных в процессе изучения режимов работы двигателей в рамках дисциплины «Электрический привод»; программы Компас ­ 3D V7 в рамках дисциплины «Информационные технологии»;  Закрепление   умений   использовать   менеджер   библиотек   Компас­   3D  V7   для проектирования электрических схем. 1.3.4.2. Воспитательные:  Видеть перспективы изучения дисциплин и синтезировать полученные знания, умения и навыки;  Использовать свои интеллектуальные резервы для освоения профессиональных навыков;  Использовать   информационные   технологии   для   самообразования,   обработки данных производственных технологий;  Видеть   перспективы   использования   Информационных   технологий   для профессионального роста. 4 1.3.4.3. Развивающие:  Уметь   воспринимать   информацию   из   разных   источников,   в   различной интерпретации;  Осмысленно   применять   свои   знания   для   представления     информационных моделей в нужном виде;  Развивать творческое мышление. 1.3.5. Оборудование.  Плакаты;  Действующая установка релейно – контакторной схемы;  Раздаточный материал;  Учебники. 1.3.6. Техническое оснащение:  Компьютер;  Проектор; 1.3.7. Программное обеспечение  операционная система Windows 2003;  КОМПАС 3D – V7. 1.3.8. Наглядность  Презнтация: «Типовые схемы управления»  Презентация: «Интерфейс КОМПАС 3D­V7» 1.3.9. План урока. 1) Организационный момент. 2) Активизация деятельности. 3) Фронтальный опрос:  Перечислить элементы, используемые в схеме;  Ответить на вопросы по ранее рассмотренной схеме.  Составить рассказ о работе схемы. 4) Изучение схемы управления асинхронным двигателем, обеспечивающей его  прямой пуск и динамическое торможение в функции времени. 5 5) Составление краткого конспекта работы рассмотренной схемы. 6) Практическая работа. «Моделирование схемы управления двигателем для  составления материалов альбома типовых схем в Компас ­ 3D V7». 7) Составление описаний для типовых схем.  8) Подведение итогов. 1.3.10. Ход урока 1.3.10.1. Организационный момент. Сегодня мы с вами проводим урок по дисциплине «Электрический привод» в лаборатории «Информационных технологий». Это обусловлено тем, что гармоничное развитие   специалиста  XXI  века   немыслимо   без   применения   компьютерных технологий. Ваша задача как конкурентно способного выпускника   видеть   перспективы   изучения   дисциплин   и   синтезировать   полученные   знания, умения и навыки;   использовать   свои   интеллектуальные   резервы   для   освоения   профессиональных навыков;   использовать информационные технологии для самообразования, обработки данных производственных технологий;   видеть   перспективы   использования   Информационных   технологий   для профессионального роста. Наше занятие можно разделить на два главных этапа: I этап. По дисциплине «Электрический привод». Изучение работы схем управления. Зачет по данному разделу предусматривает отчёт по готовой папке типовых схем и их описаний, которые вы выполняете в компьютерном варианте и распечатываете. II этап. Прктическая работа: «Создание папки типовых элементов с  использованием программы КОМПАС ­3D V7». 1.3.10.2. Активизация деятельности. На проекционной доске показываются типовые схемы. 6 Прежде чем приступить к основной теме, ответьте на вопросы на карточках, которые вы получили на начало урока: 1. Какие виды возбуждения в ДПТ вы знаете? 2. Каково назначение обмотки возбуждения? 3. Каково назначение пускового реостата? 4. В предложенной схеме найти катушку контактора, реле. 5. Определить количество главных и блокировочных контактов контактора. 6. В чем разница между контактором и реле управления? 7. Каково назначение реле времени? 8. Действием какого элемента схемы осуществляется пуск двигателя? Слайд 1 Слайд 2 Слайд 4 Слайд 6 1.3.10.3. Фронтальный опрос:  Составить рассказ о работе схемы. а) Слайд 11 (коллективный ответы); 7 Слайд 11 1) Какие функции выполняет данная схема управления? 2) С какой цель предусмотрен двухступенчатый пуск двигателя? 3) При каких значениях ЭДС ротора реле напряжения KV втягивает якорь? 4) Какие аппараты запитываются пусковой кнопкой SB1? 5) Опишите последовательность выброса пусковых сопротивлений контакторами  KM3, KM4. 6) Назначение реле времени KT. 7) Каков алгоритм переключения контакторов и реле при нажатии кнопки SB2? б) Слайд 3 (ответ одного студента); в) Слайд 5(ответ одного студента); Слайд 3 1.3.10.4. Изучение схемы управления асинхронным двигателем,  Слайд 5 обеспечивающей его прямой пуск и динамическое торможение в  функции времени. Слайд   7.   Беседа:   Рассмотрим   типовую   схему   управления   асинхронным двигателем, обеспечивающую его прямой пуск и динамическое торможение в функции времени. Пуск двигателя в этом случае осуществляется нажатием кнопки SB1, после чего   срабатывает   линейный   контактор  КМ,  подключающий   двигатель   к   источнику 8 питания. Одновременное замыкание контакта  КМ в  цепи реле времени  КТ  вызовет срабатывание последнего и замыкание его   контакта   в   цепи   контактора   тор­ можения  КМ1,  который тем не менее не   сработает,   так   как   в   этой   цепи разомкнулся   размыкающий   контакт КМ. Для   остановки   АД   необходимо нажать   кнопку  SB2.  Тогда   контактор КМ  отключится   и,   разомкнув   свои контакты   в   цепи   статора,   отключит   двигатель   от   сети   переменного   тока. Одновременно с этим замкнется контакт  КМ  в цепи аппарата  КМ1  и разомкнётся контакт КМ в цепи реле КТ, что приведет к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от выпрямителя  V  через резистор  Rт и переводу двигателя в режим динамического торможения. Реле   времени  КТ,  потеряв   питание,   начнет   отсчет   выдержки   времени.   Через некоторый интервал времени, соответствующий времени останова двигателя, реле КТ разомкнет свой контакт в цепи контактора КМ1, тот отключится и прекратит подачу постоянного тока в цепь статора. Схема вернется в исходное положение. Интенсивность   динамического   торможения   регулируется   резистором  RT  ,  с помощью   которого   устанавливается   необходимый   постоянный   ток   в   статоре двигателя. Для   исключения   возможности   одновременного   подключения   статора   к источникам переменного и постоянного токов в данной схеме используется типовая блокировка с помощью размыкающих контактов КМ и КМ1, включенных перекрестно в цепи катушек этих аппаратов. Вопросы для закрепления по схеме: 1) В чем суть динамического торможения асинхронного двигателя? 2) Какие аппараты срабатывают при нажатии на копку Пуск; кнопку Стоп? 3) Как регулируется интенсивность динамического торможения? 4) С   какой   целью   выполнены   перекрёстное   включение   размыкающих   блок­ контактов цепи катушек контакторов KM и KM1? 9 5) Какие   аппараты   осуществляют   защиту   от   токов   короткого   замыкания   и перегруза? 1.3.10.5. Составление краткого конспекта работы рассмотренной схемы. Используя материал учебника В.В.Москаленко «Электрический привод» (стр.272, 273) составьте краткий конспект работы рассмотренной схемы. 1.3.10.6. Практическая работа. «Моделирование схемы управления  двигателем для составления материалов альбома типовых схем в  Компас ­ 3D V7». Проектирование любых изделий представляет собой процесс творческий, в ходе которого   человек   ­     проектировщик   рассматривает   несколько   вариантов   решения поставленной задачи, сформулированной в техническом задании. При этом задания могут быть типовыми, основанными на уже ранее реализованных проектах.  Обычно   последовательность   проектирования   от   технического   задания   к комплекту   технической   документации   состоит   из   трёх   этапов   –   эскизного, технического   и   рабочего   проектов.   На   каждом   из   этих   этапов   ЭВМ   эффективно используется как для расчёта, так и для моделирования. Некоторые   САПР   (системы   автоматизированного   проектирования)   являются векторными графическими редакторами, предназначенными для создания чертежей. При   выполнении   чертежей   вручную   с   помощью   карандаша,   линейки   и   циркуля производится   построение   элементов   чертежа   (отрезков,   окружностей   и.т.д.)   с точностью,  которую   предоставляют   чертёжные   инструменты.  Использование   САПР позволяет выполнять чертежи деталей и узлов с очень высокой точностью. С качестве примера САПР в дисциплине «Информационные технологии» мы с вами рассматривали систему КОМПАС – 3D, которая позволяет создавать чертежи в соответствии с российскими стандартами. При   разработке   и   редактировании   чертежа   используется   панель,   которая   по умолчанию   размещается   слева   от   чертежа.   Она   включает   в   себя   пять   вариантов рабочей   панели   («Геометрические   построения»,   «Редактирование»,   «Выделение», «Измерения»,   «Размеры   и   технологические   обозначения»),   каждый   из   которых содержит набор кнопок определённого функционального назначения. 10 Приготовьте ручки и листочки и ответьте на вопросы тестового слайд – фильма: 11 Практическая работа «Создание папки типовых элементов с использованием программы КОМПАС 3D  – V7». Цель: Закрепление умений использовать менеджер библиотек КОМПАС 3D – V7 для проектирования электрических схем. Методические указания к выполнению задания: 1. Общие положения:  При   изображении   схемы   необходимо   руководствоваться   положениями, изложенными в ГОСТ.  Изображение схемы выполнить на формате А4 или А3 предварительно обдумав компоновку.   Графическая чать должна занимать около 75% чертежа.  12  Линии связи между элементами выполняются вертикальными горизонтальными отрезками   минимальной   длины   под   прямым или     углом. Каждый элемент схемы должен иметь буквенно­цифровое   обозначение,   которое проставляется   над   ним,   слева   или   справа   от него. 2. Частная методика. Если   при   выборе   элементов   из   библиотеки необходимый   элемент   не   был   найден,   его   нужно создать руководствуясь самостоятельно,     требованиями   ГОСТ, стандартный инструментарий.   используя   для   этого Возможно выполнить конструктивные преобразования элементов библиотеки. Для этого необходимо:  1. Выделить элемент. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Вызвать контекстное меню элемента, щёлкнув правой кнопкой мыши. Выбрать команду «Разрушить» (иногда требуется выполнить не единожды).  Выполнить преобразование элемента (удалить ненужное). Выделить все элементы преобразованного элемента. Вызвать контекстное меню группы, щёлкнув правой кнопкой мыши. Выполнить команду «Объединить в макроэлемент». 8. Для буквенно­цифрового обозначения используем инструмент «Ввод текста». 13 1.4.Итоги:  Изучили схему управления асинхронным двигателем, обеспечивающей его прямой пуск и динамическое торможение в функции времени.  Составили описания для типовых схем. Выполнили моделирование схемы управления двигателем в Компас ­ 3D V7. Стали участниками бинарного урока и самостоятельно убедились в целесообразном применении  в образовании и самообразовании разнообразных видов деятельности. Ответьте на вопрос: Как   Вы   видете   перспективы   использования   информационных   технологий   для образования и профессионального роста. 1.5.Домашнее задание. Собрать папку типовых схем ­ распечатать. 2 ­ 3 студента – набрать на компьютере описания типовых схем управления.  По учебнику Москаленко А.А. Электрический привод. М: 2004. Рассмотреть схему 1. пуска асинхронного двигателя в одну ступень в функции тока и динамического  торможения в функции скорости. 2. управления двухскоростным асинхроным двигателем. 1.6.Приложения. 1.6.1. Приложение А.Материалы презентации «Типовые элементы». 14 15 1.6.2. Приложение Б. Материалы презентации  «Интерфейс КОМПАС  3D­ V7». 16 17 Самопроверка:   1.6.3. Приложение В. Типовые схемы для практической работы и создания папки типовых элементов. 18 19 20 1.7.Список литературы. 7.1. Электрический привод: Учеб.пособие для сред.проф. образования / В. В.  Москаленко. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 368 с. 7.2. Анализ и синтез систем управления электроприводов постоянного тока/ Под. ред В.А.Елисеева. – М.: Моск. энерг. ин­т, 1984. – 84 с. 7.3.   Элементы   автоматизированного   электропривода   /   Терехов   В.   М.   –   М.: Энергоатомиздат, 1987. – 224с.   Технологии   профессионального   образования: 7.4.   пособие   для студ.высш.учеб.заведений/ Морева Н.А. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. ­   Учеб. 432 с. 7.5.   Новые   педагогические   и   информационные   технологии   в   системе   образования: Учеб.пособие   для   студ.   пед.   вузов   и   системы   повыш.квалиф.кадров/   Е.С.Полат, М.Ю.Бухаркина, М.В.Моисеева, А.Е.Петров; Под ред. Е.С.Полат. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 272 с. 21