计算机分散控制系统应用计算机分散控制系统应用基础教学大纲

1、计算机分散控制系统应用（基础） 课程教学大纲制 定：严方适用时间： 2012年 6月2015年 6月适用专业：生产过程自动化技术专业广西电力职业技术学院、课程基本信息课程代码104BY342课程性质必修课课程名称计算机分散控制系统应用基础（全称）总学时数60指导实践课后练其他学时20训练40习、讨论o学分4学时（主讲）学时学时适用专业生产过程自动化技术上课地点DCS调试实训室、专业基本信息与课程体系广西电力职业技术学院生产过程自动化技术专业是首批广西高等学校“特色专业及课程 一体化建设项目” 支持的特色专业之一，也是全国十二五重点建设的1000个“中央财政支持高等职业学校专业建设项目”支持的特

2、色专业之一。本专业培养火力发电厂、核电站、电力检修公司，以及化工、有色金属、冶金、造纸、水泥、制糖等行业的大中型企业自备热电站， 从事热力生产过程检测仪表、自动控制装置、管线、阀门的安装、维护、检修，热力过程控 制系统的投运、维护、管理和系统集成及组态调试，常用电气控制设备的安装、维护、检修 等方面的工艺及技术管理工作，以及相关企业生产过程的运行管理等方面的高素质技能型人 才。职业工种包括：自动化仪表维护维修、自动化设备及系统调试与维护、维修电工、热力 设备运行操作等。本专业的核心技能为：维修电工、自动化仪表维护维修、自动化设备维护与维修、热力 设备运行、热工控制系统维护与分析五个方向。专业实

3、施核心技术一体化的专业建设与规划 思想，所有的核心技术课程均采取理实一体的教学模式，所有的核心技术课程我们采用了任 务驱动或者项目驱动的授课模式，并且以产品为导向，生产型实践为训练方式，在维修电工、 自动化仪表维护维修、自动化设备维护与维修等方向均设计了能应用于生产实际的产品制造项目，拉近了教学与生产的距离。以下为本专业表格式的专业核心课程体系。授课时间课程名称核心能力岗位定向课程主要的学习要求与目标工业产品或者作品第一学期电工技术实训电机维护、数单片机开1.熟练使用常用电工利用单片字电子应用发；仪器仪表与电工工具；机设计的设计考证：中级2会安全用电及急救控制器、机维修电工、操作；器人或者电工

4、上岗证；3. 能识别常用低压电 器的类别，会更换和修 复故障元器件；4. 能识读一般复杂程度的电气控制原理图、安装图；5. 能正确按图安装基 本电气控制线路、分析 设备控制原理；仪表第二学期电子技术应用1.能正确使用万用表、信号发生器、示波器、晶体管、毫伏表等测量仪表和电子焊接工具；2. 了解电子线路的一般检修工艺和步骤，熟悉电子线路的性能检测方法；第二学期单片机与C语言应用第四学期中级维修电工考3会测试电阻、电容、 二/三极管等的主要性 能参数，能按图装接电 子元器件；4掌握电子电路焊接、 安装与调试工艺；5.会排除电子线路一般故障；6掌握16种常见的电 子电路。1. 掌握单片机控制电 路设

5、计2. 掌握驱动放大电路；3. 了解A/D转换电路；4. 了解红外线、超声 波收发电路；5. 掌握单片机编程技 巧中级维修电工考工要求第一学期热工仪表及工业网络安装检测仪表安装、调校与维护自动化仪表岗位；考证：仪表中级工1. 掌握常规热工仪表的类型；2. 掌握自动化控制技 术的发展；3. 认识常规的热工仪 表；4. 认识S7200的组成与配件；5. 掌握S7-200 与主机的连接方式压力变送 器、孔板流量计等仪 表设计与 组装；仪表类实训设 备组装第三学期热工仪表检测与维护1. 了解23种国内外 知名品牌的热工仪表 品牌、产品性能以及技 术规格参数；2. 熟悉测量的基本概念及测量误差的分析 处

6、理方法；3. 熟悉常用热工测量仪表（温度、压力、流 量、物位、成分分析以 及转速、位移、振动、 膨胀等机械量）的测量 原理及各类仪表的特第三学期仪表现场实习第四学期自动控制设备及仪表综合安装与调试性；1. 火电厂热力系统 中 热工测点的布置位置、 特点与安装要求；2. 常用热工仪表的 维 护与检定方法；3. 热工仪表的检修 工 艺。1. 掌握常用热工测 量 仪表的选用、使用、安 装、维护及检定方法；2. 初步具备测量系 统 的设计及调试能力；3. 能识读和绘制热 工 检测图；4. 能按规则布置热 力 系统的测点，进行仪表 的选型及配套的仪表 连接管线的安装与维 护。4.小型控制工艺的整体安装；

7、5.常规工业场合的仪表安装特点以及仪表特点第二学期计算机分散控制系统自动控制装热工自动装1总线技术（RTU环境监测应用（基础）置安装与维置岗位；DTU ）设计与设备配的RTU系护考证：热工置；统；燃油程自动装置检2. S7-200编程及仿真控；修工调试3. S7-200软件及常规指令4. S7-200 硬件第三学期PLC工业应用技术1.总线技术的编程与调试；（含 ProfibusModubusEthernet)2. S7-300编程与硬件组态；3.实现一个污水监测以及烟气监测的RTU工程；4.实现一个油燃烧器的程序控制以及燃油压力调节；第三学期自动控制懐置维护与检修1.掌握可编程仪表的安装与诊

8、断技巧；2掌握接地、数据信号 波形测试与判断、绝缘 监测等通讯故障判断 技巧；3. 掌握电动执行器的 控制设计与接线；4. 掌握简单的盘台电气回路配线；5. 掌握可编程调节 器的编程维护以及故障诊断技巧第三学期计算机分散控制系统应用热工控制系统维护与分析热控工程师；热工自动装置岗位；考证：热工 自动装置检1掌握DCS的指标体 系以及硬件体系；2.能进行XDPS软件的安装与配置；3会使用虚拟DPU的组网技术；4.学会XDPS的初步应单元机组在线调试系统修工用。5.以实现一个简单的DCS工程实例来掌握 各设备的配置、I/O通 道的分配、控制逻辑编 写、控制画面组态、控 制程序组态，以及I/O 测试

9、、控制程序调试、 仪表量程调整、PID参 数整定。6掌握接地、数据信号 波形测试与判断、绝缘 监测等通讯故障判断 技巧第四学期热工保护与程序控制设计与调式1. 了解火电厂热工保护的主要任务及项目， 火电厂应用程序控制 的主要项目；2. 学会电厂热工保护及程序控制的入门设计及调试（典型任务为 火电厂脱硫系统石灰石卸料斗部分逻辑设计与调试）；3. 能说明火电厂 FSSS逻辑设计原理，识读其 典型逻辑组态图；4. 能说明火电厂SCS逻辑设计原理，识读其 典型逻辑组态图。第四学期中小型热力机组DCS系统组态设计与调试1. 除盐水箱水位调 整、除氧器水位调整、 除氧器压力调整、主汽 温串级调整、风量调

10、整、炉膛负压调整参数 调整背景资料阅读；2. 参数控制的影响因 素分析、参数调整的控 制策略讨论3. 参数控制的危险状 况分析以及保护策略 设置4. 参数在线修正与曲 线监视第三学期锅炉设备及系统热力生产运行与管理司炉、司机、集控值班员；考证：集控运行证1. 了解锅炉的分类与型号；2. 熟悉电厂锅炉的工作过程；3. 熟悉锅炉主要辅助设备的功能及原理；4. 熟悉锅炉主要电机的型号、特点以及性能 参数；4.熟悉锅炉的主要系统，包括输煤系统、制 粉系统、燃烧系统、风 烟系统、汽水系统等， 熟知这些系统主要测 量参数及测点的位置。单元机组 仿真机评 分系统、纸厂仿真系 统第三学期汽轮机设备及系统1.

11、了解汽轮机的分类与型号；2. 熟悉电厂汽轮机的工作过程；3. 熟悉汽轮机的主要辅助设备；4. 熟悉汽轮机组的主要系统，包括主蒸汽与再热蒸汽系统、蒸汽旁 路系统、回热加热系 统、除氧系统、主凝结 水系统、轴封系统、供 水系统、调节保护及供 油系统等，熟知这些系 统主要测量参数及测 点的位置。5.熟悉汽轮机的级 结 构以及汽轮机的控制 原则第三学期火电机组运行实习1. 熟悉300MW 火电（仿真）机组的主要参数及系统；2. 熟悉机组运行的 基 本规则及安全管理制度；3. 能进行机组启动 操作；4. 能进行机组停止 操作；5. 能进行主要辅机的运行与停止操作；第四学期电气设备及运行6.能处理300M

12、W 火电机组常见事故。1. 发电厂的电网络 结 构与运行规范；2. 厂用母线的常规倒闸操作；3. 厂用保护的设置与原理；4. 设备的保护以及单相接地点的排查；5保护装置的检查与投入，运行与维护。6. 励磁机及其工作原理与运行维护；7. 电气设备及运行的女全规范。三、教学大纲（一）总体目标与任务计算机分散控制系统应用（基础）是以培养熟练使用与维护分散控制系统（DCS的高技能人才为目标，满足生产过程自动化程度较高的企业自动控制装置检修、维护岗位人才需求而设置的一门生产过程自动化技术专业的限选专业技能课。通过本门课程的学习学生能了解国内流行的DCS产品及生产厂家信息，能使用及维护一种DCS系统（XD

13、PS，为后续热工保护与程序控制设计与调试、300MV火电机组DCS系统组态分析与调试、毕业设计等专业课程打下坚实基础。二）国家标准或者行业标准计算机分散控制系统第1 部分：概述 GB T 15969.1-2007计算机分散控制系统第2 部分：设备的试验及规定GB T15969.2 2007计算机分散控制系统第3 部分：编程语言GB T15969.3 2007计算机分散控制系统第4 部分：用户导则GB T15969.4 2007计算机分散控制系统第5 部分：服务信息的规定GB T 15969.5 2007分别对应于 IEC1131-1 IEC1131-5（三）教学设计 本门课程为了培养学生互助协

14、作的工作方法、细致有序的工作作风、勇于承担的职业素 质以及技艺纯熟的工作能力，以 DCS 工程师的日常工作为载体设计教学项目，采用小组讨论 （每小组 45 名成员， 每组虚拟为独立的法人实体） 、角色扮演 （学生扮演企业员工和法人角 色，教师扮演企业负责人和用户双重角色）和项目教学的方法，将DCS 助理工程师关于 DCS系统所必须的理论知识以及基础技能融合成三个项目，每个项目的最终成果以企业的形式提 交并展示，成果由企业评审团（学生）和用户（授课教师、特约嘉宾）共同评议，并作为过 程考核依据记录在相关学习手册中。课程设计的三个项目分别是：项目一小型分散控制系统选型（循环水系统） ；项目二 单元

15、控制系统设计与调试；项目三 分散控制系统维护与故障排 除。项目充分利用网络资源、自主研发的虚拟 DCS 系统以及 DCS 综合实训装置培养学生的 DCS 使用与维护技能。前两个项目为必设项目，后一个项目可依据实训条件以及实训装置实 际状况选择性开设。四）实习实训项目教学目标与技能要求1. 项目一主要是培养学生利用网络等资源了解DCS 的现状与发展，学生通过项目掌握系统控制任务分析与 I/O 分配技能；2 项目二主要是培养学生对 DCS 软件系统的使用与维护技能，学生通过项目训练可以 掌握 DCS 操作画面优化以及控制组态的局部维护技能；3. 项目三主要是培养学生掌握 DCS 硬件的使用与维护技

16、能，学生通过项目训练可以掌握 DCS 通道测试、通道故障排除、组态上装下装、主控单元切换等技能。（五）实践教学内容与能力标准项目一：小型分散控制系统选型（循环水系统） （12 学时）达成的能力标准：1. 能分析国内 DCS 发展与应用现状；2. 能分析系统的控制任务，并依据控制任务实施I/O 配置；3. 能依据 I/O 配置选择合适的 DCS 硬件系统；4. 能分析所选 DCS 系统的产品性能特点。教学重点和难点：教学重点： DCS 的 I/O 配置与硬件配置；教学难点：控制任务分析； DCS 产品性能分析。教学方法与手段：项目一实施小组讨论、角色扮演的教学方法，共分配 12 个学时。小组成员

17、在 12 个学时 （三天的教学周期）中，以企业员工的角色利用网络资源实施广泛的产品调研，每人至少完 成一种 DCS 的产品调研，小组根据个人调研资料优选出一种方案完成循环水系统 DCS 软硬 件配置，并出具一份指定关键词的方案书。学时分配如下：序号任务学时安排教学形式设备要求1任务下达，启发引导2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场咨计算机询。2任务咨询2学时自由讨论；现场多媒体教学设备咨询。计算机3任务检查，启发引导2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场咨计算机询。4方案优选2学时小组讨论；现场多媒体教学设备咨询。计算机5任务检查2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场

18、咨计算机询。6. -1r 方案展小；2学时多媒体展示；现多媒体教学设备场答辩。计算机教学内容：1. 国内DCS的现状与发展本项教学内容主要是利用网络资源广泛调研国内当前应用最典型的产品及厂家信息，熟悉DCS发展趋势，在讨论课中互相交流信息。在本项教学任务中学生必须利用网络实施广泛调研, 并留下脉络清晰的工作记录。2. DCS产品的架构与性能指标禾U用项目方案书指定关键词的特点，将产品的架构与性能指标融入实训中，在任务引导和任务咨询中讲解 DCS架构与性能指标，以及其在 DCS产品选型中的参考作用。小组利用产品的性能指标实施方案优选，禾U用产品的架构实施系统的软硬件配置。本项教学任务中学生留 有

19、详细的讨论记录、脉络清晰的工作记录以及完整的方案书。平时练习要求：多利用网络查询国内外DCS产品的特性，市场表现以及产品构架。考核要点：国内主流 DCS产品、厂商信息以及 DCS产品的主要组成。辅助教学活动：市场调研。项目二：单元控制系统设计与调试（38学时）达成的能力标准：1. 能进行DCS软件安装以及工业以太网配置；2. 能进行DCS画面设计与修改；3. 能进行DCS操作器（开关量型/模拟量型）的设计与调试；4. 能进行PID参数设置与调试；5. 能进行软光字牌的制作与调试；6. 能进行单元控制系统的设计与调试。教学重点和难点：教学重点：DCS操作器设计与调试；软光字牌制作与调试。教学难点

20、：单元控制系统的设计与调试。教学方法与手段：项目二实施小组讨论、角色扮演的教学方法，共分配38个学时。小组成员在 38个学时（二周的教学周期）中，以企业新进员工的角色完成产品使用培训任务，并以小组形式完成以单元控制系统的设计与调试为核心的培训成果。学时分配如下：序号任务学时安排教学形式设备要求1任务下达，启发引导2学时多媒体展示；自 由讨论；现场咨 询。多媒体教学设备计算机虚拟DCS软件2DCS软件安装；网络配置2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件2培训任务一：动作与变化4学时多媒体展示；自多媒体教学设备（操作器设计）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件3

21、培训任务二：手动与模板2学时多媒体展示；自多媒体教学设备（PID参数认识）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件4培训任务三：时间与态度2学时多媒体展示；自多媒体教学设备（控制时序）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件5培训任务四：加法与选择4学时多媒体展示；自多媒体教学设备（控制算法）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件6培训任务五：报警与首出2学时多媒体展示；自多媒体教学设备（软光字牌）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件7培训任务六：手动与自动4学时多媒体展示；自多媒体教学设备（PID参数设置）由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件8任务咨询2学时自由讨论；现场多媒体教学设备咨询。

22、计算机虚拟DCS软件9任务检查，启发引导2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件10方案制作与优选8学时小组讨论；现场多媒体教学设备咨询。计算机虚拟DCS软件11任务检查2学时多媒体展示；自多媒体教学设备由讨论；现场咨计算机询。虚拟DCS软件12. -1r 方案展小；2学时多媒体展示；现多媒体教学设备场答辩。计算机虚拟DCS软件教学内容:1. DCS安装与配置以及工业以太网组网本项教学内容主要是以 DCS软件的安装配置任务为载体，融合进DCS通讯规约、DCS上位机布局等知识体系。本项任务中学生留有脉络清晰的工作日志以及现场问题咨询记录。2. DCS产品的培训本项

23、教学内容主要以若干简单任务为载体，融合进XDPS的算法组成、控制算法的基本设DCS控计思想、自动控制装置的基本设计理念与发展等知识体系。在本项教学任务全面剖析DCS控制组态的能制组态的设计单元与过程，单元任务的设计方法主要是培养学生局部维护力，而不是系统设计的能力。本项任务中学生留有脉络清晰的工作日志以及现场问题咨询记录。3 . DCS培训成果制作本项教学内容是本项目的核心，任务以单元水箱的水位控制设计任务为载体，任务目标是 将解体的技能综合成一个最小化项目制作。本项教学任务中学生留有详细的讨论记录、脉络 清晰的工作记录以及可实用的控制算法。平时练习要求：阅读简单系统；多做算法测试。考核要点：

24、操作器设计、软光字设计、单 PID 回路设计。辅助教学活动：技能竞赛。项目三： 分散控制系统维护与故障排除（ 8 学时）达成的能力标准：1. 能进行系统控制任务分析；2. 能利用控制任务进行 DCS 的 I/O 分配；3. 能进行 DCS 的 I/O 通道测试；4. 能进行 DCS 卡件维护、通道维护；5. 能对 DCS 系统常见故障进行排除；6. 能进行控制组态的上装与下装以及控制单元的主辅切换。教学重点和难点：教学重点： DCS 卡件、通道维护。教学难点： DCS 常见故障排除。教学方法与手段：项目三为可选项目，主要是根据实训条件来选择，项目实施小组讨论、角色扮演的教学方法，共分配8个学时

25、。小组成员在 8个学时（两天的教学周期）中，以企业DCS助理工程师的角色完成DCS产品的通道测试以及故障排除任务，为DCS装置可投入现场运行做初步测试。学时分配如下:序号任务学时安排教学形式设备要求1任务下达，启发引导1学时现场展示；自由DCS实际装置讨论；现场咨询。DCS控制对象计算机组态软件安装包2控制任务分析；1学时自由讨论；现场DCS实际装置咨询。DCS控制对象计算机组态软件安装包3I/O通道测试演示1学时现场展示；自由DCS实际装置讨论；现场咨询。DCS控制对象计算机组态软件安装包4I/O通道小组测试1学时自由讨论；现场DCS实际装置演练；现场咨询。DCS控制对象计算机组态软件安装包

26、5I/O故障排除2学时自由讨论；现场DCS实际装置演练；现场咨询。DCS控制对象计算机组态软件安装包6现场考核2学时现场咨询。DCS实际装置DCS控制对象计算机组态软件安装包教学内容：1. 控制任务分析及I/O配置本项教学内容主要是以为生产现场配置自动装置任务为载体，融合进DCS勺主要硬件组成、I/O采集的基础理论的知识体系，本项教学内容主要是培养学生分析现场控制任务，并依据控制任务测算I/O通道的能力。本项教学任务中学生留有详细的咨询记录、脉络清晰的工作记 录。2. DCS通道测试及故障排除本项教学内容主要以设备安装后的可用性检测任务为载体，融合进卡件测试、线路测试等知识体系。本项教学任务主

27、要是培养学生现场分析故障的能力以及保留可用性工作记录的职 业素养。平时练习要求：经常使用以及维护硬件系统。考核要点：通道定义、 ADIO概念、一点两线的测试方法与结论（短、断、错、接触不 良）。辅助教学活动：公益劳动（系统维护）。（六）考核方式与成绩评定6.1 课程考核总体方式学生必须确保 计算机分散控制系统应用 （基础）课程获得有效的学习时间和学习成果。 为了提供学生更大的学习自由度，配合学生的工学结合实践以及创新设计的需求， 计算机分 散控制系统应用（基础） 课程考核方式分为工学结合实践考核、课程方式考核、创新设计考 核等三种模式。（ 1 ）工学结合实践考核 学生在课程学习期间可以选择教学

28、视频 + 企业实践的模式获取该课程的学分和成绩。 学生在企业的工学结合实践不得少于 30 天。 企业工学结合实践的分值分配为 20% （企业实践鉴定） 、50% （企业实践过程总结报 告（ 5000 字以上）、30% （知识订单考核 +技能订单考核） 。 学生参加企业工学结合实践需得到任课教师的同意以及学院的许可。（2）课程方式考核计算机分散控制系统应用（基础） 课程的考核成绩分为四分部分，第一部分为基础技 能模块和基础知识模块，这一部分是必须学习的模块，在考核中需保障 90% 的准确率，方可 取得该课程的学分，考核卷为填空、判断、选择三个部分，试题范围划定并公开。第二部分 为职业素质分数，占

29、总分数的 20% ，此分数由个人统计，组长（经理核算） 。第三部分为个人 课程过程分数，占总分数的 40% ，此分数为课程学习过程中的工作量以及技能普查分数累积 而成，在个人学习手册中明确标明每个学习过程的分值，此分数由个人统计，有班级任何一 名同学作为学习成果的证明人即可获取该分数。第三部分为过程学习考核成绩，占分数的 40% 。此分数由小组在学习过程中的排名或者个人的创新设计成绩构成。在学习过程中，教 师安排一些竞技类别的活动，譬如论辩、抢答、竞赛等，各小组按排名获取相应的积分，各 小组按积分的名次获取相应的分数。（ 3） 创新设计考核学生可以通过创新设计更新课程学习过程中的考核分数。学生

30、的创新设计成果鉴定标准： 学生的课程创新设计 60% 以上的技术为本课程所涉及的技术范畴； 学生的课程创新设计可参考教师所给出的项目； 学生的课程创新设计成果需得到授课教师在内的至少 3 名相关技术人员的认可。6.2 课程学习成绩积分规则（1 ）个人素质积分规则 个人职业素质总分为 20 分，最高限为 20 分，积满 20 分不再往上加分，积分不设最 低分，但在最后计分时最低为 0 ，职业素质积分 12 分以上方可取得该课程学分。 上课或者教学活动迟到 1 分钟以上为迟到，积分为 -5 分。 上课或者教学活动迟到 45 分钟以上为旷课， 每一小时积分为 -5 分。上课请假必须同时 取得任课教师

31、和辅导员的许可，方生效，否则视为旷课。 教学活动中睡觉视为旷课，每一小时或次积分为 -5 分。 教学活动中玩游戏、玩手机，每一次积分为 -2 分。 教学活动中学习区域不整洁、实训器材不归位等，每一次积分为 -5 分。 教学活动中有粗暴作业现象发生，每一次积分为 -10 分。 在做学习成果认证鉴定过程中， 有弄虚作假的行为， 个人素质正积分清 0 ，且下一次 课程个人素质积分 -10 分* 作假次数起积分， 且永久性取消其为他人做学习成果认证鉴定资格， 以上规定对鉴定双方生效。 教学活动中有不团结事件发生，个人职业素质正积分直接清为 0 分。 承担小组组长（经理）且团队运作正常，个人素质积分为1

32、0分。 担小组主要技术工作且团队运作正常，个人素质积分为8分。 担小组主要裁判监察工作，且执行职责，个人素质积分为7分。 每义务承担公益劳动一次，个人素质积分为1分。每为同学解答技术疑问一次，个人素质积分为1分，由该同学签字确认即可。 每为同学做技术证明或鉴定一次，个人素质积分为2分。 每主持或者组织一次班级学习公共活动（竞赛主持、论辩主持、学习成果展示主持）：个人素质积分为 5 分，每参与组织一次班级学习公共活动积分为 2 分。（ 2 ） 个人学习成效积分规则 个人学习成效为教学活动中的核心， 个人学习成效总分设置为 100 分， 积分最高分为90 分（ 90 分即可折算为过程的成绩分 50 分），最低积分不得低于 80 分，多余分数可作为第 三部分积分的加分参考。 每个积分项目在个人学习手册中有评分标准，每个积分的获取须有学习成