1、自動控制系統(tǒng)概論課程教學(xué)大綱課程名稱：自動控制系統(tǒng)概論英文名稱：Introduction to Automatic Control System課程編號：081050203課程性質(zhì)：選修學(xué)分/學(xué)時：1.5/24。理論24學(xué)時適用專業(yè)：采礦工程任課學(xué)院、系部：電氣工程學(xué)院 電氣工程系 通過對本課程教學(xué)進(jìn)行整體設(shè)計，將學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)要求傳遞給學(xué)生，用大綱來指導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行有目的的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)。本大綱將落實“以學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)上“忙起來”，在學(xué)習(xí)效果上“實起來”。一、課程簡介課程定位：自動控制系統(tǒng)概論是采礦工程專業(yè)主干課程之一，主要研

2、究煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣自動控制，使采礦專業(yè)的學(xué)生掌握當(dāng)前礦井的自動控制系統(tǒng)的基本組成及方式，控制器的工作原理等。該課程為智能開采奠定一定的技術(shù)支撐與理論基礎(chǔ)。課程內(nèi)容：礦用電動機(jī)基本控制線路的設(shè)計，PLC的工作原理、PLC控制系統(tǒng)的基本組成、采煤機(jī)控制系統(tǒng)組成、采煤機(jī)的智能化開采工作方式及基本工作原理、液壓支架的PLC控制系統(tǒng)的組成及基本原理、礦井提升設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)組成及調(diào)速的基本原理、礦用電機(jī)車的電氣控制系統(tǒng)組成及基本工作原理。學(xué)習(xí)成效：本課程按任務(wù)引領(lǐng)、項目驅(qū)動的方式，使學(xué)生建立煤礦機(jī)械設(shè)備自動控制系統(tǒng)方面的基本理論知識，通過以學(xué)生為主體的教、學(xué)、做一體的教學(xué)方法實施教學(xué)內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生

3、掌握相關(guān)專業(yè)知識、具備與實際工作密切相關(guān)的工程能力同學(xué)，注意培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。先修課程：電工電子技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)、礦山機(jī)械等二、學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求“學(xué)習(xí)目標(biāo)”指的是學(xué)生的學(xué)習(xí)要達(dá)到的目標(biāo)，教師要指導(dǎo)、協(xié)助、示范和推動學(xué)生積極主動的學(xué)，從“記住、理解”的低階學(xué)習(xí)邁向“應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造”的高階學(xué)習(xí)，以實現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017年11月修改），自動控制系統(tǒng)概論課程學(xué)習(xí)目標(biāo)對采礦工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點分解學(xué)習(xí)目標(biāo)支撐強(qiáng)度2.問題分析：能夠運用專業(yè)技能識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析采礦工程與智能開采技術(shù)中的實際問題

4、，以獲得有效結(jié)論。2.3 能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、分析復(fù)雜采礦工程與智能開采問題，以獲得有效結(jié)論學(xué)習(xí)目標(biāo)1：了解自動控制系統(tǒng)的一般概念與基本組成，理解煤礦常用控制設(shè)備的基本工作原理；學(xué)習(xí)目標(biāo)2：熟悉電氣控制的基本知識、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系統(tǒng)的組成；了解采煤機(jī)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，理解采煤機(jī)定位方法、記憶割煤、自適應(yīng)滾筒調(diào)高、透明工作面、規(guī)劃開采等概念和方案H3.設(shè)計/：開發(fā)解決方案：能夠針對采礦工程領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理問題提出解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.1 能夠利用機(jī)

5、械、電工核心技術(shù)原理，設(shè)計采礦工程特定生產(chǎn)單元結(jié)構(gòu)和操作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)3：掌握常用礦井提升機(jī)的組成、工作原理和控制過程；掌握礦用電機(jī)車常用電控系統(tǒng)的組成、原理以及檢修方法，掌握液壓支架的工作原理，控制系統(tǒng)組成及其控制原理。了解液壓支架控制的改進(jìn)方案。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與各項畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。三、學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)自動控制系統(tǒng)概論課程采用煤礦機(jī)電設(shè)備電氣自動控制教材，結(jié)合專業(yè)的特點，按照任務(wù)引領(lǐng)、項目驅(qū)動的方式，因材施教。采用課堂講授為主、討論和答辯為輔的方式，以測驗和作業(yè)為輔；將充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，調(diào)動學(xué)生積極性，提高教學(xué)效率。本課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識單元與培養(yǎng)環(huán)節(jié)見表

6、2。表2 學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識單元與培養(yǎng)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識單元培養(yǎng)環(huán)節(jié)授課討論課程設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)1：了解自動控制系統(tǒng)的一般概念與基本組成，理解煤礦常用控制設(shè)備的基本工作原理；控制系統(tǒng)的基本概念與發(fā)展常見礦用低壓電器的基本工作原理 礦用電動機(jī)的基本控制系統(tǒng)組成及工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)2：熟悉電氣控制的基本知識、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系統(tǒng)的組成；了解采煤機(jī)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，理解采煤機(jī)定位方法、記憶割煤、自適應(yīng)滾筒調(diào)高、透明工作面、規(guī)劃開采等概念和方案采煤機(jī)的基本結(jié)構(gòu)采煤機(jī)控制系統(tǒng)組成采煤機(jī)智能化1-采煤機(jī)位姿感知采煤機(jī)智能化2-采煤機(jī)的記憶截割、自適應(yīng)調(diào)高采煤機(jī)智能化3-透明工作面與開采規(guī)劃學(xué)習(xí)目

7、標(biāo)3：掌握常用礦井提升機(jī)的組成、工作原理和控制過程；掌握礦用電機(jī)車常用電控系統(tǒng)的組成、原理以及檢修方法，掌握液壓支架的工作原理，控制系統(tǒng)組成及其控制原理。了解液壓支架控制的改進(jìn)方案。提升絞車的繼電器控制TKDA單繩提升控制系統(tǒng)的組成及工作原理PLC控制的礦井提升機(jī)電氣系統(tǒng)組成及原理，液壓支架的組成及工作原理，液壓支架的自動控制原理及實現(xiàn)，液壓支架的自動控制原理及實現(xiàn)布置一次課堂討論通過查閱相關(guān)資料，了解前礦井的自動控制系統(tǒng)的基本組成及方式，控制器的工作原理等，完成控制系統(tǒng)分析的PPT答辯和質(zhì)疑。四、課程知識單元、知識點及學(xué)時分配自動控制系統(tǒng)概論將以基本概念、基本原理為重點，側(cè)重于系統(tǒng)組成和工作

8、過程、特性分析的理解和掌握。根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017年11月修改）的要求，自動控制系統(tǒng)概論知識單元、知識點與學(xué)時分配見表3。表3 知識單元、知識點與學(xué)時分配知識單元知識點學(xué)時分配學(xué)習(xí)目標(biāo)序號描 述序號描 述線下線上1第一章緒 論1控制系統(tǒng)的基本概念與發(fā)展622常見礦用低壓電器的基本工作原理 3礦用電動機(jī)的基本控制系統(tǒng)組成及工作原理2第二章 PLC的結(jié)構(gòu)、類型及基本工作原理1電氣控制基本知識212PLC基本結(jié)構(gòu)、工作原理3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計3第三章采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能1采煤機(jī)的基本結(jié)構(gòu)4122采煤機(jī)控制系統(tǒng)組成3采煤機(jī)智能化1-采煤機(jī)位姿感知4采煤機(jī)智能化2-采煤機(jī)的記憶截割、自適

9、應(yīng)調(diào)高5采煤機(jī)智能化3-透明工作面與開采規(guī)劃4液壓支架的自動控制1液壓支架的組成及工作原理液壓支架的自動控制原理及實現(xiàn)432液壓支架的自動控制原理及實現(xiàn)5第五章礦井提升機(jī)的電氣控制1提升絞車的繼電器控制432TKDA單繩提升控制系統(tǒng)的組成及工作原理3PLC控制的礦井提升機(jī)電氣系統(tǒng)組成及原理6第六章 礦用電機(jī)車電氣控制系統(tǒng)1有觸點電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理422無觸點電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理3電機(jī)車電控系統(tǒng)維護(hù)與檢修方法13合計2410五、考核方案及考核權(quán)重基于自動控制系統(tǒng)概論學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點的關(guān)聯(lián)性，制定本課程質(zhì)量評價方法。課程考試考核總成績由平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)、過程考核成績和結(jié)課考試

10、成績?nèi)糠纸M成，這種考核方式可大大促進(jìn)學(xué)生對日常教學(xué)環(huán)節(jié)中知識積累、掌握和應(yīng)用的重視程度，促進(jìn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出?？荚嚳己朔桨讣皺?quán)重見表4。表4 考核方案及考核權(quán)重學(xué)習(xí)目標(biāo)知識單元支撐章節(jié)考核環(huán)節(jié)權(quán)重合計結(jié)課報告過程考核SPOC及平時考核權(quán)重課程討論課后作業(yè)課堂測試討論區(qū)SPOC學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1：了解自動控制系統(tǒng)的一般概念與基本組成，理解煤礦常用控制設(shè)備的基本工作原理；常見礦用低壓電器的基本工作原理 礦用電動機(jī)的基本控制系統(tǒng)組成及工作原理10%5%5%20%學(xué)習(xí)目標(biāo)2：熟悉電氣控制的基本知識、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系統(tǒng)的組成；了解采煤機(jī)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，理解采煤機(jī)定位方法、記憶割煤、自適應(yīng)滾筒調(diào)高、透明工作面、規(guī)劃開采等概念和方案采煤機(jī)的基本結(jié)構(gòu)采煤機(jī)控制系統(tǒng)組成采煤機(jī)智能化1-采煤機(jī)位姿感知采煤機(jī)智能化2-采煤機(jī)的記憶截割、自適應(yīng)調(diào)高采煤機(jī)智能化3-透明工作面與開采規(guī)劃40%10%5%學(xué)習(xí)目標(biāo)3：掌握常用礦井提升機(jī)的組成、工作原理和控制過程；掌握礦用電機(jī)車常用電控系統(tǒng)的組成、原理以及檢修方法，掌握液壓支架的工作原理，控制系統(tǒng)組成及其控制原理。了解液壓支架控制的改進(jìn)方案。提升絞車的