《工控软件及其应用》课程教学大纲

《工控软件及其应用》课程教学大纲课程英文名ConfigurationSoftware课程代码A0803Z31学分2总学时32理论学时8实验/实践学时24课程类别专业教育课课程性质选修先修课程《C语言程序设计》《计算机控制技术》《过程控制》适用专业理工科专业（非计算机专业）开课学院机电工程学院一、课程的地位与任务《工控软件及其应用》本课程的目的是让学生了解自动化生产及过程监控中常用的组态软件的基本应用，包括组态软件的特点、方法及主要功能实现。内容包括介绍监控组态软件及其发展、监控组态软件的图形界面及其生成系统、实时数据库、监控组态软件的I/O设备驱动、控制功能、报警功能、数据存储查询功能、报表打印、权限控制、监控组态软件的网络体系和通信功能、监控组态软件与第三方软件的通信功方式、监控组态软件的控制功能、监控组态软件应用等。通过本门课的学习使学生掌握典型工业组态软件的基本功能、组成体系、使用方法、及其在自动系统中的应用。让学生在具备一定工具软件的基础上，掌握分析、设计、实现、解决实际工程自动控制、过程监控等相关应用问题的能力及方法。二、课程目标（1）了解组态软件在工业自动控制及过程监控领域的基本应用、主要特点、典型功能，掌握典型功能的实现方法；能够更加控制公园要求，分析、设计、实现相应的控制软件；（2）了解组态软件在自动化行业的新应用、应用趋势，不同组态软件的应用特点（如力控、组态王、FIX等）。表1课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标毕业要求（支撑程度H、M、L）5-210-1课程目标（1）M课程目标（2）L注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。三、课程主要内容与基本要求1、监控组态软件及其发展主要内容：监控组态软件成长的历史背景、发展趋势，组态软件的设计思想及特点、数据流，使用组态软件的一般步骤，监控组态软件在自动监控系统中所处的地位。基本要求：了解监控组态软件成长的历史背景，理解组态软件的设计思想及特点，掌握使用组态软件的一般步骤；2、监控组态软件的图形界面及其生成系统主要内容：组态软件的系统构成及其简介，图形开发环境，动画连接，组态软件的变量系统，脚本程序，图形调色板，复杂图形对象的组态及应用，图形画面组态技巧基本要求：熟悉组态软件的图形开发环境，理解动画连接、组态软件的变量系统，脚本程序，掌握图形画面组态技巧；3、控件及对象组件主要内容：OLE控件，WINDOWS控件基本要求：理解OLE控件的特点，掌握OLE控件的使用；4、实时数据库主要内容：实时数据库简介、结构、功能、性能考核指标，实时数据库系统的组态、配方，内置数据表；基本要求：理解实时数据库的结构，掌握实时数据库系统的功能，熟练掌握实时数据库系统的组态、配方；5、监控组态软件的I/O设备驱动主要内容：设备驱动程序在组态软件中所处地位及数据流图，设备驱动程序完成的主要功能，现场总线技术及其对设备驱动程序的影响，常见的I/O设备及其与PC间的连接方式，I/O设备驱动程序的使用方法；基本要求：理解设备驱动程序完成的主要功能，掌握常见的I/O设备及其与PC间的连接方式，I/O设备驱动程序的使用方法；6、监控组态软件的网络体系和通信功能主要内容：监控组态软件的网络结构体系划分，应用模式举例，网络程序的使用方法；基本要求：理解监控组态软件的网络结构体系划分，掌握网络程序的使用方法；7、监控组态软件与第三方软件的通信功方式主要内容：概述，DDE标准，OLE及控件标准，ODBC标准，OPC标准基本要求：理解DDE标准、OLE及控件标准，掌握ODBC标准；8、监控组态软件的控制功能主要内容：概述，监控组态软件的控制功能软件模块的基本概念，控制策略生成器的基本功能块，控制策略生成器的使用方法；基本要求：理解监控组态软件的控制功能软件模块的基本概念掌握控制策略生成器的使用方法；9、报警和事件主要内容：报警处理过程，报警组态，安全权限管理与运行系统基本要求：掌握报警处理过程，熟练掌握报警组态的使用。10、监控组态软件应用主要内容：在罐区自动化监控系统中的应用，在工业锅炉控制系统中的应用，在炼油厂氨压机控制中的应用，PSTN联网功能在天然气生产装置联网实时数据采集中应用，在油田聚合物注入采油中实现“四遥”，在医院楼宇自控中的应用基本要求：理解组态系统设计过程，掌握组态的系统设计步骤及方法；课程要求了解工控组态软件及其发展；理解工控软件的功能、组成体系；掌握工控软件的使用方法、及其在自动控制系统设计中的应用。根据所学知识，要求完成习题和综合设计作业。四、课程教学学时安排表2课程学时安排表教学内容教学时数学生任务对应课程目标监控组态软件及其发展1机器视觉的应用领域课程目标1课程目标2监控组态软件的图形界面及其生成系统控件及对象组件分析曲线1组态软件监控界面设计，包括文字、数字、曲线、表格等方式的实现实验一课程目标1实时数据库动作脚本及自定义函数2数据库及动作脚本的实现，用动作脚本实现PID、其他定制控制功能（如模糊控制）实验二课程目标1课程目标1配方及数据存储、查询、报表打印，监控组态软件与第三方软件的通信功方式，权限管理、报警功能2实验三实现配方数据存储、读写实现与第三方数据库的存储、读写。课程目标1监控组态软件的I/O设备驱动1了解工业控制行业测控典型硬件的连接应用，如典型数据采集卡、PLC、智能仪表等。课程目标1监控组态软件的控制功能1掌握组态软件中典型控制功能的实现，如PID，了解较复杂回路的控制策略设计，如前馈、串级等。课程目标1备注：根据学生学情适当调整教学进度，并安排部分教学内容为自学内容，通过大作业来对学生自学情况进行考核。实践环节及基本要求表3实践环节及基本要求表序号实验项目学时基本要求实验性质实验类别课程目标1监控界面组态6熟悉监控界面的组态方法验证必做课程目标（1）2动作脚本及分析曲线4熟悉动作脚本及分析曲线的组态方法设计必做课程目标（1）3报表报警和事件2熟悉报表报警和事件的组态方法验证必做课程目标（1）4配方及数据存储2了解内置数据存储的组态方法验证必做课程目标（1）5Windows控件应用2掌握Windows控件的使用方法验证必做课程目标（1）6控制策略设计2了解策略控制器的使用验证必做课程目标（1）7I/O设备组态及系统安全管理2熟悉I/O设备组态方法和系统安全管理方式验证必做课程目标（1）8外部接口及通信2了解外部接口及通信的使用验证必做课程目标（1）共计24个实验学时六、达成目标的途径和措施《工控软件及其应用》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，针对自动控制及过程监控领域的典型问题，使学生掌握基本典型组态软件的基本应用，工业监控软件的概念及方法，培养学生运用基础知识和专业知识，分析和解决实际问题工程问题的能力和方法。（1）课堂教学主要讲述基本概念，基本原理、和设计方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。（2）设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力。七、考核方法及成绩评定表4考核方法及成绩评定表考核形式考核内容占比评定标准过程考核大作业与机器视觉硬件、算法相关的文献检索、资料查询及运用20%实验成绩考核知识点的应用情况，通过学习实例，编写实验程序。以实验报告形式，验证和掌握知识点。实验指导书平时作业成绩考核课堂教学各知识点的复习程度、听课效果和掌握熟练度。20%中国计量学院学生课程平时成绩考核细则课堂表现成绩以点验到课率，课堂互动回答问题等形式，检验学生学习态度。期末考核期末考试成绩考核各知识点的基本概念、运行原理、典型功能实现。题型为填空、判断和编程。