《工业网络与SCADA技术》课程标准

《工业网络与SCADA技术》课程标准课程代码课程名称《工业网络与SCADA技术》适用专业参考学时制（修）订时间2019.4.3制（修）订人核准日期核准人一、课程定位《工业网络与SCADA技术》是智能制造专业的一门专业核心课程，以工业网络技术，计算机网络技术、工业控制编程技术，计算机编程技术为基础，以培养优秀的工业系统维护人员为目标。课程主要讲授SCADA系统概述、工业网络基础、计算机网络基础、工业硬件及编程、SCADA系统集成和工业安全。在讲述基础知识的同时，包含概念解析视频、交互式动画和现场技能实拍，用于培养学生的动手能力，使学生在学到理论知识的同时，掌握相关技术的实际操作，真正做到学以致用。前导课程：《工业网络基础》、《计算机网络基础》、《PLC编程》、《计算机编程基础》后续课程：《智能制造原理及实现》二、课程目标1．知识目标1）掌握SCADA系统的组成、架构及应用2）了解常见的数据传输模式、接口3）掌握常见的工业网络结构与工业通讯的协议及其应用4）掌握计算机网络组成和计算机网络体系结构5）掌握TCP、UDP、ICMP协议的应用6）了解计算机结构定义、组成及应用7）掌握工业设备组成、架构和控制逻辑8）掌握设备故障的基本类型以及应对方法9）了解操作员站编写组成、运行原理和应用10）掌握数据采集和修改方法11）掌握现场设备集成及系统设备信息化集成方法12）了解工业功能安全和工业系统安全13）掌握生产基本的生产事故预防和突发状态处理方法2.能力目标1）能够正确选择数据传输方式及工业通讯协议；2）能够采用计算机网络协议进行通信；3）能够选择合适的工业设备并进行编程；4）能够利用数控加工技术正确加工工件；5）能够对工业设备故障进行简单的检修及协作处理；6）能够搭建设备信息化集成架构，7）能够对集成点进行定位和改造8）能够对工业系统运行有一定的维护能力。3．素质目标1）具有工业网络技术维护、集成的基本素质及安全意识，能遵守不同设备的相关安全条款。2）具有严谨科学的做事态度和良好的行为规范。3）具备独立思考与解决问题的能力。三、课程内容与要求序号课程单元知识能力点学习内容学习目标参考学时编号名称1SCADA系统概述41—1SCADA系统组成及架构SCADA系统定义、组成及架构了解SCADA技术概念及组成、系统功能及特色41—2SCADA系统应用及对比认知SCADA系统的应用及SCADA系统与DCS、PLC、CPS的区别2工业网络基础认知82—1传输模式认知传输模式定义、组成和典型的传输手段能够了解工业通信领域的传输方式、传输接口及通讯协议，掌握通讯协议的应用82—2信号传输接口认知串口与网口，串口的RS_232与RS_4852—3常见的工业网络结构工业网络结构、类型及应用2—4工业通信协议Modbus、现场总线协议及工业以太网协议类型及应用3计算机网络基础认知83—1计算机网络简介计算机网络定义、组成及发展了解计算机网络的定义、组成及发展，掌握计算机通信协议基础类型及应用方法83—2计算机体系结构计算机七层体系结构3—3计算机网络协议TCP、UDP和ICMP协议的类型及应用3—4计算机通信实验UDP的远程通信控制实验4工业硬件及编程84—1计算机结构计算机典型结构构成、及应用掌握冯诺伊曼计算机结构84—2工业设备简介工业设备类型、架构和控制逻辑掌握工业设备类型及控制逻辑4—3工业设备编程PLC编程现场设备连接、编程应用及项目维护方法掌握PLC编程在项目中的实时及维护4—4工业设备故障检修工业设备故障类型、检修注意事项及处理方案掌握设备故障定位、处理的方法。5SCADA系统集成85—1操作员站编写操作员站的组成、运行原理及应用掌握操作员站编写的基本原则，掌握数据采集及修改的基本方法，掌握现场设备集成和工业信息系统集成的基本技能85—2数据采集及修改基于I/O采集和OPC采集方式的比较及应用。5—3现场设备集成工业按钮、PLC信号、及机器人姿态的集成实践5—4工业信息系统集成设备下单、按钮、数据库接口开放及网络集成6工业安全46—1工业功能安全功能安全的定义及保障措施及实践掌握设备功能安全和信息安全的定义以及保障措施。了解机械工业常见事故类型，掌握预防和处理方法46—2工业信息安全工业信息安全定义、保障措施及实践6—3生产事故预防触电事故、工业机器人伤人事故、设备撞击和夹挤事故的预防6—4突发状态处理设备撞击事故处理、人员夹挤事故处理、用电事故处理合计40四、教学条件1.师资队伍该课程由专任教师与兼职教师共同实施。工业网络与SCADA技术理论部分主要由专任教师完成，实际操作部分，由兼职教师完成部分内容教学。（1）专任教师担任本课程的主讲教师需要熟练掌握工业网络技术，计算机网络技术、工业控制编程技术，计算机编程技术等相关知识，同时应具备应用经验和较丰富的教学经验。在教学组织能力方面，本课程的主讲教师应具备基本的设计能力，即根据本课程标准制定详细的授课计划，对每一堂课的教学过程精心设计；还应具备较强的施教能力、课堂掌控能力和应变能力。（2）兼职教师承担本课程教学的兼职教师应具备中级及以上职称（或具备与中级职称对等的技能证书），主要承担教学单元中实践部分任务的教学。2.实训条件建议（1）校内实训条件（按照50人一个教学班配置）序号主要实训设备名称推荐型号规格单位推荐数量备注1智能制造小型产线2智能制造信息集成系统（2）校外实训条件序号条件要求承担的教学内容1拥有智能制造小型产线，能够进行设备查看，运行演示功能，同时具备现场讲解的场地条件工业设备、编程的展示及验证教学，现场环境操作产线2拥有智能制造的信息化系统，能够进行软件操作，编程集成演练软件集成操作、编程演练3.课程教学资源序号资源网站名称网址主要内容12五、课程教学建议1.教材选用和编写建议教材：《工业网络与SCADA技术》校本教材参考书：《机·智：从数字化车间走向智能制造》朱铎先赵敏机械工业出版社《工业控制系统及应用——SCADA系统》王华忠陈冬青中国工信出版社1）必须依据本课程标准编写教材或讲义，教材或讲义应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。2）教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。理论知识以必须、够用为原则，增加实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。3）教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对智能加工技术的认识和理解。教材表达必须精炼、准确、科学。2.教学方法与手段采用以行动导向教学方法，在教学过程中，将理论和实践、课堂和实训室、学校和企业紧密地结合在一起，实现理论实践系统化教学。1）应立足于加强学生实际操作能力的培养，以工作任务驱动，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机“教、学、做”一体化模式在实验室边学边做，老师边讲解、边演示，学生边学习、边实践、边提问，使学生在“教、学、做”一体的教学环境下学习。2）学生组织上，以3～5人为一组，构建学习工作团队。以完成项目为目标，以任务为驱动，分工协作，反转课堂，激发学生活力。3）要应用虚拟仿真、多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生熟悉工业现场拓展视野。4）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。3.教学评价实现实践考核与知识考核相结合，过程考核与阶段考核相结合的考核方式。以项目为单位，以任务为考核单元，结合工艺、仪器的使用、测试方案、总结汇报、团队协作、多样化单元考核。各项目考核成绩按大纲要求，按比例计入总成绩。1）改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式。2）关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。3）应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。考核项目考核方式比例过程考核学习态度根据作业完成情况、课堂回答问题、学生出勤情况，由教师综合评定学生的学习态度得分。10%单元实践根据学生实践情况、由学生自评、他人评价和教师评价相结合的方式评定成绩