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(共38张PPT)
第29课 避免故障保安全
过程与控制（六年级）
避免故障保安全
01
了解造成控制系统故障的表现与危害。
学习目标
02
了解一些控制系统在安全防护方面的设计。
03
初步具备控制系统安全防范功能的设计意识。
问题情景
避免故障保安全
空调功率过大会引发跳闸
学习内容
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
01
02
避免故障保安全
1. 控制系统故障的表现与危害有什么？
2. 控制系统如何设计安全性能？
避免故障保安全
案例分析：
避免故障保安全
1986年挑战者号航天飞机爆炸。
案例分析：
避免故障保安全
2024年美国联合航空公司一架客机起飞后遇到襟翼故障紧急返航。
系统中任何一个模块、任何一个零件都是极其重要的，它们强大的安全性能，才能实现整个控制系统的正常。
避免故障保安全
一个控制系统的正常运行，除了要求使用者严格遵守控制系统的使用规章制度，还要求控制系统本身具备相应功能，最大限度避免各种仪器仪表、电路、开关、发动机等硬件的故障。控制系统的任何一个部件发生故障，都可能导致整个系统无法正常运行。
一、控制系统的正常运行
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
避免故障保安全
二、故障的分类：硬件故障和软件故障
硬件故障
传感器故障
机械部件故障
电源线路故障
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
避免故障保安全
二、故障的分类：硬件故障和软件故障
软件故障
操作系统安装错误
参数设置错误
病毒入侵
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
学习活动 1：讨论交流你遇到过的控制系统故障
回顾自己在使用一些家用电器时是否遇到过故障。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
回顾自己在使用一些家用电器时是否遇到过故障。如果有，请说给同学听听；如果没有，请根据下一页的表格提示，上网搜索相关资料，了解这些设备可能会发生的故障。
避免故障保安全
控制系统及其故障分析表
控制系统 故障现象 故障原因
空调
冰箱
台灯
智能门锁
不制冷、频繁启停
制冷效果差、噪音大
不亮、灯光闪烁
无法开锁、指纹识别失败
制冷剂泄漏、温控器失灵
制冷剂不足、压缩机磨损
灯泡损坏、线路接触不良
电池没电、传感器故障
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
避免故障保安全
冰箱使用说明书
安全注意事项
1.首次使用前静置冰箱4-6小时（运输后需让制冷剂回流稳定）。
2.电源电压需稳定（220V±10%），建议使用独立插座，接地线。
3.远离热源（如灶具、暖气），两侧及背部预留10cm以上散热空间。
4.勿存放易燃易爆物品，玻璃瓶装饮料勿冷冻以防爆裂。
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
2024年3月23日，台湾高雄一家铝制工厂在灌模作业时，疑似控制系统异常，降温水量不足，铝水接触发生爆炸，致2死6伤。
案例分析：
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讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
通过前面的学习，我们知道了控制系统会发生故障，从设计开发的角度出发，自然会让控制系统具备自我保护功能，那他们是怎么做的呢？
避免故障保安全
学习活动 2：了解控制系统避免故障的自我保护设计
自主阅读和绘制自我保护功能的设计。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
一、自主阅读
通过在控制系统内部安装保护功能模块，使得整个控制系统在运作时有一个良好的自我保护功能，确保控制系统的稳定运行和安全使用。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
一、自主阅读
控制系统会出现故障，就像人体会生病一样。一个抵抗力强、自我保护意识强的人往往不容易生病，即使生病了也会很快恢复。同样，一个控制系统的安全性能越高，它的自我保护能力也就越强。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
自我保护功能在各个控制系统中分别起到了什么作用？
避免故障保安全
生活实例
照明系统：如果电流超过额定数值，系统会自动“跳闸”，电路自动断开，保护了电路设备不被烧坏。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
空调室外机：在运行时，会通过传感器检测室内外温度，如果温度过高，就会触发温度保护，自动停机保护，避免空调出现故障。
避免故障保安全
生活实例
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
电梯：如果烟雾过浓，烟雾传感器会触发电梯消防迫降功能，电梯接收到危险信号会迫降至指定位置停止运行，这是电梯的自我保护行为。
避免故障保安全
生活实例
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
二、绘制功能模块的工作示意图
空调室外机一般具有高温自我保护功能，请搜索资料了解该功能实现的原理，然后绘制功能模块的工作过程示意图。
关于高温自我保护功能的实现，温度检测装置必不可少
避免故障保安全
输入
输出
空调停止运行或保持运行
检测到的室
外温度数据
计算
室外温度数据与设定的阈值比较，生成指令
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
控制系统的自我保护功能既保护了自身，也保护了使用者。
高压锅盖上的各种安全设计细节：
防爆限压阀
警报阀
安全自锁阀
安全防堵网
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讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
电梯的防夹功能：人们只要站在电梯门附近，电梯门就会保持开的状态。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
速度感应自动落锁功能：汽车提速后，车门会自动上锁，防止车门被不慎打开。
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讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
电吹风的过温保护器：能在温度超过安全范围时自动断电，避免过热引发火灾。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
高压锅的止开阀：保证了只有在锅内外压力平衡时，锅盖才能打开，以防锅内高压把食物溅出。
避免故障保安全
讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
随着对智能种植大棚的深入使用，种植户慢慢发现大棚安全性能上的不足，于是想增加一些安全保护措施，保证大棚基础设施的安全。
如果请你做设计师，你会给种植大棚设计一个什么样的“自我保护”模
块？请参考前面所学的知识，绘制该模块的工作过程示意图。
拓展与提升
避免故障保安全
提示：1.室外温度过低保护模块 2.室外温度过高保护模块
3.系统电流过大保护模块 4.水泵压力过大保护模块
智能种植大棚可能会遇到哪些无法应对的意外情况？
避免故障保安全
某年冬天异常寒冷，温度控制系统无法应对极度低温，这就需要提前预警，让温度控制系统停止工作并启动紧急措施。
情景假设：
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讨论交流你遇到过的控制系统故障
了解控制系统避免故障的自我保护设计
整理课堂上讨论过的各种控制系统故障案例，包括故障现象、原因以及可能造成的危害，以表格形式呈现，每种控制系统至少列举两个案例。
课后作业
避免故障保安全
02
掌握故障检测诊断、权限管理等保障系统安全的设计方法。
课堂总结
01
认识控制系统故障表现，知晓其会造成生产中断等危害。
03
明白控制系统自我保护设计的原理和意义。
避免故障保安全
谢 谢
THANK YOU
Thanks!
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