《工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃

PAGE5PAGE*****學(xué)院《工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)課程考核性質(zhì)：考試課時數(shù)：48學(xué)分：3適用專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)、智能控制技術(shù)1.前言1.1課程的性質(zhì)本課程是高等職業(yè)技術(shù)院校自動化類各專業(yè)的一門應(yīng)用性專業(yè)必修課程，目標(biāo)是使學(xué)生了解工業(yè)控制設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和組態(tài)軟件的畫面程序設(shè)計(jì)等。本課程以西門子觸摸屏為平臺，介紹HMI組態(tài)技術(shù)，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(shè)備通信中的串口通信、以太網(wǎng)通信等相關(guān)知識和應(yīng)用實(shí)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(shí)際的觀點(diǎn)，擴(kuò)大學(xué)生在現(xiàn)場總線技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及組態(tài)軟件技術(shù)新知識、新發(fā)展、新應(yīng)用方面的視野，為今后從事專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。它需要以《電工技術(shù)》、《液壓與氣壓傳動》、《檢測與傳感技術(shù)》、《PLC應(yīng)用技術(shù)》等課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)思路本課程的設(shè)置是依據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)、智能控制技術(shù)專業(yè)工作任務(wù)與職業(yè)能力分析表中的相應(yīng)職業(yè)能力要求，并根據(jù)自動控制行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢及其對人才要求的變化進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)市場調(diào)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(jī)電設(shè)備的運(yùn)行、維修和維護(hù)等，工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)能力是學(xué)生勝任這些崗位所需要的基礎(chǔ)職業(yè)能力之一。西門子PLC在我國的應(yīng)用較為普遍、也是高職相關(guān)課程中選用最多的PLC類型。為不失一般性，在工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)課程中以西門子觸摸屏、PLC為主要平臺，引進(jìn)相關(guān)的串口通信、以太網(wǎng)通信作為學(xué)習(xí)和實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容，同時，組態(tài)軟件應(yīng)用廣泛，將其與PLC的聯(lián)機(jī)調(diào)試內(nèi)容作為教學(xué)的主要內(nèi)容，使得該課程既能滿足專業(yè)相關(guān)課程的前后關(guān)聯(lián)性，又能使學(xué)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(xué)生觸摸屏的使用和編程能力。因此本課程在機(jī)電一體化技術(shù)、智能控制技術(shù)專業(yè)中具有一定的地位，應(yīng)當(dāng)作為專業(yè)必修課程。本課程要求打破純粹講述的教學(xué)方式，立足于實(shí)際能力的培養(yǎng)，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)以改變學(xué)與教的行為,以項(xiàng)目為載體來組織課程內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ魅蝿?wù)為中心組織課程內(nèi)容和課程教學(xué)，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，確定了4個典型工作任務(wù)，課程內(nèi)容突出對學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來進(jìn)行。課程實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)既有在企業(yè)中應(yīng)用的普遍性和典型性，又能最為有效的促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力發(fā)展，達(dá)到本課程的目標(biāo)。本課程的建設(shè)將與業(yè)務(wù)規(guī)范、技術(shù)先進(jìn)的機(jī)電類企業(yè)緊密合作，遵循學(xué)院與企業(yè)“工作任務(wù)合作完成”、“工作崗位交替互換”、“工作環(huán)境共建共享”的建設(shè)思路，按照課程的實(shí)際工作任務(wù)、工作過程、工作職責(zé)和工作場景進(jìn)行課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)模式設(shè)計(jì)、實(shí)施方案設(shè)計(jì)、共享資源設(shè)計(jì)、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)和校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，使教師和學(xué)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(xué)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(biāo)，提高課程目標(biāo)對教學(xué)過程的指導(dǎo)價值，本課程采用表現(xiàn)性課程目標(biāo)表達(dá)方法，用學(xué)生在相關(guān)課程內(nèi)容掌握中所能表現(xiàn)出的實(shí)際行為來表述課程目標(biāo)。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(xué)生熟記；“熟悉”指能熟練記住所學(xué)過的知識，能把它們熟練地復(fù)述出來；“掌握”指用事物運(yùn)行的原理或特定技術(shù)操作在實(shí)踐中的熟練應(yīng)用。該門課程為48學(xué)時，3學(xué)分。2.課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能了解以太網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議的原理、設(shè)置與應(yīng)用；現(xiàn)場總線的特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)建方法；觸摸屏使用和編程的基本方法，了解項(xiàng)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(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作能力。2.1職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)：能夠完成觸摸屏的硬件組態(tài)、屬性設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)與西門子1200PLC的網(wǎng)絡(luò)連接；根據(jù)要求能夠?qū)崿F(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(jī)調(diào)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(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；掌握現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通訊基礎(chǔ)的相關(guān)知識；能夠利用串口通信實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換；能夠利用以太網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換；能進(jìn)行離線和在線調(diào)試。2.2素質(zhì)目標(biāo)具備勤奮學(xué)習(xí)的態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、創(chuàng)新的工作作風(fēng)；具備良好的心理素質(zhì)、職業(yè)道德素質(zhì)以及高度責(zé)任心和良好的團(tuán)隊(duì)合作精神；具備一定的判斷、分析、解決問題的能力；養(yǎng)成“認(rèn)真負(fù)責(zé)、精檢細(xì)修、文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)”等良好的職業(yè)道德；3.課程內(nèi)容和要求序號工作任務(wù)知識要求技能要求學(xué)時1觸摸屏及仿真軟件應(yīng)用基礎(chǔ)1、掌握觸摸屏的硬件組態(tài)、屬性設(shè)置；2、掌握西門子1200PLC與觸摸屏的網(wǎng)絡(luò)連接方法；3、掌握HMI變量與PLC變量的關(guān)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(jī)調(diào)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(shè)置，并實(shí)現(xiàn)與西門子1200PLC的網(wǎng)絡(luò)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(jī)調(diào)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(yīng)用實(shí)例1、掌握HMI的I/O域的設(shè)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(jì)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?qū)崿F(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(shí)現(xiàn)HMI變量與PLC變量的聯(lián)機(jī)調(diào)試；3、能夠根據(jù)設(shè)備故障排查PLC程序或屏畫面故障。183串口通信技術(shù)1、掌握串口通信的基礎(chǔ)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(diǎn)對點(diǎn)通信PtPCommunication；4、掌握點(diǎn)對點(diǎn)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(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)；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(diǎn)對點(diǎn)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(shù)1、掌握以太網(wǎng)通信的基礎(chǔ)知識：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(diào)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)具體的控制項(xiàng)目。15總課時484.實(shí)施建議4.1教材編寫依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用性，實(shí)例和項(xiàng)目選取要科學(xué)、符合學(xué)習(xí)科學(xué)的規(guī)律，讓學(xué)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(nèi)容要反映新技術(shù)，并在內(nèi)容選取上本著理論與實(shí)踐一體化的原則，注重工程應(yīng)用的實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)生能夠及時、準(zhǔn)確地掌握控制科學(xué)技術(shù)的最新知識。根據(jù)以上原則，選用機(jī)械工業(yè)出版社出版的《工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)》，ISBN：9787111761082，作為本課程的選用教材。4.2教學(xué)建議1.應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)際職業(yè)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化案例教學(xué)或項(xiàng)目教學(xué)，注重以任務(wù)引領(lǐng)型案例或項(xiàng)目作業(yè)來誘發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生在案例分析或完成項(xiàng)目的過程中掌握電氣自動化技術(shù)。2.應(yīng)以學(xué)生為本，注重“教”與“學(xué)”的互動。通過選用典型活動項(xiàng)目，由教師提出要求或示范，組織學(xué)生進(jìn)行活動，讓學(xué)生在活動中增強(qiáng)職業(yè)意識，掌握本課程的職業(yè)能力。3.應(yīng)注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，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(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等多種方法來提高學(xué)生分析問題和解決問題的職業(yè)能力。4．教師必須重視實(shí)踐，更新觀念，加強(qiáng)校企合作，實(shí)行工學(xué)結(jié)合，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，探索中國特色職業(yè)教育的新模式，為學(xué)生提供自主發(fā)展的時間和空間，為學(xué)生提供輪崗實(shí)訓(xùn)的機(jī)會與平臺，積極引導(dǎo)學(xué)生提升職業(yè)素養(yǎng)，努力提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。4.3教學(xué)條件專業(yè)教師要求：具備講師（工程師）及以上職稱，有扎實(shí)的電氣控制與PLC、觸摸屏的理論基礎(chǔ)，具備較強(qiáng)的PLC編程和觸摸屏操作技能與經(jīng)驗(yàn)的人員。實(shí)訓(xùn)裝備要求：西門子PLCS7-1200實(shí)訓(xùn)裝置，安裝有西門子博途V15軟件的電腦；并要有計(jì)算機(jī)，實(shí)訓(xùn)場地要有多媒體教學(xué)設(shè)備。4.4課程資源1.注重多媒體課件，教學(xué)視頻等常用課程資源和現(xiàn)代化教學(xué)資源的開發(fā)和利用，這些資源有利于創(chuàng)設(shè)形象生動的工作情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和掌握。2.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)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(luò)信息資源，使教學(xué)從單一媒體向多種媒體轉(zhuǎn)變；教學(xué)活動從信息的單向傳遞向雙向交換轉(zhuǎn)變；學(xué)生單獨(dú)學(xué)習(xí)向合作學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。同時應(yīng)積極創(chuàng)造條件搭建遠(yuǎn)程教學(xué)平臺，擴(kuò)大課程資源的交互空間。3．產(chǎn)學(xué)合作開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程資源，充分利用本行業(yè)典型的企業(yè)資源，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)合作，建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)踐工學(xué)交替，滿足學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)需求，同時為學(xué)生的就業(yè)，創(chuàng)造機(jī)會。4.5教學(xué)評價序號任務(wù)評價方式評價內(nèi)容分值一、平時成績（60%）601HMI組態(tài)技術(shù)教師評分（50%）小組評分（50%）1.實(shí)現(xiàn)要求的控制系統(tǒng)的組態(tài)運(yùn)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(shù)教師評分（50%）小組評分（50%）1.串口通信項(xiàng)目的編程調(diào)試2.小組協(xié)作能力，交流溝通能力3.自主解決問題能力103以太網(wǎng)通信技術(shù)教師評分（50%）小組評分（50%）1、實(shí)現(xiàn)兩臺PLC之間的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸2.小組協(xié)作能力，交流溝通能力3.自主解決問題能力20二、期末成績（40%）40期末考試筆試知識的理解、應(yīng)用、融會貫通40合計(jì)1005.其它說明本課程標(biāo)準(zhǔn)主要適用于*****學(xué)院。執(zhí)筆人：審核人：制定（修訂）日期：*****學(xué)院教學(xué)日歷考試考查√***——***學(xué)年第二學(xué)期課程：工控網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)學(xué)分：3院系：******學(xué)院年級：*****專業(yè)：*********課時：48序號周次/星期日期/節(jié)次授課內(nèi)容授課形式作業(yè)備注12/四2.23/6-8節(jié)1.1觸摸屏及仿真軟件應(yīng)用基礎(chǔ)（一）講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)23/四3.2/6-8節(jié)1.2觸摸屏及仿真軟件應(yīng)用基礎(chǔ)（二）講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)34/四3.9/6-8節(jié)2.1電機(jī)星三角減壓啟動控制講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作45/四3.16/6-8節(jié)2.2燈塔之光控制--PLC程序、觸摸屏畫面講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作56/四3.23/6-8節(jié)2.3水塔水位控制--PLC程序、觸摸屏畫面講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作67/四3.30/6-8節(jié)2.4液體混料裝置控制--PLC程序、觸摸屏畫面講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作79/四4.13/6-8節(jié)2.5手自動切換小車裝卸料控制--PLC程序講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)810/四4.20/6-8節(jié)2.5手自動切換小車裝卸料控制--觸摸屏畫面講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作911/四4.27/6-8節(jié)3.1串行通信的基礎(chǔ)知識講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)1012/四5.4/6-8節(jié)3.2自由口通信應(yīng)用實(shí)例-功能概述、指令應(yīng)用和實(shí)例講解講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作1113/四5.11/6-8節(jié)3.3ModbusRTU通信應(yīng)用實(shí)例講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作1214/四5.18/6-8節(jié)4.1工業(yè)以太網(wǎng)的基礎(chǔ)知識-以太網(wǎng)概述、1200PLC的以太網(wǎng)通信協(xié)議講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)1315/四5.25/6-8節(jié)4.2PROFINET通信應(yīng)用實(shí)例-功能概述、實(shí)例練習(xí)講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作1416/四6.1/6-8節(jié)4.3S7通信應(yīng)用實(shí)例講授+上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作1517/四6.8/6-8節(jié)4.4開放式用戶通信應(yīng)用實(shí)例-功能概述、實(shí)例練