《工业数据采集技术》课程标准、授课计划

《工业数据采集技术》课程标准CurriculumStandards《工业数据采集技术》课程标准开课学院课程名称工业数据采集技术课程代码适用专业（群）及班级工业互联网技术学制学历及教育类别三年制高职教育课程学分4学分课程学时64课时编制人/修订人平台/模块主任审核系（群）主任审核二级学院教学院长审定制订/修订时间

目录一、课程概述 一、课程概述（一）课程性质与定位《工业数据采集技术》是工业互联网技术专业的核心课程，隶属于物联网应用技术专业群工业互联网工程实施与运维模块。通过本课程的学习，学生能够掌握工业传感器的选型及安装调试，了解现场总线技术及远程I/O技术，掌握基于不同载体完成数据采集的方法，为奠定基础工业互联网预测性维护技能等级证书。（二）课程基本教学理念针对工业互联网技术相关岗位群，以职业能力分析为依据，设定课程培养目标，将专业目标（课程考试考核）和证书目标（证书能力评价）相结合，本课程是基于工业数据采集技术，选择工业互联网预测性维护（中级）实训设备-智能装配线作为载体，并根据学生职业能力发展需要，融入了自主学习、信息处理、与人交流、团队合作等内容。课程结构和内容，由易到难、由浅入深安排技术和工程项目，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力，以项目案例系统化理念为指导，以教学做一体化为典型特征，与行业企业合作共同开发与设计。二、课程目标（一）知识目标（1）了解工业数据采集产业现状以及发展趋势，能准确描述工业数据采集产业包含哪些产业；（2）掌握工业传感器选型原则，并会根据工艺要求选择合适的工业传感器；（3）掌握常用的现场总线技术，并能通过常用现场总线技术完成终端设备关键数据采集；（4）掌握远程IO模块选型原则，并能通过远程IO模块采集现场传感器数据；（5）掌握PLC模拟量数据采集方法，并能通过PLC采集现场传感器数据；（6）掌握条码、RFID数据采集方法；并能通过条码枪和RFID读写头完成工厂生产数据的采集；（7）掌握工业采集板卡数据采集方法，并能通过工业采集板卡采集现场传感器数据。（二）能力目标（1）能够撰写工业数据采集应用领域调研报告；（2）具备查阅产品手册，合理选用元器件的能力；（3）具备关键数据采集设备应用能力；（4）具备数据采集常用编程能力；（5）具有工业数据采集方案创新能力。（三）素质目标（1）培养精益求精的大国工匠精神；（2）培养科技报国的家国情怀和使命担当；（3）培养学生践行社会主义核心价值观；（4）崇尚宪法，遵法守纪、履行道德准则和行为规范；（5）树立正确的劳动观，崇尚劳动、尊重劳动；（6）培养自主学习的能力；（7）培养强烈的事业心和严谨的工作作风；（8）培养创新意识、创新精神、创新方法；（9）善于与人交流与合作。三、课程内容（一）课程结构《工业数据采集技术》以认知工业数据采集、采集智能装配线环境数据（远程IO模块）、采集智能装配线电机运行数据（PLC）、采集智能装配线立体仓库管理数据（标识载体）、采集智能装配线设备运行数据（工业网关）、采集电力变压器运行数据（工业采集板卡）等六个教学项目为载体，将工业数据采集技术的知识要点融合在项目实施中。（二）教学内容模块/项目任务名称任务目标教学内容教学方法课时备注项目一：认知工业数据采集任务1：认知工业数据采集关键技术知识目标：1了解数据采集系统的定义2了解工业数据采集体系架构3掌握工业数据采集的关键技术能力目标：1能准确描述工业数据采集的体系架构2能准确识读工业数据采集设备的技术手册素质目标：1培养学生精益求精的工匠精神2培养学生科技报国的使命担当3培养学生的爱国意识和社会责任感理论内容：1工业数据采集的定义2工业数据采集系统组成3工业数据采集的体系架构4工业数据采集的关键技术实践内容：1完成学习团队组建并编制工业数据采集产业现状以及发展趋势调研2根据教师提供的技术手册，分组讨论关键技术参数。趣味案例教学法、“问号”学习法、讨论法4任务2：分析工业数据采集应用场景知识目标：1了解工业数据采集的特点2熟悉工业数据采集的范围3掌握工业数据采集的应用场景能力目标：能准确描述工业数据采集系统的应用场景。素质目标：1培养学生主动思考的工作习惯；2培养学生耐心细致的工作态度；3培养学生团结协作的团队精神。理论内容：1工业数据采集的特点2工业数据采集的范围3工业数据采集应用案例实践内容：分析智能装配生产线应用场景，绘制智能装配生产线数据采集系统体系结构图。演示法、实践法2项目二：采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务1：智能装配线环境监测系统功能需求分析知识目标：1了解工业环境监测的内容2掌握智能装配线环境监测内容3掌握智能装配线环境监测系统功能需求能力目标：能完成智能装配线环境监测系统功能需求分析素质目标：1培养学生主动观察的工作习惯2培养学生科技报国的爱国情怀3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1工业环境监测的内容2智能装配线环境监测内容3智能装配线环境监测系统功能需求实践内容：分析智能装配线环境监测系统功能需求，编制功能需求说明书。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价2任务2：环境监测传感器选型知识目标：1了解传感器的概念、组成和分类2熟悉常用的环境监测传感器3掌握传感器的选型依据

能力目标：1能确定智能装配线环境监测的监测对象2能根据需要选择合适的环境监测传感器素质目标：1培养学生积极沟通的工作习惯2培养学生科技报国的爱国情怀3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1工业环境监测的内容2智能装配线环境监测内容3智能装配线环境监测系统功能需求实践内容：完成智能装配线环境监测系统传感器选型重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价2任务3：远程IO模块选型知识目标：1了解远程IO的概念及优点2熟悉远程IO模块的分类3掌握远程IO模块的通信协议4掌握远程IO模块的性能参数

能力目标：1能够分类远程IO模块2能根据需要选择合适的远程IO模块素质目标：1培养学生主动观察的工作习惯2培养学生耐心细致的工作态度3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1远程IO的概念及特点2远程IO模块的分类3远程IO模块的通信协议4远程IO模块的性能参数实践内容：完成智能装配线环境监测系统远程IO模块选型。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价2任务4：远程IO模块接线及软件安装知识目标：1了解ADAM6024通讯模块2掌握远程IO的接线3熟悉远程IO模块的应用软件

能力目标：1能够完成远程IO模块的接线2能完成远程IO模块应用软件的安装素质目标：1培养学生精益求精的工匠精神2培养学生耐心细致的工作态度3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1ADAM6024通讯模块2远程IO模块的接线3远程IO模块的应用软件实践内容：完成远程IO模块的接线和应用软件安装。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价4任务5：搭建远程IO模块数据采集系统知识目标：1了解远程IO模块数据采集系统的架构2掌握远程IO模块数据采集系统的组成能力目标：1能够完成远程IO模块数据采集系统的搭建2能使用远程IO模块数据采集系统完成环境参数采集素质目标：1培养学生主动观察的工作习惯2培养学生耐心细致的工作态度3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1远程IO模块数据采集系统的架构2远程IO模块数据采集系统的组成实践内容：基于远程IO模块完成智能装配生产线环境参数的采集。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价2项目三：采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务1：电机运行参数采集系统功能需求分析知识目标：1了解系统功能需求的内容2掌握需求分析的方法3掌握影响电机正常运行的参数类型

能力目标：能完成电机运行参数监测系统功能需求分析功能需求分析素质目标：1培养学生主动观察的工作习惯2培养学生精益求精的工匠精神3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1功能需求的内容2功能需求分析的方法3智能装配线环电机运行参数实践内容：分析电机运行参数监测系统功能需求，编制功能需求说明书。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价2任务2：电机运行状态传感器选型知识目标：1了解电机运行状态传感器的基本概念和种类2熟悉电机运行状态传感器的选型依据

能力目标：能够根据项目需求完成电机运行参数传感器选型素质目标：1培养学生主动思考的工作习惯2培养学生耐心细致的工作态度3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1）电机运行状态传感器的基本概念和种类2）电机运行状态传感器的选型依据实践内容：完成电机运行参数传感器选型重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂2任务3：PLC的配置知识目标：1了解PLC的拓展模块2熟悉模拟量输入模块3掌握HMI基本组态方法4熟悉PLC通信的基本概念

能力目标：1能够根据需要正确添加PLC的拓展模块2能根据需要完成HMI组态3能够完成PLC通信配置素质目标：1培养学生严谨、认真、仔细的工作态度2培养学生耐心细致的工作态度3强化学生的6S管理意识理论内容：1PLC的拓展模块2模拟量输入模块3HMI组态4PLC通信实践内容：1完成PLC拓展模块的添加及HMI组态2完成PLC的通信连接及开放式通信配置。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂4任务4：电机振动数据采集知识目标：1了解模拟量量程转换2熟悉模拟量量程的转换指令3掌握HMI报警画面组态方法4熟悉HMI历史数据组态方法5掌握HMI趋势视图组态方法

能力目标：1能够根据需要使用PLC采集电机振动数据2能够完成HMI报警画面组态3能够根据采集电机运行振动参数的历史数据4能够完成HMI趋势视图组态素质目标：1培养学生仔细观察的工作习惯2培养学生耐心细致的工作态度3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1模拟量量程转换2模拟量量程转换指令3HMI报警画面组态4HMI历史数据5HMI趋势视图实践内容：1使用PLC采集电机振动数据并完成报警组态2收集历史数据，组态趋势视图重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂4任务5：电机运行状态上传（OPC通信）知识目标：1了解OPC通信协议2熟悉OPC通信对象3掌握OPC通信类型

能力目标：1能够完成KEPServerEX软件安装2能够利用OPC通信将电机运行参数上传到KEPServer素质目标：1培养学生严谨细致的工作态度；2培养学生遵规守纪、规范操作的职业素养；3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1OPC通信协议2OPC通信对象3OPC通信类型实践内容：利用OPC通信将电机运行参数上传到KEPServer重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂2项目四：采集智能装配线立体仓库管理数据（标识载体）任务1：立体仓库管理数据采集系统功能需求分析知识目标：1了解自动化立体仓库信息管理系统的结构2掌握标识载体的基本概念3熟悉常见的标识载体

能力目标：能标识载体数据采集系统功能需求分析素质目标：1培养学生主动思考的工作习惯2培养学生科技报国的爱国情怀3培养学生严谨扎实的工作作风理论内容：1自动化立体仓库信息管理系统的结构2标识载体的基本概念3常见的标识载体实践内容：分析标识载体数据采集系统的功能需求，编制功能需求说明书。重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践2任务2：立体仓库管理数据采集（条码）知识目标：1了解条码技术的基础知识2熟悉条码识读原理3掌握条码数据采集系统设计方法4熟悉条码识读设备的选型5掌握条码数据采集系统的构建过程

能力目标：1能够根据需要完成条码数据采集系统架构设计2能根据需要完成条码数据采集系统网络连接设计3能够根据需要选择合适的条码识读设备4能根据需要完成条码数据采集系统构建素质目标：1培养学生认真严谨的工作态度2培养团队合作的职业素养3培养学生解决实际问题的能力理论内容：1条码技术基础2条码识读原理3条码数据采集系统设计方法4条码识读设备选型5条码数据采集系统的构建实践内容：1完成条码数据采集系统方案设计2完成条码数据采集系统构重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践4任务3：立体仓库管理数据采集（RFID）知识目标：1了解RFID技术的基础知识2熟悉RFID系统工作原理3掌握RFID数据采集系统设计方法4熟悉RFID关键技术选择5掌握RFID数据采集系统的构建过程能力目标：1能根据需要完成RFID数据采集系统架构设计2能根据需要完成RFID数据采集系统网络连接设计3能够根据需要选择合适的关键技术4能根据需要完成RFID数据采集系统构建素质目标：1培养学生良好的沟通能力2培养学生一定风险应对能力3培养学生耐心细致的工作态度理论内容：1RFID技术基础2RFID系统工作原理3RFID数据采集系统设计方法4RFID关键技术选择2RFID数据采集系统的构建实践内容：1完成RFID数据采集系统方案设计2完成RFID数据采集系统构重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践4项目五：采集电力变压器运行数据（工业采集板卡）任务1：电力变压器传感器选型知识目标：1熟悉电压传感器的基本概念及分类2理解电压传感器的选型指标3熟悉电流传感器的基本概念及分类4理解电流传感器的选型指标能力目标：1能够根据需要选择合适的电压传感器2能够根据需要选择合适的电流传感器素质目标：1培养学生严谨细致的工作态度2培养学生主动观察的工作习惯3培养学生团结协作的团队精神理论内容：1电压传感器的基础知识2电压传感器得选型依据实践内容：根据任务需求完成电压传感器的选型重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践4任务2：工业采集板卡选型知识目标：1熟悉工业采集板卡得基本原理2理解工业采集板卡的分类3掌握工业采集板卡得选型依据能力目标：能够根据需要选择合适的工业采集板卡素质目标：1培养学生自主学习的工作态度2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生团结协作的合作能力理论内容：1工业采集板卡得基本原理2工业采集板卡的分类3工业采集板卡得选型依据实践内容：根据任务需求完成工业采集板卡的选型重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践2任务3：电力变压器数据采集知识目标：1熟悉工业采集板卡得硬件接口2理解LabVIEW软件的基本使用

能力目标：能够用数据采集板卡采集电力变压器运行数据素质目标：1培养学生自主学习的工作态度2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生团结协作的合作能力理论内容：1工业采集板卡得硬件接口2LabVIEW软件的基本使用实践内容：根据任务需求完成工业采集板卡的安装电力变压器运行数据重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、总结评价4项目六：采集生产线设备运行数据（工业网关）任务1：工业网关选型知识目标：1熟悉工业网关的基础知识2理解工业网关的分类3掌握工业网关的选型依据

能力目标：1能够完成工业网关的硬件选型2能够分析网关的相关参数素质目标：1培养学生科技报告的爱国热情2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生分析解决问题的基本能力理论内容：1初识工业网关2工业网关的分类3工业网关的选型依据实践内容：根据任务需求完成工业网关的选型重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂2任务2：软硬件安装及配置知识目标：1熟悉工业网关的硬件接口2熟悉工业网关配置软件

能力目标：1能够完成工业网关的硬件连接2能够完成工业网关配置软件的安装3能够完成网关工程的建立素质目标：1培养学生主动沟通的工作方法2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生分析解决问题的基本能力理论内容：1工业网关的硬件接口2工业网关配置软件实践内容：根据任务需求完成工业网关配置软件的安装及网关工程的建立重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂2任务3：以太网通信设备数据采集知识目标：1熟悉串口通信及其通信协议2熟悉工业网关与电能表的连接3熟悉串口IO模块数据采集4熟悉工业网关与ADAM4017的连接

能力目标：1能够完成工业网关和远程IO模块的硬件连接2能够通过工业网关采集远程IO模块数据3能够完成工业网关和PLC的硬件连接4能够通过工业网关采集PLC数据素质目标：1培养学生主动沟通的工作方法2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生分析解决问题的基本能力理论内容：1工业网关数据采集系统组网方法2工业网关的以太网接口连接方法3工业网关以太网接口配置4工业网关与PLC连接实践内容：1根据任务需求完成工业网关采集远程IO模块数据2根据任务需求完成工业网关采集PLC数据重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂4任务4：串口通信设备数据采集知识目标：1熟悉串口通信及其通信协议2熟悉工业网关与电能表的连接3熟悉串口IO模块数据采集4熟悉工业网关与ADAM4017的连接

能力目标：1能够完成工业网关和电能表的硬件连接2能够通过工业网关采集电能表数据3能够完成工业网关和ADAM4017的硬件连接4能够通过工业网关采集串口IO模块数据素质目标：1培养学生主动沟通的工作方法2培养学生严谨扎实的工作作风3培养学生分析解决问题的基本能力理论内容：1串口通信及其通信协议2工业网关与电能表的连接3串口IO模块数据采集4工业网关与ADAM4017的连接实践内容：1根据任务需求完成工业网关采集电能表数据2根据任务需求完成工业网关采集串口IO模块数据重点讲解、关键环节演示法、讨论法、实践、翻转课堂4四、考核与评价（一）考核构成为全面考核学生的学习情况，本课程主要以过程考核和理论考核相结合，考核涵盖项目任务全过程，考核构成为：过程考核（50%）+理论考核（50%）（二）考核过程1.过程考核考核内容课堂出勤情况线上课程学习情况课堂表现情况作业完成情况占比5%20%20%5%2.理论考核考核内容项目1项目2项目3项目4项目5项目6占比5%10%10%10%5%10%3.职业素质考核考核内容6S管理考勤课堂纪律扣分扣分扣分扣分五、教学实施与保障（一）教学组织本课程在教学中，将实验室、实训室与教室整合为理论与实践融合互动的一体化情景氛围教学平台。即理论与实践融合互动的一体化情景氛围的教学实训室。实训室配置了常用工具、工业互联网预测性维护实训装置等设施。创造了任务和条件就在手边的氛围环境，使学生产生强烈的实践学习的欲望、兴趣和冲动，激发了学生学习的潜能。整个教学过程采用项目化教学，基于行动导向理念，实施任务驱动教学。（二）课程师资1．具有数据采集的专业知识；2．具备数据采集、调试、检测等方面的全面知识；3．熟悉数据采集技术的典型行业应用；4．具备项目教学法的设计应用能力。（三）教学设施1．场地名称：工业互联网技术实训室（12-504）2．设施要求：学生4人左右一组，每组配备工业互联网预测性维护实验台1套、安装工具扳手、螺丝刀、剪刀等各一套。（四）教学资源.1.教材《工业数据采集技术》，吴卓坪、杜雪飞、党娇、洪丹/主编，ISBN：9787121466144，电子工业出版社，2023年。2.信息化资源/course/ZJU-12064528333.参考资源（1）《工业数据采集与监视控制系统》，林燕文、万瑾、彭赛金，高等教育出版社，2019年。（2）课程项目实施手册、参考资料、项目评价表、教学课件、行业应用视频等。学期授课计划表一基本信息与审批执行时间学年第1学期课程信息课程名称工业数据采集技术学分4课程代码开课学院课程标准制（修）订人最新制（修）订时间课程类别与性质□公共基础平台课（公共必修课）£专业群基础平台课（专业必修课）R专业群方向课（专业必修课）□素质拓展课（公共选修课）□专业拓展课（专业选修课）考核方式R考试□考查适用授课专业及班级任课教师使用教材书名《工业数据采集技术》出版社电子工业出版社编著者吴卓坪等出版时间2023年11月课程标准规定总课时64，其中理论教学64课时，实践教学64课时。课程教学周数16（起止周：第2-17周）周课时数4课时分配理论教学28编制说明：1.本课程采用理实一体混合式授课教学模式，课程安排在多媒体教室，具备多媒体网络教学设备等资源。2.本课程在课程标准规定的课时外，另增加的学生线上学习24学时作为学生课后自学。线上学习学时不纳入总课时。实践教学32节假日等机动课时4合计643.课程教学网址：/detail/236221462学生课外线上学习学时数24编制教师签字制订时间平台/模块主任审核签字系（群）主任审核签字二级学院教学院长审定签字备注：功能性学院系（群）主任审核不签。

表二课程学期授课计划表周次周内课次本次课时授课方式授课内容课外作业课外线上学时备注第二周12线上线下理实一体项目1认知工业数据采集任务1认知工业数据采集关键技术1.1工业数据采集产业现状以及发展趋势调研（培养学生科技报国的使命担当）线上自学：智能制造基础222线上线下理实一体项目1认知工业数据采集任务1认知工业数据采集关键技术1.2工业数据采集关键技术分析线上自学：工业互联网架构2第三周12线上线下理实一体项目1认知工业数据采集任务2分析工业数据采集应用场景项目1思维导图22线上线下理实一体项目2采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务1智能装配线环境监测系统功能需求分析（厚植爱国主义情怀）线上自学：工业物联网感知列举生活中常见的环境监测需求2第四周12线上线下理实一体项目2采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务2环境监测传感器选型分析环境传感器数据传输方式22线上线下理实一体项目2采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务3远程IO模块选型（培养学生主动观察的工作习惯）第五周12线上线下理实一体项目2采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务4远程IO模块接线及软件安装（培养学生耐心细致的工作态度）22线上线下理实一体项目2采集智能装配线环境数据（远程IO模块）任务5搭建远程IO模块数据采集系统（培养学生主动观察的工作习惯）线上自学：工业电气识图项目2思维导图2第六周12线上线下理实一体国庆节放假22线上线下理实一体国庆节放假第七周12线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务1电机运行参数采集系统功能需求分析（培养学生精益求精的工匠精神）22线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务2：电机运行状态传感器选型线上自学：工业网络通信2第八周12线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务3：PLC的配置3.1组态配置（培养学生严谨、认真、仔细的工作态度）22线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务3：PLC的配置3.2通信配置线上自学：PLC的MODBUSTCP通信采用不同方式实现两个PLC的通信连接。2第九周12线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务4：电机振动数据采集（培养学生团结协作的团队精神）4.1使用PLC采集电机振动数据线上自学：OPCUA服务器配置222线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务4：电机振动数据采集（培养学生团结协作的团队精神）4.2电机运行振动监测线上自学：工业网络通信2第十周12线上线下理实一体项目3采集智能装配线电机运行数据（PLC）任务5：电机运行状态上传（OPC通信）项目3思维导图22线上线下理实一体项目4采集智能装配线立体仓库管理数据（标识载体）任务1立体仓库管理数据采集系统功能需求分析线上自学：网络拓扑规划2第十一周12线上线下理实一体项目4采集智能装配线立体仓库管理数据（标识载体）任务2立体仓库管理数据采集（条码）2.1条码数据采集系统方案