《组态控制技术》教学大纲

《组态控制技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05156181课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论16学时，实验16学时）先修课程：电气控制与PLC等后续课程：自动化系统集成等适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《组态控制技术》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程其任务主要讨论了组态软件的原理与应用方法，以及现代组态软件在控制技术方面的应用等方面的知识。通过本课程的学习，使学生掌握从事各种电气控制和工程控制等工作所必须的组态软件的使用方面的专业知识和能力。同时本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、综合应用能力、总结归纳能力等方面起重要作用，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的综合运用，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握从事各种电气控制和工程控制等工作所必须的组态软件的使用方面的专业知识，并用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标2：能够理解并自觉遵守行业的工程职业规范和技术规范，树立正确的劳动观念和团队合作意识，基于科学原理和测控技术与仪器专业知识，调研、分析和设计测控类复杂工程问题的解决方案；并能够根据设计的解决方案，结合工程实际，设计合理的实验方案，选择实验设备，构建测控系统。课程目标3：具备使用工业组态软件工具设计工业过程自动化监控系统，开发上位机监控软件的能力。三、课程目标与毕业要求《组态控制技术》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：掌握从事各种电气控制和工程控制等工作所必须的组态软件的使用方面的专业知识，并用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。M3.设计/开发解决方案3.2能够根据特定需求，完成对复杂电气工程系统与单元（部件）的设计、调试与优化。课程目标2：能够理解并自觉遵守行业的工程职业规范和技术规范，树立正确的劳动观念和团队合作意识，基于科学原理和测控技术与仪器专业知识，调研、分析和设计测控类复杂工程问题的解决方案；并能够根据设计的解决方案，结合工程实际，设计合理的实验方案，选择实验设备，构建测控系统。M5.使用现代工具5.2能够选择与使用恰当的现代仪器、工程工具、信息资源、信息技术工具对复杂电气工程问题进行分析、计算和设计。课程目标3：具备使用工业组态软件工具设计工业过程自动化监控系统，开发上位机监控软件的能力。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.基本概念1.1组态软件的基本概念1.2组态软件的应；1.3组态软件的开发的一般步骤教学要求：使学生了解组态软件的基本概念和基本使用方法。212.项目的基本组态2.1项目建立与移植2.2变量管理2.3工程画面组态教学要求：使学生掌握组态软件开发控制工程的基本知识和能力。重点：变量管理，画面和动作组态。难点：变量管理，动作组态。421、2、33.全局脚本3.1C脚本3.2VBS脚本；3.3VBA脚本教学要求：使学生掌握WINCC脚本的编辑和应用相关知识与能力。重点：全局脚本。难点：C脚本。221、2、34.报警与数据记录4.1报警的设定与记录4.2数据记录教学要求：使学生理解并掌握组态软件的报警、事件与数据的记录机制，并掌握使用方法。重点：报警设定，数据记录。难点：报警记录，数据记录。221、2、35.报表系统5.1报表的编辑、组态和打印5.2外部数据库报表的使用5.3报表函数教学要求：掌握组态软件中报表功能的使用方法。重点：报表的编辑、组态和打印。难点：报表函数，ODBC报表。221、2、36.开放性应用6.1OLE6.2API6.3OPC6.4ActiveX教学要求：使学生掌握组态软件的第三方接口技术。重点：OPC。难点：API，OPC。241、2、37.系统组态7.1客户机/服务器组态7.2浏览器/服务器组态教学要求：使学生掌握组态软件工程应用系统架构的相关知识和组态方法。重点：客户机/服务器组态、浏览器/服务器组态。难点：客户机/服务器组态、浏览器/服务器组态。221、2、3合计16162.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.工程项目组态实验内容：建立WINCC工程，导入PLC工程数据。实验要求：了解WINCC工程的建立和数据的导入。222.监控画面组态实验内容：组态WINCC工程监控画面。实验要求：了解WINCC工程监控画面的组态方法。223.脚本功能实现实验内容：通过C脚本，建立数据连接与动画。实验要求：了解WINCC脚本的编辑和应用。224.报警与数据记录功能组态实验内容：组态工程项目的报警功能与数据记录功能。实验要求：了解WINCC报警功能和数据记录功能的组态方法。225.报表功能组态实验内容：组态工程项目的报表功能。实验要求：了解WINCC报表功能的组态方法226.OPC功能的应用实验内容：组态工程项目的第三方程序与数据接口功能。实验要求：了解WINCC对OPC技术的应用227.ADO数据库接口组态实验内容：组态工程项目的数据库接口功能功能。实验要求：了解WINCC工程通过ADO与数据库的接口方法228.C/S架构组态实验内容：组态工程项目的网络功能功能。实验要求：了解WINCC工程项目中C/S架构的建设方法22合计16五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解组态软件的原理与特点，并在此基础上，具备合理应用组态软件解决实际问题的初步能力。实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；如何组织实验、处理数据和分析实验现象；介绍常用设备和相关软硬件的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）刘华波.组态软件WinCC及其应用[M].北京:机械工业出版社,2018.2.参考书：（1）韩相争.PLC与触摸屏、变频器、组态软件应用一本通[M].北京:\o"机械工业出版社"化学工业出版社,2018.（2）西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团.深入浅出西门子WinccV6[M].北京:\o"国防工业出版社"北京航空航天大学出版社,2004.（3）向晓汉.西门子WinCCV7.3组态软件完全精通教程[M].\o"电子工业出版社"化学工业出版社,2018.3.期刊：（1）仪器仪表学报,中国仪器仪表学会主办（2）电子测量与仪器学报,中国电子学会与中国仪器仪表学会联合主办（3）电子学报,中国电子学会主办（4）仪表技术与传感器,沈阳仪器仪表工艺研究所主办（5）Measurement,Elsevier主办（6）IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement,IEEE主办4.网络资源：（1）亿万论坛./Boards.asp.（2）中国工控网./（3）中国传感器在线./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂考核10（1）根据课堂测验情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√244实验20（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的总值作为此环节的最终成绩；（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√20作业10（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√235期末考核60（1）期末考核成绩100分，以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核传感器基本原理、特性、测量电路、应用等内容；（3）考试题型为综合设计题型。√√√252015合计：100分314525八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂测验、实验、作业、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核成绩为100分（权重60%），试题类型为综合设计型，综合考察学生利用课程所涉及技术解决实际问题能力；课堂测验、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂测验25准确率大于90%。准确率大于80%。准确率大于70%。准确率大于60%。准确率小于60%。作业25作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业2次以内，准确率大于70%。不交作业4次以内，准确率大于60%。准确率小于60%。实验50实验预习认真，能够熟练掌握