《工业组态软件应用技术》课程培训大纲

一、培训课程基本信息
       1.培训课程名称：工业组态软件应用技术
       2.适应对象：非电气自动化技术专业大二学生
       3.总学时：60课时
       4.教学条件：PLC理实一体实验室
二、培训课程设计的理念
       1.课程定位
       工业组态控制是计算机的一个重要应用领域，利用计算机和组态软件对工业生产过程进行监视控制是一个全新的控制方法，因此基于组态软件的人机界面技术是自动化控制技术的重要组成部分，也是高端技能型人才所必须掌握的基本要素。通过本课程的学习使学生了解监控组态软件地位、作用、产生与发展趋势,掌握工业组态技术的基本操作方法和基本实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为毕业后进一步从事自动化专业工作打下必要的基础。
       2.课程培训理念
根据电气自动化、机电一体化专业学生所必须具备的综合职业能力，按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以具体的生产线设备为载体，以完整的工作过程为行动体系”的总体设计要求，以培养应用技能和职业岗位能力为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的紧密性，课程培训内容以我国优秀的组态软件“组态王”作为具体示例，系统地讲述组态软件的系统结构、原理、功能及技术指标。着重就自动化工程中普遍遇到的要求，介绍如何利用监控组态软件的标准功能模块进行定制实现，满足工程上的要求。培训中采用理实一体化，同时突出了实践性教学。
三、培训课程设计思路
      教学内容的设计上，按照“项目导向+任务驱动”的模式，以具有工业对象的典型控制系统为载体，将职业行动领域的工作过程融合在训练项目中。项目教学按“控制任务分析——器件选择——PLC程序与组态程序编写仿真——硬件安装——系统调试”来设计任务要求。以技能点为主线安排教学，同时讲解必要的知识点，边练边学。
根据学生心理、身体、知识和能力的结构现状和需求采用了讲授法、现场教学法、项目任务驱动法、小组讨论法。
该课程采用了过程考核与终结考核相结合教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式。
四、培训课程目标
      (一)总目标
       通过本课程的培训学习，使学生在了解和掌握组态软件原理和使用的基础上，使学生掌握组态软件控制技术的理论知识、操作技能，并具备工业自控系统组态、控制软件编程、参数设置调整能力，为培养学生具有较完备的计算机组态软件技术知识、一定的设计能力、拓展能力以及较好的自动化技术设计和实践能力打下扎实基础，并注重职业素养和诚信教育，提高学生的综合素质。
      (二)具体目标
      1、知识目标
      1）掌握课程中组态软件常用的基本术语、定义、概念和规律，在今后的学习和工作中应能较熟练地应用这些概念和术语；
      2）掌握组态软件组态原理及方法，通过工程实例，学会制作简单工程的组态；
      2、过程与方法目标
      1）通过具体的工程项目，学习组态监控系统的基本知识和实现过程，逐步发展从不同的角度提出问题，分析问题，并能运用所学知识和技能解决问题的能力。
      2）把握组态技术的整体知识结构，发展严谨的逻辑思维能力和培养严谨求实的科学态度。
      3）养成独立思考的学习习惯，能对所学内容进行较为全面的比较、概括和阐释。
      3、情感态度与价值观目标 
      1）掌握组态技术的基本原理和使用方法，领悟各个不同场合使用的情况下工业控制系统的设计思想，学会分析和解决实际问题。
      2）感悟计算机技术在工控领域中的广泛应用，进一步认识工业新技术的科学价值、应用价值。在实际工程实践中培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度、精神，帮助学生树立科学的世界观。
      3）在掌握知识的过程中，既有能力的训练，也有方法的了解和运用，更有态度、情感和价值观的体验与培养。掌握知识不是课程学习的唯一和最终目标，而是全面提高专业素养的基础和载体。
      4、职业道德与素质养成目标 
      1）具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风；
      2）具有良好的心理素质、职业道德素质以及高度责任心和良好的团队合作精神；
      3）具有一定的判断、分析、解决问题的能力；
      4）具备良好的服务意识、市场观念和良好的职业道德素养。
五、培训课程教学内容
       1．教学内容
       工业组态应用技术培训教学内容主要是讲解组态软件的发展和特点、建立控制系统新工程、建立动态联接、模拟设备、编写控制流程、报警显示与报警数据、报表输出、曲线显示、报表输出、曲线显示、安全机制、构造实时数据库、设备窗口组态、脚本程序、编辑软件组态王使用、系统参数、文本、数据显示窗设计、数据显示窗和指示灯设计、功能键、棒图、报警设计等。通过教学让学生具备理论与实际相结合的应用能力，掌握一些先进的实际技能，适应自动化领域对学生提出的具有实际技能的需要。
       2. 教学内容选择方案
       打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，从“工作任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标，变书本知识的传授为动手能力的培养，开发基于工作过程的项目课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。
       3.教学内容
       通过本课程的学习，学生自行完成组态软件的典型操作，掌握简单工业组态监控系统的安装与调试过程。课程分项目预设能力目标与教学内容设计如下表所示：

 

 

 

项目名称	学习情境	知识、技能内容与要求	教学活动设计	参考学时
项目一：电动机的典型PLC控制	多台电动机的顺序起停控制	1．熟悉PLC系统的软硬件知识；2.掌握PLC系统的安装与调试。	以电动机的典型控制为例，学习并掌握现PLC技术内容以及适合场合，了解组态技术与PLC系统工程的关系。	4
项目二：反应车间监控中心控制系统设计	情境1：简单工程的建立与运行	了解组态软件界面；掌握组态工程的建立；掌握组态工程的运行。	以一个简单组态工程为例，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来学习并掌握组态软件的基本操作，掌握工程的建立与运行全过程。	4
	情境2：反应车间监控中心控制系统组态	掌握反应车间监控中心工程建立；掌握反应车间监控中心主画面绘制；掌握反应车间监控中心变量的定义。	以反应车间监控中心控制系统为例，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来完成整个工程建立，各变量定义、主画面绘制等工作。	2
	情境3：建立动画连接	掌握水平移动和垂直移动连接的制作；掌握数值和文本动画连接；了解其他类型动画连接。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来完成工程所使用到水平、垂直、文本、数值显示等各类动画的连接。	2
	情境4：命令语言应用控制	掌握画面命令语言的编程；掌握热键命令语言的编程；掌握数据改变命令语言的编程；掌握应用程序命令语言的编程；掌握事件命令语言的编程。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来学习画面、热键、数据改变、应用程序和事件等命令语言的应用。	2
	情境5：实时和历史趋势曲线绘制	掌握实时趋势曲线的绘制；掌握历史趋势曲线的绘制。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来绘制工程的实时趋势曲线和历史趋势曲线。	2
	情境6：实时和历史数据报表绘制	掌握实时数据报表制作；掌握历史数据报表的制作；掌握年、月、日报表的制作。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来制作实时数据报表、历史数据报表和年、月、日的制作。	2
	情境7：报警系统设计	掌握实时报警的制作；掌握历史报警的制作。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来制作实时报警和历史报警，对系统温度越界预警和查询。	2
	情境8:控件应用	掌握XY曲线空间的应用；掌握文本控件的应用。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来完成XY曲线控件的制作并进行两个变量斜率对比，用文本控件制作帮助文档。	2
	情境9：数据库连接	掌握组态王与Access数据库的连接；掌握组态王数据库控件查询。	在反应车间监控中心控制系统基础上，在组态王应用实训室里使用计算机、组态王软件等设备来完成Access数据库与组态王进行连接，对数据进行记录和查询。	2
项目三：开关量组态工程设计	情境1：基于组态王Kingview6.55实现对机械手的控制实训	了解机械手的基本结构及控制要求；掌握用组态王软件设计机械手动画和程序的编制；掌握组态王与三菱PLC的通讯。	布置一个机械手控制任务，在PLC实训室里使用计算机、组态王软件、PLC、机械手、万用表、螺丝刀等工具，在了解其结构和工作原理的基础上，使用组态王软件进行动画和控制程序的编制。	6
	情境2：基于组态王Kingview6.55实现对多路抢答器控制的实训	了解抢答器的基本结构及控制要求；掌握用组态王软件设计抢答器动画和程序的编制；掌握组态王与三菱PLC通讯。	布置一个抢答器的控制任务，在PLC实训室里使用计算机、组态王软件、板卡、万用表、螺丝刀等工具，在了解其结构和工作原理的基础上，使用组态王软件进行动画和控制程序的编制。	6
	情境3：基于组态王Kingview6.55实现对多种液体混合装置控制的实训	了解多种液体混合装置的基本结构及控制要求；掌握用组态王软件设计抢答器动画和程序的编制；掌握组态王与三菱PLC通讯。	布置一个多种液体混合装置的控制任务，在PLC实训室里使用计算机、组态王软件、板卡、万用表、螺丝刀等工具，在了解其结构和工作原理的基础上，使用组态王软件进行动画和控制程序的编制。	6
	情境4：基于组态王Kingview6.55实现对多节传送带控制的实训	了解多节传送带的基本结构及控制要求；掌握用组态王软件设计抢答器动画和程序的编制；掌握组态王与三菱PLC通讯。	布置一个多节传送带的控制任务，在PLC实训室里使用计算机、组态王软件、板卡、万用表、螺丝刀等工具，在了解其结构和工作原理的基础上，使用组态王软件进行动画和控制程序的编制。	6
项目四：模拟量组态工程设计	情境1：基于组态王Kingview6.55实现对单片机温度控制系统的实训	了解组态王与单片机通信的协议；掌握用组态王软件设计温度监测画面和编写程序。	布置一个温度控制系统任务，在PLC应用技术实训室里使用计算机、组态王软件、单片机、温度传感器、万用表、螺丝刀等工具，在了解组态王与单片机通讯协议的基础上，使用组态王软件进行温度监控画面的设计。	6
	情境2：基于组态王Kingview6.55实现恒压供水控制的实训	了解恒压供水的基本原理；掌握组态王与智能模块的通讯；掌握恒压供水监控画面的设计。	布置一个恒压供水控制系统任务，在PLC应用技术实训室里使用计算机、组态王软件、智能模块、恒压供水对象、万用表、螺丝刀等工具，在充分了解恒压供水的原理基础上，使用组态王软件进行监控系统画面的设计。	6
合计				60

 六、教学手段与方法
       根据我们职院学生心理、身体、知识和能力的结构现状和需求本课程主要采取了如下教学法。
       讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点。针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的补充。
       现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修电工应用能力实践，提高职业氛围，以就业为导向，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
       项目任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。
      小组讨论法：学生每两人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。
七、考核办法
       该课程采用了过程考核与终结考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式。
课程考核为：项目考核（60%），出勤含平时表现（40%）
八、教学资源 
      本课程教学中所需实训设备为PLC综合实训台，教学设备26套以上。
      1、推荐教材
      《现场 总线技术与组态软件应用》 周兵, 林锦实 主编 清华大学出版社
      2、参考书
     （1）《工控组态技术及应用——组态王》 李红萍 主编 西安电子科技大学出版社
     （2）《三菱FX操作手册》
     （3）《组态王6.53使用手册》

 

周次	星期	时间	内容	授课教师	授课地点
第5周	星期二	18:30~21:30	任务一 STEP7软件安装与基本操作	詹昌义	S北402
第6周	星期二	18:30~21:30	任务二 基于S7-300 PLC的电动机控制线路设计与实现	詹昌义	S北402
第7周	星期二	18:30~21:30	任务三 基于D700系列变频器调速控制系统实现	詹昌义	S北402
第8周	星期二	18:30~21:30	任务四 组态王6.53软件安装与基本操作	詹昌义	S北402
第9周	星期二	18:30~21:30	任务五 数字时钟、水箱的制作	詹昌义	S北402
第10周	星期二	18:30~21:30	任务六 制作主画面，建立主画面与各分画面的切换	詹昌义	S北402
第11周	星期二	18:30~21:30	任务七 MCGS组态软件安装与基本操作	詹昌义	S北402
第12周	星期二	18:30~21:30	任务八 多路抢答器系统组态监控设计与实现	詹昌义	S北402
第13周	星期二	18:30~21:30	任务九 多节传送带控制系统组态监控设计与实现	詹昌义	S北402
第14周	星期二	18:30~21:30	任务十 多种液体混合控制装置组态监控设计与实现	詹昌义	S北402
第15周	星期二	18:30~21:30	考核	詹昌义	S北402