《工控應用技術》課程教學大綱

第10頁共10頁《工控應用技術》課程教學大綱一、課程定位本課程作為電氣自動化技術、自動化生產(chǎn)設備應用、樓宇智能化工程技術等專業(yè)的一門核心課程，課程的地位十分重要，是一門實踐性、專業(yè)性很強的課程。課程的目標是：從崗位能力需求出發(fā)，引入基于企業(yè)開發(fā)項目真實工作過程的項目教學方法，以研華工控智能產(chǎn)品為硬件平臺、亞控組態(tài)王軟件為軟件平臺，著重培養(yǎng)學生從事工控SCADA系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）應用項目的設計、編程、調(diào)試能力等多種工程實踐方法和實際應用能力，培養(yǎng)項目實施過程中的團隊精神、人際溝通和協(xié)作能力等方面人文（職業(yè)）素質(zhì)。本課程引入了“學好自動化，走向成功之路”的課程文化理念，通過課程的學習環(huán)境和項目訓練，提升學生的綜合素質(zhì)。本課程對實驗實訓條件有著較高的要求，建有專門的實驗實訓室，對教師同樣有較高的要求，不僅要求具備較熟練的理論教學基本功，而且要求有較強的項目實踐操作教學能力。本課程引入了企業(yè)的6S管理就是整理（Seire）、整頓（Seition）、清掃（Seiso）、清潔（Seiketsu）、素養(yǎng)（Shitsuke）、安全（Safety）六項要求，通過規(guī)范現(xiàn)場設施及物品，營造一目了然的工作環(huán)境，培養(yǎng)學生在實驗實訓室良好的工作習慣，其最終目的是提升人的品質(zhì)，養(yǎng)成良好的職業(yè)工作習慣及安全意識。并把6S的管理思想滲透到實踐教學和教學管理之中。二、課程目標1．職業(yè)素質(zhì)目標：(1)培養(yǎng)實訓室6S日常管理素養(yǎng)，能獨立進行實驗實訓室日常管理；(2)培養(yǎng)人際溝通能力和團隊合作精神，在工作過程中進行相互配合與協(xié)作；(3)培養(yǎng)自主學習及獨立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；(4)培養(yǎng)獨立工作能力和對工作承擔責任的能力。2．職業(yè)能力目標：(1)掌握研華IPC-610工控機的基本特點及拆裝；(2)掌握研華模塊基于RS-485、工業(yè)以太網(wǎng)二種方式的組網(wǎng)；(3)掌握分布式ADAM-4000、集中式ADAM-5000/485、ADAM-5000TCP系列數(shù)據(jù)采集控制模塊的硬件接線、性能配置、信號測試及在項目中的具體應用；(4)掌握組態(tài)王Kingview軟件的HMI人機界面組態(tài)方法；(5)掌握組態(tài)王與研華模塊的通信及HMI組態(tài)；(6)掌握項目系統(tǒng)分析和故障排除能力；(7)具備對工控SCADA項目進行綜合設計及調(diào)試的能力。3．知識目標：(1)掌握工控數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控SCADA系統(tǒng)基本概念及項目設計的一般方法；(2)掌握工業(yè)控制通信組網(wǎng)、工控機、研華系列數(shù)據(jù)采集模塊基礎知識；(3)掌握組態(tài)王組態(tài)軟件與研華硬件的通信及組態(tài)基礎知識。三、課程內(nèi)容與要求序號名稱任務分解1項目一工業(yè)控制智能設備及組態(tài)軟件實訓任務1-1：工控SCADA項目設計基礎及典型應用案例任務1-2：工控機組成及裝拆任務1-3：工業(yè)控制通信及研華ADAM模塊組網(wǎng)任務1-4：用組態(tài)王建立化學車間監(jiān)控中心任務1-5：組態(tài)王與研華ADAM-4000模塊的通信及組態(tài)任務1-6：組態(tài)王與研華ADAM-5000/485控制器的通信及組態(tài)任務1-7：組態(tài)王與研華ADAM-5000TCP控制器的通信及組態(tài)2項目二數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控基本技能訓練任務2-1：三相交流電動機啟?？刂萍斑\行狀態(tài)監(jiān)視的監(jiān)控系統(tǒng)任務2-2：水果自動裝箱生產(chǎn)線運行/停止及自動計數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)任務2-3：電廠熱井電磁閥循環(huán)檢漏控制系統(tǒng)任務2-4：變頻器自動調(diào)速監(jiān)視和控制系統(tǒng)任務2-5：電開水器自動控制系統(tǒng)任務2-6：水庫大壩沉降及水平位移檢測系統(tǒng)3項目三數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控綜合技能實訓任務3-1：基于組態(tài)王與研華485總線控制器的電廠水汽品質(zhì)綜合控制系統(tǒng)任務3-2：基于組態(tài)王與研華工業(yè)以太網(wǎng)控制器的農(nóng)業(yè)溫室智能綜合控制系統(tǒng)四、項目的任務設計（整體設計）單元內(nèi)容子任務分解能力目標知識要點任務1-1：工控SCADA項目設計基礎及典型應用案例1掌握工控SCADA項目設計一般方法和上下位機典型控制結構1、建立工控數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控SCADA項目設計的一般思路和方法2、了解上下位機典型控制結構及框圖計算機基礎知識2了解工控SCADA典型應用案例通過真實項目案例，理解并掌握開發(fā)SCADA設計及調(diào)試的整個過程1、PLC應用知識2、電器控制知識3、電機拖動知識3了解臺灣研華科技、北京亞控科技1、了解臺灣研華科技及eAutomation概念2、了解北京亞控科技及組態(tài)王Kingview軟件計算機及其它相關知識任務1-2：工控機組成及拆裝1掌握工控機一般特點及其組成1、了解工控機的十大特點2、掌握工控機硬件及其組成計算機（PC）組成相關知識2練習掌握研華IPC-610工控機的拆卸和安裝1、掌握對研華IPC-610工控機進行拆卸的方法及注意事項；2、掌握相應安裝的方法及注意事項1、計算機硬件相關知識2、相關動手能力任務1-3：工業(yè)控制通信及研華ADAM模塊組網(wǎng)1了解工業(yè)控制通信基礎知識1、了解通信基本概念、串行通信、RS-232/RS-422/RS-485通信協(xié)議；2、了解Modbus協(xié)議基本概念1、計算機通信知識；2、協(xié)議的概念2掌握研華ADAM模塊組網(wǎng)1、掌握用研華4000模塊組建一個485網(wǎng)絡，正確進行電源及網(wǎng)絡接線；2、用研華ADAM-4000Utility軟件進行測試1、工業(yè)控制通信基本知識2、電氣接線知識及能力3掌握研華ADAM模塊初始化1、掌握初始化的概念、硬件接線、Utility測試及操作步驟；2、分別以4017+模塊、4055模塊為例進行初始化，更改Checksum等參數(shù)1、相關工業(yè)控制通信知識2、電氣接線知識及能力任務1-4：用組態(tài)王建立化學車間監(jiān)控中心1練習組態(tài)王組態(tài)化學車間監(jiān)控中心項目1、了解組態(tài)王軟件系列及運行操作平臺；2、通過一個化學車間監(jiān)控中心項目的實訓，掌握組態(tài)王與下位機如PLC、研華智能模塊進行通信的方法；3、在組態(tài)王中組態(tài)畫面；4、控制液體流動的應用計算機基礎知識2練習組態(tài)王畫面切換及命令語言編程1、掌握組態(tài)王畫面切換方法（按鈕及菜單二種方法）；2、學習命令語言編程1、已學習的組態(tài)王知識2、C語言知識任務1-5：組態(tài)王與研華ADAM-4000模塊的通信及組態(tài)1練習組態(tài)王與ADAM-4017+通信及組態(tài)1、練習8路模擬量輸入（電壓/電流）模塊4017+信號接線；2、練習Utility軟件對4017+信號測試；3、練習組態(tài)王與ADAM-4017+通信及組態(tài)的應用方法1、已學習的模擬量輸入信號（電壓及電流）的特性；2、會使用電壓信號發(fā)生器；3、組態(tài)王組態(tài)基本知識2練習組態(tài)王與ADAM-4018+、4015通信及組態(tài)1、練習8路熱電偶輸入模塊4018+、6路熱電阻輸入模塊4015信號接線；2、練習Utility軟件對4018+、4015信號測試；3、練習組態(tài)王與4018+、4015通信及組態(tài)的應用方法1、模擬量輸入熱電偶信號、熱電阻信號的特性；2、組態(tài)王組態(tài)基本知識3練習組態(tài)王與ADAM-4024通信及組態(tài)1、練習4路模擬量輸出（電壓/電流）及4路開關量輸入模塊4024信號接線；2、練習Utility軟件對4024信號測試；3、練習組態(tài)王與ADAM-4024通信及組態(tài)的應用方法；4、練習4路開關量輸入信號的命令語言解析1、模擬量輸出信號（電壓及電流）的特性；2、會使用電壓及電流表；3、組態(tài)王組態(tài)基本知識4練習組態(tài)王與ADAM-4068通信及組態(tài)1、練習8路開關量輸出（繼電器）模塊4068信號接線；2、練習Utility軟件對4068信號測試；3、練習組態(tài)王與ADAM-4068通信及組態(tài)的應用方法4、練習8路開關量輸出信號的命令語言解析1、已學習的中間繼電器、指示燈、電磁閥等元件的特性；2、組態(tài)王組態(tài)基本知識5練習組態(tài)王與ADAM-4055通信及組態(tài)1、練習8路開關量輸入/8路開關量輸出（集電極）模塊4055信號接線；2、練習Utility軟件對4055信號測試；3、練習組態(tài)王與ADAM-4055通信及組態(tài)的應用方法；4、練習8路開關量輸入/8路開關量輸出信號的命令語言解析方法1、已學習繼電器接點、各類開關、行程開關等元件的特性；中間繼電器、指示燈等元件的特性2、組態(tài)王組態(tài)基本知識6練習組態(tài)王與ADAM-4080通信及組態(tài)1、練習2路計數(shù)/頻率輸入模塊4080信號接線；2、練習Utility軟件對4080信號測試；3、練習組態(tài)王與ADAM-4080通信及組態(tài)的應用方法1、掌握模擬量輸入信號電壓或電流的特性；2、組態(tài)王組態(tài)基本知識任務1-6：組態(tài)王與研華ADAM-5000/485控制器的通信及組態(tài)1掌握ADAM-5000系列模塊的應用特性1、掌握5000系列模塊8路模擬量輸入5017、4路模擬量輸出5024的應用特性2、掌握16路開關量輸入5051、16路開關量輸出5056的應用特性ADAM-4000有關模塊知識2練習ADAM-5000/485控制器的信號接線、測試及與組態(tài)王的通信組態(tài)1、練習5000/485控制器上述4種模塊信號接線；2、練習Utility軟件對5000/485控制器各模塊的信號測試；3、練習組態(tài)王與5000/485控制器各模塊的通信及組態(tài)應用方法1、5000系列模塊相關知識2、組態(tài)王組態(tài)基本知識任務1-7：組態(tài)王與研華ADAM-5000TCP控制器的通信及組態(tài)1練習ADAM-5000TCP控制器的信號接線、測試及與組態(tài)王的通信組態(tài)1、練習5000TCP控制器上述4種模塊信號接線；2、練習Utility軟件對5000TCP控制器各模塊的信號測試；3、練習組態(tài)王與5000TCP控制器的通信及組態(tài)應用方法1、5000系列模塊相關知識2、組態(tài)王組態(tài)基本知識任務2-1：三相交流電動機啟?？刂萍斑\行狀態(tài)監(jiān)視的監(jiān)控系統(tǒng)1掌握三相交流電動機啟?？刂萍斑\行狀態(tài)監(jiān)視電氣控制原理及HMI組態(tài)要求1、模擬工業(yè)現(xiàn)場，構建三相交流電動機（正反轉(zhuǎn)）啟停控制及運行狀態(tài)監(jiān)視的監(jiān)控系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求三相交流電動機（正反轉(zhuǎn)）啟?？刂萍斑\行狀態(tài)監(jiān)視有關知識2掌握ADAM-5000TCP控制器硬件配置及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握ADAM-5000TCP控制器硬件模塊配置；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試ADAM-5000TCP及5051、5056模塊組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與ADAM-5000TCP控制器的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試1、ADAM-5000TCP及各模塊組態(tài)有關知識2、組態(tài)王組態(tài)有關知識任務2-2：水果自動裝箱生產(chǎn)線運行/停止及自動計數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)1掌握水果自動裝箱生產(chǎn)線運行/停止及自動計數(shù)控制原理及HMI組態(tài)要求1、模擬工業(yè)現(xiàn)場，構建水果自動裝箱生產(chǎn)線運行/停止及自動計數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求水果自動裝箱生產(chǎn)線運行/停止及自動計數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-4080、ADAM-4055模塊硬件組網(wǎng)及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握4080、4055模塊硬件組網(wǎng)；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試4080、4055模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)及編程，命令語言編程，系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與4080、4055模塊的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試4080、4055模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識任務2-3：電廠熱井電磁閥循環(huán)檢漏控制系統(tǒng)1掌握電廠熱井電磁閥循環(huán)檢漏及凝結水溫度檢測控制系統(tǒng)原理及HMI組態(tài)要求1、模擬工業(yè)現(xiàn)場，構建電廠熱井電磁閥循環(huán)檢漏及凝結水溫度檢測監(jiān)控系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求電廠熱井電磁閥循環(huán)檢漏及凝結水溫度檢測監(jiān)控系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-4068、ADAM-4015模塊的硬件組網(wǎng)及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握4068、4015模塊硬件組網(wǎng)；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試4068、4015模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)，命令語言編程及系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與4068、4015模塊的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)，命令語言編程實現(xiàn)循環(huán)檢漏；3、進行系統(tǒng)調(diào)試4068、4015模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識任務2-4：變頻器自動調(diào)速監(jiān)視和控制系統(tǒng)1掌握變頻器自動調(diào)速控制原理及HMI組態(tài)要求1、模擬工業(yè)現(xiàn)場，構建變頻器自動調(diào)速監(jiān)視和控制系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求變頻器自動調(diào)速控制系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-5000/485控制器硬件配置及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握ADAM-5000/485控制器硬件模塊配置；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試ADAM-5000/485及5017、5024模塊組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)，系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與ADAM-5000/485控制器的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試1、ADAM-5000/485及5017、5024模塊組態(tài)有關知識2、組態(tài)王組態(tài)有關知識任務2-5：電開水器自動控制系統(tǒng)1掌握電開水器自動控溫及補水控制系統(tǒng)原理及HMI組態(tài)要求1、模擬真實現(xiàn)場，構建電開水器自動控制系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求電開水器自動控制系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-4015、ADAM-4055模塊的硬件組網(wǎng)及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握4015、4055模塊硬件組網(wǎng)；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試4015、4055模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)，命令語言編程及系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與4015、4055模塊的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)，命令語言編程實現(xiàn)自動控溫及補水功能；3、進行系統(tǒng)調(diào)試4015、4055模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識任務2-6：水庫大壩沉降及水平位移檢測系統(tǒng)1掌握水庫大壩沉降及水平位移檢測系統(tǒng)控制原理及HMI組態(tài)要求1、模擬真實現(xiàn)場，構建水庫大壩沉降及水平位移檢測系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求水庫大壩沉降及水平位移檢測系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-4017+、ADAM-4068模塊的硬件組網(wǎng)及系統(tǒng)電氣接線，進行信號在線測試1、掌握4017+、4068模塊硬件組網(wǎng)；2、掌握各模塊電氣接線；3、進行信號在線測試4017+、4068模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識3建立組態(tài)王與該控制系統(tǒng)的通信，進行HMI組態(tài)，系統(tǒng)調(diào)試1、掌握組態(tài)王與4017+、4068模塊的通信及變量定義；2、進行HMI組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試4017+、4068模塊及組態(tài)王組態(tài)有關知識任務3-1：基于組態(tài)王與研華485總線控制器的電廠水汽品質(zhì)綜合控制系統(tǒng)1掌握電廠水汽品質(zhì)綜合控制系統(tǒng)原理及HMI組態(tài)要求1、模擬真實現(xiàn)場，構建電廠水汽品質(zhì)綜合控制系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求電廠水汽品質(zhì)綜合控制系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-5000/485控制器的系統(tǒng)模塊配置、電氣接線、信號在線測試1、配置系統(tǒng)的ADAM-5000/485控制器及ADAM-5000模塊；2、進行各模塊電氣接線；3、進行各模塊信號在線測試1、485總線控制技術有關知識；2、ADAM-5000/485控制器及ADAM-5000模塊基礎知識3建立組態(tài)王與ADAM-5000/485控制器的通信，定義系統(tǒng)變量1、建立組態(tài)王與ADAM-5000/485控制器的通信；2、在組態(tài)王中對ADAM-5000各模塊I/O通道定義系統(tǒng)變量1、組態(tài)王基礎知識2、ADAM-5000/485控制器及ADAM-5000模塊基礎知識4組態(tài)王組態(tài)電廠水汽品質(zhì)控制系統(tǒng)的HMI界面組態(tài)王中組態(tài)電廠水汽品質(zhì)控制系統(tǒng)的HMI畫面1、組態(tài)王基礎知識；2、組態(tài)動畫的方法任務3-2：基于組態(tài)王與研華工業(yè)以太網(wǎng)控制器的農(nóng)業(yè)溫室智能綜合控制系統(tǒng)1掌握農(nóng)業(yè)溫室智能綜合控制系統(tǒng)監(jiān)控原理及HMI組態(tài)要求1、模擬真實現(xiàn)場，構建農(nóng)業(yè)溫室智能綜合控制系統(tǒng)；2、掌握該系統(tǒng)電氣控制原理及模塊選型依據(jù)；3、確定系統(tǒng)HMI組態(tài)要求農(nóng)業(yè)溫室智能綜合控制系統(tǒng)有關知識2掌握ADAM-5000TCP控制器的系統(tǒng)模塊配置、電氣接線、信號在線測試1、配置系統(tǒng)的ADAM-5000TCP控制器及ADAM-5000模塊；2、進行各模塊電氣接線；3、進行各模塊信號在線測試1、工業(yè)以太網(wǎng)控制技術有關知識2、ADAM-5000TCP控制器及ADAM-5000模塊基礎知識3建立組態(tài)王與ADAM-5000TCP控制器的通信，定義系統(tǒng)變量1、建立組態(tài)王與ADAM-5000TCP控制器的通信；2、在組態(tài)王中對ADAM-5000各模塊I/O通道定義系統(tǒng)變量1、組態(tài)王基礎知識2、ADAM-5000TCP控制器及ADAM-5000模塊基礎知識4組態(tài)王組態(tài)農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)的HMI界面組態(tài)王中組態(tài)農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)的HMI畫面1、組態(tài)王基礎知識；2、組態(tài)動畫的方法五、教學方法建議主要采用方法：1、理論課主要采用案例教學、情境模擬、多媒體演示、提問/回答問題、討論和答疑等方法；2、實踐操作采用參觀認知、操作演示（上機輔導）、多媒體演示和企業(yè)兼職教師指導相結合的方法；3、討論課采用主題討論、項目拓展引導、頭腦風暴、團隊答辯等方法。六、課程實施基礎與條件1、學生的學習基礎學生先修課程：模擬/數(shù)字電路、PLC應用技術、傳感器與執(zhí)行器、電機及電器控制、計算機應用、C語言、維修電工實訓等。2、課程主講教師和教學團隊要求說明主講教師應具備雙師型素質(zhì)，深厚的實踐操作技能、扎實的理論知識基礎和較強的教學能力。課程的教學團隊需配備兼職教師和專門的實驗室管理人員。3、課程教學資源要求（1）課程組2009年出版了專門的教材《工業(yè)控制技術及應用》并投入課程教學；（2）課程組2011年出版了教材《組態(tài)監(jiān)控設計與應用》，作為本課程的輔助教材；（2）課程組從2006年起就建設有專用的實驗實訓室-研華實驗室，一直有效投入正常教學，并有完整的實驗室管理制度。七、課程考核與