《工业网络与组态技术》课程标准

-5-《工业网络与组态技术》课程标准二级学院（部）：

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.********学院教务处制二○二二年十一月一、

课程信息表1

课程信息表课程名称工业网络与组态技术开课院部电气学院课程代码460301DQ406考核性质√过程性√终结性□前导课程《PLC技术》《传感器与检测技术》《电机拖动控制》后续课程《自动化生产线安装与调试》《自动控制系统》总学时64课程类型√

理论课是□

实践课是□理论+实践是□理实一体化是√适用专业机电一体化技术专业、电气自动化技术、工业互联网技术表2

课程标准开发团队名单1序号姓名工作单位职称/职务123。二、课程性质1.课程类型本课程是自动化类专业（群）必修一门专业课，是在学习了PLC技术、传感器与检测技术、电机拖动控制等专业课程，具备了电气设备安装调试、传感器的安装与调试、PLC编程控制及工业控制系统设计的基础上开设的一门理实一体化课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向学生工作岗位，培养自我学习能力，具备工业网络相关知识及工业控制系统监控界面设计及组态，为后续自动化生产线安装与调试、自动控制系统等课程学习奠定基础的专业核心课程。2.课程功能定位表3

课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力组态软件售前售后服务具备与人深度沟通交流的能力，维护良好的客户关系；熟练组态软件的基本功能及操作；能够针对用户的问题及故障快速给出解决方案。组态工程师具有PLC实际编程经验，熟悉传感器、变送器、工控通讯等；能够根据控制方案设计组态监控界面，并进行调试；具有与人良好沟通及协作的能力。组态软件设计研发工程师掌握PROFIBUS、OPC、Modbus等协议接口应用配置；精通组态软件的设计，熟悉SCADA、DCS等上位机软件开发流程；具备良好的品格和团队合作精神，能够承受工作压力愿意接受挑战。三、课程目标与内容1．课程总目标通过课程学习，使学生具备良好的自动控制理论及组态软件操作的能力，在职业技能上能达到根据不同工艺要求设计组态不同的控制系统；同时，将方法能力及社会能力培养全面地贯穿。教学全过程，注重培养学生的综合职业素质。2．课程具体目标表4

课程教学目标与内容序号课程总目标知识目标技能目标素质目标项目（模块）1熟练掌握组态软件的基本操作1.了解组态的概念2.熟悉组态的功能及分类3.掌握组态的体系结构4.掌握组态的步骤及方法5.熟悉用户窗口、实时数据库等部分的简单操作1.能够安装组态软件2.会创建并保存工程3.能够组态简单的动画培养学生观察能力和查阅资料的能力组态的基本知识2熟练掌握组态软件的用户窗口组态、实时数据库创建及动画连接1.熟练掌握数据对象的创建2.熟悉数据对象的类型3.熟练用户窗口的创建、命名及窗口属性的编辑4.对象元件库中元件的调用5.创建新的图形并命名保存到对象元件库中6.文本标签的编辑及属性设置7.按钮的组态及属性设置8.绘图编辑条、工具条的使用9.工程的创建、保存及打开10.熟悉合并单元和合并图符11.熟悉策略的定义、分类及简单应用12.脚本语句的应用1.能够创建工程并保存2.能够创建用户窗口并设置窗口的基本属性3.利用按钮实现对水泵启停控制并有状态显示4.利用绘图编辑条和工具条绘制自己喜欢的图形元件并保存到对象元件库中5.能够对图形构件进行排列、合成单元、合成图符等基本操作6.能够实现标题的移动7.实现水泵叶片旋转培养学生善于探索、追求完美的做事态度，和与人沟通合作的能力水泵运行监控系统设计3熟练操作软件并熟练掌握运行策略的组态1.熟练掌握按钮、文本标签、对象元件库的使用，及其属性设置2.熟练创建数据对象并与图形构件创建动画连接3.掌握运行策略的创建、组态方法4.掌握脚本语句的基本类型及应用5.掌握流动块构件的绘制及组态6.掌握定时器构件的使用7.能够组态文本标签的显示输出1.实现动画状态显示2.能够改变流动块方向3.能够设计并绘制完整的监控界面4.流动块能够按照要求显示流动状态5.能够显示定时器的当前值具有思维创新人能够力和探索精神模拟供电系统监控设计4熟练掌握运行策略定时器计数器的使用1.熟练组态按钮、指示灯、标签2.熟练图形的隐藏于显示组态3.掌握图形的大小变化、移动的组态及脚本语句编辑4.掌握标签的显示输出功能组态5.定时器控件的使用6.计数器控件的使用1.实现图形的隐藏与显示2.实现物块上下左右移动3.能够设定时间并监控4.能够统计物块数量5.能够设定要搬运数量6.能够实现机械手壁的伸缩具有良好的审美意识和色彩搭配能力生产搬运机械手监控系统设计5掌握设备组态通讯设置及数据对象连接1.熟练使用PLC编程软件2.熟练设计组态界面3.掌握上位机与下位机通讯设置4.掌握设备组态方法及变量连接1.能够实现上位机与下位机通讯2.指示灯能够按严要求正确显示强化实践动手能力和分析解决问题能力交通灯控制系统设计6掌握报警数据显示及设定相关知识1.掌握滑动块的组态及属性设置2.熟练设备组态及参数设置3.掌握报警控件的组态及属性设置4.掌握报警限值设定函数的组态5.熟悉主控窗口中菜单的设置6.熟悉实时曲线及历史趋势组态8.掌握数据表格的编辑及组态9.掌握操作权限设定及组态1.设计美观的监控界面2.能够模拟显示水罐液位的变化3.能够对数值型数据超出限值进行报警显示并提示4.能够设定报警限值5.设置操作权限具有一丝不苟的工匠精神和认真做事的敬业精神水位控制工程监控系统7掌握变频调速的理论及编程组态1.掌握变频器频率设定方法2.熟悉频率采集的变量连接3.熟练设备组态及通讯参数设置4.变频器参数设置及接线6.下位机变量与组态数据对象连接1.设定变频器参数2.采集变频器运行频率3.实现设备正常通信4.实现界面的频率调节具备独立分析解决问题的能力素养变频调速控制系统8掌握工控网络配置相关知识1.了解现场总线的概念、发展及影响2.熟悉常用现场总线的结构与特点3.熟悉现场总线通信的基本概念及传输技术4.了解工业网络概念2.掌握以太网电缆接头制作方法3.掌握工业以太网网络配置4.熟悉单环冗余网络配置5.熟悉无线网络通信的配置方法6.了解并掌握配置组态一个PROFINETIO系统的方法及通信测试7.掌握光纤的接线方法及构成主干环网的方法1.区分现场总线与工业以太网的概念2.制作以太网电缆接头3.配置以太网网络4.能够配置单环冗余网络5.配置无线网络6.配置PROFINETIO系统7.配置光纤主干环网具有独立实操解决问题的能力素质工控网络技术表5

课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点、考核点学时1组态的基本知识组态的基本知识1.组态的概念2.组态的功能及分类3.组态的体系结构4.组态操作界面介绍5.软件的安装1.软件体系结构2.操作界面工具调调用22水泵运行监控系统设计2.1水泵启停控制1.新建工程并另存到指定位置2.创建开关型数据对象3.新建并重命名用户窗口，对窗口属性进行编辑，设置为启动窗口4.对象元件库调用水泵控件，并连接数据对象5.文本标注：标签的使用及属性设置6.按钮的组态及属性设置1.创建数据对象2.数据对象连接3.文本标签组态4.按钮组态22.2水泵的绘制1.开启和关闭绘图编辑条、工具箱2.合并单元与分解单元的使用3.排列菜单中对齐、旋转、图层等功能的使用4.构成图符与分解图符5.锁定、固化、激活6.新图形创建并保存到对象元件库中7.图形边线颜色、填充颜色变化组态1.查找绘图编辑条2.排列菜单的中各项功能的使用3.创建新图形并保存22.3水泵叶片旋转设计1.熟悉策略的定义及分类2.运行策略创建及属性设置3.简单脚本语句的编写及运行调试4.标题文本属性编辑及水平移动脚本设计5.水泵叶片旋转脚本设计1.策略的分类2.运行策略创建3.脚本语句编程23模拟供电系统监控设计3.1组态界面设计1.创建用户窗口，并对其属性设置2.使用文本标签对标题进行设计3.使用对象元件库的构件及工具箱中的构件设计组态界面4.创建短路保护图元并组态5.创建控制所需数据对象1.流动块的组态2.数据对象类型3.创建新的图形23.2监控界面动画组态1.运行策略中新增策略行，添加脚本程序2.脚本语句的三种类型区别及应用3.流动块构件的绘制及组态4.定时器构件的组态5.组态文本标签的显示输出组态6.标题移动1.脚本语句类型2.流动块动画组态3.定时器组态4.显示输出组态44生产搬运机械手监控系统设计4.1监控画面设计1.创建用户窗口，并对其属性设置2.使用文本标签对标题进行设计3.按钮、指示灯控件绘制及文本标注4.对象元件库中调用并绘制机械手图形5.搬运物块数量设定及显示已搬运物块6.创建控制所需数据对象1.界面美观性2.监控系统完整性3.24.2手动控制机械手1.运行策略的创建2.物块的隐藏与显示3.机械手臂的伸缩动作4.机械手抓的上升、下降及左右移动5.脚本语句的编写1.物块的隐藏与显示2.图形缩放功能3.图形移动44.3自动控制机械手1.运行策略脚本语句的设计2.物块板运输量设定变量连接3.定时器控件的使用4.计数器控件的使用5.已搬运物块数量统计变量连接1.定时器控件组态2.计数器控件组态45交通灯控制系统设计5.1下位机编程及界面设计1.PLC编程软件的使用及熟练2.按钮、指示灯控件的属性设置及组态3.上位机与下位机软件通讯设置1.界面美观性2.通讯参数设置45.2联机调试1.数据库对象创建2.数据库对象与PLC变量建立连接的方法3.下载并联机调试4.优化监控界面及程序1.组态软件与PLC软件数据对象建立连接2.调试、监控46水位控制工程监控系统6.1监控界面设计及简单动画连接1.标题移动设计2.水罐、流动管线、水泵、阀门的文本标注3.滑动块的组态4.水罐液位动态变化数据对象连接5.设备组态1.设备组态2.脚本语句3.界面美观性46.2报警显示及报警限值设置1.报警控件的组态及属性设置2.报警指示灯的组态3.报警定义及显示4.报警限值设定函数的使用5.主控窗口中菜单的定义1.报警定义2.报警函数3.菜单的定义46.3曲线及数据显示1.实时曲线及历史趋势2.实时数据显示3.历史数据报表4.操作权限设定1.实时曲线控件2.实时表格3.历史表格4.操作权限47变频调速控制系统7.1监控界面设计1.电动机、指示灯、按钮、转速表等图形组态2.组态界面变频器频率设定或选择3.组态界面频率反馈值采集4.设备组态及通讯参数设置1.频率设定2.选择下拉框3.输入框47.2变频调速控制1.下位机PLC变频调速控制程序编写2.变频器参数设置及接线3.下位机变量与组态数据对象连接4.调试并优化1.变频器参数设置2.变量数据连接3.脚本语句及策略48工控网络技术8.1现场总线通信系统1.现场总线的概念、发展及影响2.现场总线的结构与特点3.常用的现场总线及特点4.现场总线通信的基本概念及传输技术5.常用现场总线通信系统的组建1.现场总线的结构2.常用现场总线的特点28.1工业以太网组建1.工业网络概述2.工业以太网电缆接头制作3.工业以太网网络配置4.单环冗余网络配置5.无线网络配置1.电缆接头制作2.网络配置48.2实时通信系统及光纤1.PROFINETIO技术2.组态一个PROFINETIO系统的方法3.PROFINETIO系统通信测试方法4.光纤的接线方法5.利用光纤构成主干环网的方法1.配置PROFINETIO系统2.配置光纤主干环网410课程小结211课程考核212小计64四、课程考核课程考核采用“平时+期中+期末”形式，平时成绩占20%、上机考核占50%、笔试占30%。平时考核包括考勤、课堂互动、作业完成情况等；上机考核按照项目的完成情况统计。表6单元教学目标与考核方法一览表单元单元教学目标（学生单元学习达标标准）考核方法课堂互动实践操作作业完成项目考核1.组态的基本知识理解软件体系结构√2.1水泵启停控制1.熟练创建数据对象2.熟练按钮与对象元件库构件插入及动画连接3.操作界面工具调用√2.2水泵的绘制1.排列菜单的中各项功能的使用2.创建新图形并保存√2.3水泵叶片旋转设计了解掌握运行策略中脚本语句的调用及编辑√√3.1组态界面设计1.流动块的组态2.数据对象类型3.创建新的图形√√3.2监控界面动画组态1.脚本语句类型2.流动块动画组态3.定时器组态4.显示输出组态√√4.1监控画面设计1.界面美观性2.监控系统完整性√4.2手动控制机械手1.物块的隐藏与显示2.图形缩放功能3.图形移动√√4.3自动控制机械手1.定时器控件组态2.计数器控件组态√√5.1下位机编程及界面设计1.界面美观性2.通讯参数设置√√5.2联机调试1.组态软件与PLC软件数据对象建立连接2.调试、监控√√6.1监控界面设计及简单动画连接1.设备组态2.脚本语句3.界面美观性√6.2报警显示及报警限值设置1.报警定义2.报警函数3.菜单的定义√√6.3曲线及数据显示1.实时曲线控件2.实时表格3.历史表格4.操作权限√√√7.1监控界面设计1.频率设定2.选择下拉框3.输入框√√7.2变频调速控制1.下位机变频调速控制程序编写2.变频器参数设置及接线3.下位机变量与组态数据对象连接4.调试并优化√√8.1现场总线通信系统1.现场总线的结构2.常用现场总线的特点√8.1工业以太网组建1.电缆接头制作2.网络配置√√√8.2实时通信系统及光纤1.配置PROFINETIO系统2.配置光纤主干环网√√五、实施要求1.授课教师基本要求担任本课程教学任务的教师应具备本科以上学历，从事自动化相关专业、具有1年以上教师工作经历，具有PLC技术课程授课基础。2.实践教学条件要求表7-1

工业网络通信实训室实训室名称工业网络通信实训室面积要求802序号核心设备数量要求备注1工业网络通信实训设备15套2电脑15套表7-2

PLC实训室实训室名称PLC实训室面积要求802序号核心设备数量要求备注1PLC实训装置15套2电脑15套表7-3

机房实训室名称机房面积要求1002序号核心设备数量要求备注1计算机40套3．教学方法根据学情分析和教学内容特征，采取理实一体化教学法、讨论式、参与式、头脑风暴、示范演示等教学法。可选择采用网络教学平台实现线上线下混合式教学。1.以各个教学项目为依托，利用教学项目对知识点进行整合，把知识点具体到每一个实际问题当中，培养解决问题的能力。最大程度发挥学生的积极主动性。加强对学生实际职业能力的培养。2.以学生为教学主体，注重教学中的师生沟通。教师通过组织活动来具体说明知识点，让学生在活动中提高实际操作能力。3.把职业情境的设计与今后专业从事生产的实际相结合，让学生切身体会到未来的岗位需要，更有针对性的学习，从而提高学生岗位