《工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術》課程標準

PAGEPAGE5*****學院《工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術》課程標準課程名稱：工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術課程考核性質：考試課時數(shù)：48學分：3適用專業(yè)：機電一體化技術、智能控制技術1.前言1.1課程的性質本課程是高等職業(yè)技術院校自動化類各專業(yè)的一門應用性專業(yè)必修課程，目標是使學生了解工業(yè)控制設備中的網(wǎng)絡通信技術和組態(tài)軟件的畫面程序設計等。本課程以西門子觸摸屏為平臺，介紹HMI組態(tài)技術，主要有畫面組態(tài)、PLC編程、HMI與PLC通信等；以西門子S7-1200PLC為硬件平臺，講解工業(yè)設備通信中的串口通信、以太網(wǎng)通信等相關知識和應用實例，如ModbusRTU、S7通信、開放式用戶通信等。本門課程牢固樹立理論聯(lián)系實際的觀點，擴大學生在現(xiàn)場總線技術、通信技術、網(wǎng)絡技術及組態(tài)軟件技術新知識、新發(fā)展、新應用方面的視野，為今后從事專業(yè)工作打下堅實的基礎。它需要以《電工技術》、《液壓與氣壓傳動》、《檢測與傳感技術》、《PLC應用技術》等課程的學習為基礎。1.2設計思路本課程的設置是依據(jù)機電一體化技術、智能控制技術專業(yè)工作任務與職業(yè)能力分析表中的相應職業(yè)能力要求，并根據(jù)自動控制行業(yè)技術發(fā)展趨勢及其對人才要求的變化進行調整。根據(jù)市場調研和企業(yè)人才需求分析，本專業(yè)畢業(yè)生所從事的工作崗位主要是機電設備的運行、維修和維護等，工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術能力是學生勝任這些崗位所需要的基礎職業(yè)能力之一。西門子PLC在我國的應用較為普遍、也是高職相關課程中選用最多的PLC類型。為不失一般性，在工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術課程中以西門子觸摸屏、PLC為主要平臺，引進相關的串口通信、以太網(wǎng)通信作為學習和實踐的教學內容，同時，組態(tài)軟件應用廣泛，將其與PLC的聯(lián)機調試內容作為教學的主要內容，使得該課程既能滿足專業(yè)相關課程的前后關聯(lián)性，又能使學生了解工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線在工業(yè)分布式系統(tǒng)中的作用，培養(yǎng)學生觸摸屏的使用和編程能力。因此本課程在機電一體化技術、智能控制技術專業(yè)中具有一定的地位，應當作為專業(yè)必修課程。本課程要求打破純粹講述的教學方式，立足于實際能力的培養(yǎng)，實施項目教學以改變學與教的行為,以項目為載體來組織課程內容，轉變?yōu)橐怨ぷ魅蝿諡橹行慕M織課程內容和課程教學，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識，確定了4個典型工作任務，課程內容突出對學生職業(yè)能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行。課程實際項目設計既有在企業(yè)中應用的普遍性和典型性，又能最為有效的促進學生職業(yè)能力發(fā)展，達到本課程的目標。本課程的建設將與業(yè)務規(guī)范、技術先進的機電類企業(yè)緊密合作，遵循學院與企業(yè)“工作任務合作完成”、“工作崗位交替互換”、“工作環(huán)境共建共享”的建設思路，按照課程的實際工作任務、工作過程、工作職責和工作場景進行課程內容的設計、教學模式設計、實施方案設計、共享資源設計、教學隊伍建設和校內外實訓基地建設，使教師和學生置身于知識和職業(yè)活動高度融合的情境之中，培養(yǎng)教師和學生的具體職業(yè)工作能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)。為了更為清楚的表述課程目標，提高課程目標對教學過程的指導價值，本課程采用表現(xiàn)性課程目標表達方法，用學生在相關課程內容掌握中所能表現(xiàn)出的實際行為來表述課程目標。技能要求的基本格式為“能（會）+程度用語+動詞+對象”。本課程所涉及知識掌握的程度用語主要有“了解”、“熟悉”、“掌握”?！傲私狻敝笇χR有基本印象，不要求學生熟記；“熟悉”指能熟練記住所學過的知識，能把它們熟練地復述出來；“掌握”指用事物運行的原理或特定技術操作在實踐中的熟練應用。該門課程為48學時，3學分。2.課程目標通過本課程的學習，學生能了解以太網(wǎng)絡與協(xié)議的原理、設置與應用；現(xiàn)場總線的特點、系統(tǒng)構建方法；觸摸屏使用和編程的基本方法，了解項目的組態(tài)、畫面的組態(tài)、畫面元素的組態(tài)、與PLC的聯(lián)接、趨勢視圖的組態(tài)、報警視圖的組態(tài)和用戶視圖的組態(tài)方法；能熟練操作MCGS軟件，培養(yǎng)觸摸屏編程的基本能力和團隊溝通與協(xié)作能力。2.1職業(yè)能力培養(yǎng)目標：能夠完成觸摸屏的硬件組態(tài)、屬性設置，并實現(xiàn)與西門子1200PLC的網(wǎng)絡連接；根據(jù)要求能夠實現(xiàn)HMI多畫面切換、棒圖動態(tài)顯示、移動動畫顯示等屏畫面顯示效果；能夠使用S7-PLCSIM和西門子WinCC的仿真功能完成HMI與PLC的聯(lián)機調試；能夠根據(jù)故障排查PLC程序或屏畫面故障。熟悉工業(yè)控制現(xiàn)場總線的結構及特點；掌握現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通訊基礎的相關知識；能夠利用串口通信實現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換；能夠利用以太網(wǎng)通信實現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換；能進行離線和在線調試。2.2素質目標具備勤奮學習的態(tài)度，嚴謹求實、創(chuàng)新的工作作風；具備良好的心理素質、職業(yè)道德素質以及高度責任心和良好的團隊合作精神；具備一定的判斷、分析、解決問題的能力；養(yǎng)成“認真負責、精檢細修、文明生產、安全生產”等良好的職業(yè)道德；3.課程內容和要求序號工作任務知識要求技能要求學時1觸摸屏及仿真軟件應用基礎1、掌握觸摸屏的硬件組態(tài)、屬性設置；2、掌握西門子1200PLC與觸摸屏的網(wǎng)絡連接方法；3、掌握HMI變量與PLC變量的關聯(lián)；4、掌握觸摸屏根畫面按鈕、燈的組態(tài)方法；5、掌握S7-PLCSIM的使用；6、掌握西門子WinCC的仿真使用；7、掌握HMI與PLC的聯(lián)機調試；8、能夠根據(jù)故障排查PLC程序或屏畫面故障。1、能夠完成觸摸屏的硬件組態(tài)、屬性設置，并實現(xiàn)與西門子1200PLC的網(wǎng)絡連接；2、能夠編寫觸摸屏根畫面，并完成按鈕、燈的組態(tài)；3、能夠使用S7-PLCSIM和西門子WinCC的仿真功能完成HMI與PLC的聯(lián)機調試；4、能夠根據(jù)故障排查PLC程序或屏畫面故障。62觸摸屏應用實例1、掌握HMI的I/O域的設置和使用（輸入和輸出）；2、掌握觸摸屏“圖形視圖”的組態(tài)；3、掌握觸摸屏功能鍵（F1-F8）的組態(tài)，HMI的棒圖組態(tài)方法，4、掌握觸摸屏多畫面的切換組態(tài)；5、掌握觸摸屏的移動動畫效果的組態(tài)；6、掌握西門子PLC的定時器、計數(shù)器指令、傳送類指令以及FC函數(shù)塊功能的使用.1、根據(jù)要求能夠實現(xiàn)HMI多畫面切換、棒圖動態(tài)顯示、移動動畫顯示等屏畫面顯示效果；2、能夠根據(jù)控制要求合理編寫PLC程序和HMI的畫面，實現(xiàn)HMI變量與PLC變量的聯(lián)機調試；3、能夠根據(jù)設備故障排查PLC程序或屏畫面故障。183串口通信技術1、掌握串口通信的基礎知識：通信方式、接口類型、通信參數(shù)等；2、掌握S7-1200PLC的串口通信模塊基本知識；3、掌握1200PLC的自由口通信：點對點通信PtPCommunication；4、掌握點對點通信的硬件組態(tài)過程，軟件編程指令。1、能了解目前市場最常見的現(xiàn)場總線的結構及其特點；2、能夠合理選用串口通信方式；3、能合理選用S7-1200PLC的通信模塊；4、能利用點對點通信指令完成兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。94以太網(wǎng)通信技術1、掌握以太網(wǎng)通信的基礎知識：計算機網(wǎng)絡通信模型、IP地址、子網(wǎng)掩碼等；2、掌握1200PLCProfinet通信的硬件組態(tài)和調試過程；3、掌握1200PLC的S7通信的硬件組態(tài)和軟件程序指令的編程；4、掌握1200PLC開放式用戶通信的硬件組態(tài)過程，軟件編程指令。1、能夠根據(jù)控制要求選用合適的以太網(wǎng)通信；2、能夠利用1200PLCProfinet通信實現(xiàn)兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸；3、能夠利用1200PLC的S7通信實現(xiàn)兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸；4、能夠利用1200PLC開放式用戶通信實現(xiàn)兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。5、能夠利用以太網(wǎng)通信實現(xiàn)具體的控制項目。15總課時484.實施建議4.1教材編寫依據(jù)本課程標準選用或編寫教材，要充分體現(xiàn)知識和能力的工程性、系統(tǒng)性、應用性，實例和項目選取要科學、符合學習科學的規(guī)律，讓學生在完成分析的過程中逐步提高職業(yè)能力，同時要考慮可操作性。教材內容要反映新技術，并在內容選取上本著理論與實踐一體化的原則，注重工程應用的實際訓練，使學生能夠及時、準確地掌握控制科學技術的最新知識。根據(jù)以上原則，選用機械工業(yè)出版社出版的《工控網(wǎng)絡與組態(tài)技術》，ISBN：9787111761082，作為本課程的選用教材。4.2教學建議1.應加強對學生實際職業(yè)能力的培養(yǎng)，強化案例教學或項目教學，注重以任務引領型案例或項目作業(yè)來誘發(fā)學生興趣，使學生在案例分析或完成項目的過程中掌握電氣自動化技術。2.應以學生為本，注重“教”與“學”的互動。通過選用典型活動項目，由教師提出要求或示范，組織學生進行活動，讓學生在活動中增強職業(yè)意識，掌握本課程的職業(yè)能力。3.應注重職業(yè)情景的創(chuàng)設，以多媒體、錄像、案例分析、角色扮演（系統(tǒng)開發(fā)時的角色）、實驗實訓等多種方法來提高學生分析問題和解決問題的職業(yè)能力。4．教師必須重視實踐，更新觀念，加強校企合作，實行工學結合，走產學研相結合的道路，探索中國特色職業(yè)教育的新模式，為學生提供自主發(fā)展的時間和空間，為學生提供輪崗實訓的機會與平臺，積極引導學生提升職業(yè)素養(yǎng)，努力提高學生的創(chuàng)新能力。4.3教學條件專業(yè)教師要求：具備講師（工程師）及以上職稱，有扎實的電氣控制與PLC、觸摸屏的理論基礎，具備較強的PLC編程和觸摸屏操作技能與經驗的人員。實訓裝備要求：西門子PLCS7-1200實訓裝置，安裝有西門子博途V15軟件的電腦；并要有計算機，實訓場地要有多媒體教學設備。4.4課程資源1.注重多媒體課件，教學視頻等常用課程資源和現(xiàn)代化教學資源的開發(fā)和利用，這些資源有利于創(chuàng)設形象生動的工作情境，激發(fā)學生的學習興趣，促進學生對知識的理解和掌握。2.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡課程資源，充分利用諸如電子書籍、電子期刊、數(shù)據(jù)庫、數(shù)字圖書館、教育網(wǎng)站和電子論壇等網(wǎng)絡信息資源，使教學從單一媒體向多種媒體轉變；教學活動從信息的單向傳遞向雙向交換轉變；學生單獨學習向合作學習轉變。同時應積極創(chuàng)造條件搭建遠程教學平臺，擴大課程資源的交互空間。3．產學合作開發(fā)實驗實訓課程資源，充分利用本行業(yè)典型的企業(yè)資源，加強產學合作，建立實習實訓基地，實踐工學交替，滿足學生的實習實訓需求，同時為學生的就業(yè)，創(chuàng)造機會。4.5教學評價序號任務評價方式評價內容分值一、平時成績（60%）601HMI組態(tài)技術教師評分（50%）小組評分（50%）1.實現(xiàn)要求的控制系統(tǒng)的組態(tài)運行2.小組協(xié)作能力，交流溝通能力3.自主解決問題能力302串口通信技術教師評