《計算機(jī)測控綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

《計算機(jī)測控綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱計算機(jī)測控綜合實(shí)驗(yàn)ComprehensiveExperimentofComputerMeasurementandControl課程編碼OSI321921020開課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)計算機(jī)測控教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時2周講授0實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐2周課外學(xué)時24適用專業(yè)電子信息工程授課語言中文先修課程程序設(shè)計（C/C++）、模擬電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、微機(jī)原理、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程簡介（限選）本課程是運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及軟件編程技術(shù)解決工程和科研中數(shù)據(jù)采集、檢測和預(yù)處理的一門綜合性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步理解數(shù)字量、模擬量數(shù)據(jù)采集的基本理論知識，熟悉數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的工作原理及性能指標(biāo)，掌握上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信方法，掌握使用VC、VB等高級程序設(shè)計語言開發(fā)數(shù)據(jù)采集、控制以及通信程序的流程和方法，掌握工業(yè)組態(tài)軟件的使用方法。利用仿真實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)對工業(yè)對象的模擬，通過綜合實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和各種實(shí)現(xiàn)方案，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力，為學(xué)生解決復(fù)雜工程問題打下基礎(chǔ)。Thiscourseisacomprehensiveexperimentthatusescomputertechnology,analogelectronictechnology,digitalelectronictechnology,datacommunicationandnetworktechnologyandsoftwareprogrammingtechnologytosolvedataacquisition,detectionandpreprocessinginengineeringandscientificresearch.Intheexperiment,wewillfurtherunderstandthebasictheoreticalknowledgeofdigitalandanalogdataacquisition,befamiliarwiththeworkingprincipleandperformanceindexofeachcomponentofthedataacquisitionsystem,andmasterthedatacommunicationmethodbetweentheuppercomputerandthelowercomputer,mastertheprocessandmethodofusingVC,VBandotheradvancedprogramminglanguagestodevelopdataacquisition,controlandcommunicationprograms,andmastertheuseofindustrialconfigurationsoftware.Thesimulationexperimentdeviceisusedtorealizethesimulationofindustrialobjects.Throughcomprehensiveexperimentexercises,studentscanunderstandthedesignmethodsandvariousimplementationschemesofdataacquisitionandcontrolsystems,exercisestudents'abilitytocomprehensivelyapplyprofessionalknowledgeandlayafoundationforstudentstosolvecomplexengineeringproblems.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展實(shí)驗(yàn)，正確地采集實(shí)驗(yàn)波形與數(shù)據(jù)。是4.34.32M2了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，理解其適應(yīng)范圍和局限性，并能正確應(yīng)用。是5.15.13M3能夠在信息工程實(shí)踐中考慮成本、質(zhì)量、效率等目標(biāo)，合理安排工程實(shí)踐進(jìn)度了解工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析與評價方法并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。是11.211.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章構(gòu)建基本測控環(huán)境本章重點(diǎn)難點(diǎn)：測控系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，數(shù)據(jù)采集卡的基本工作原理和讀寫方法。課程思政：介紹測控技術(shù)的發(fā)展及國內(nèi)測控領(lǐng)域的科技公司。/////21.1熟悉實(shí)驗(yàn)操作平臺認(rèn)識實(shí)驗(yàn)操作平臺的各組成部分，學(xué)習(xí)各模塊的功能和使用方法，學(xué)習(xí)平臺中各控制對象的工作原理，掌握常見傳感器的基本工作原理和信號輸出類型。M14講授、上機(jī)4自學(xué)31.2構(gòu)建完整的測控環(huán)境了解測控系統(tǒng)的主要構(gòu)成方式，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集卡的基本工作原理，掌握數(shù)據(jù)采集卡的讀寫方法。M14講授、上機(jī)4自學(xué)4第2章模擬對象的檢測與控制本章重點(diǎn)難點(diǎn)：PID運(yùn)算程序的編寫，PID各參數(shù)對控制過程的影響。////52.1模擬量輸入與輸出使用VB（VC）編寫程序，控制數(shù)據(jù)采集卡工作，實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的輸入，并在屏幕上以表格和曲線方式顯示，可控制采樣的間隔；實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的輸出，可輸出固定值，也可按某種變化規(guī)律輸出M24講授、上機(jī)2自學(xué)62.2PID控制程序的編寫使用VB（VC）編寫程序，實(shí)現(xiàn)PID控制功能，可實(shí)時修改PID參數(shù)，理解各參數(shù)的功能。M24講授、上機(jī)2自學(xué)72.3模擬對象測控程序聯(lián)調(diào)連接實(shí)驗(yàn)平臺的模擬控制對象（液位、溫控、電機(jī)轉(zhuǎn)速控制等），設(shè)置不同的控制目標(biāo)，運(yùn)行測控程序，觀察控制效果，更改PID參數(shù)，記錄參數(shù)的變化對控制過程的影響。M34講授、上機(jī)4報告8第3章數(shù)字對象的檢測與控制本章重點(diǎn)難點(diǎn)：邏輯控制程序的編寫。////93.1數(shù)字量輸入與輸出使用VB（VC）編寫程序，控制數(shù)據(jù)采集卡工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸入，并在屏幕上以不同的顏色顯示，可控制采樣的間隔；實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸出，可輸出固定值，也可以某種頻率輸出。M24講授、上機(jī)0自學(xué)103.2數(shù)字對象測控程序聯(lián)調(diào)連接實(shí)驗(yàn)平臺的數(shù)字控制對象（交通路口、工件順序傳送、燈光控制等），運(yùn)行測控程序，觀察控制效果，撥動各開關(guān)，觀察對象狀態(tài)變化是否符合要求。M34講授、上機(jī)2報告11第4章組態(tài)軟件組態(tài)軟件的使用方法，不同軟件的數(shù)據(jù)接口方法。課程思政：介紹國產(chǎn)組態(tài)軟件的發(fā)展。/////124.1組態(tài)軟件的使用數(shù)據(jù)詞典的定義，硬件設(shè)備驅(qū)動的組態(tài)，工藝流程圖的繪制，動畫連接定義，報警處理的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理和報表輸出，組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)功能，組態(tài)軟件數(shù)據(jù)的外部接口。M28講授、上機(jī)4自學(xué)134.2組態(tài)軟件的聯(lián)調(diào)連接實(shí)驗(yàn)平臺的控制對象，使用組態(tài)軟件開發(fā)完整的測控程序，觀察控制效果。M34講授、上機(jī)2報告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1上機(jī)表現(xiàn)1.考核學(xué)生基本的交流溝通能力。2.考核學(xué)生對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理解掌握程度，能夠正確選擇計算機(jī)測控系統(tǒng)硬件的能力。3.考核學(xué)生對開發(fā)工具的掌握程度，能夠完成常規(guī)的計算機(jī)測控系統(tǒng)軟件功能的開發(fā)能力。4.考核學(xué)生儀器設(shè)備的使用能力，排除故障的能力。20%2實(shí)踐報告1.布置模擬對象測控程序聯(lián)調(diào)、數(shù)字對象測控程序聯(lián)調(diào)、組態(tài)軟件的聯(lián)調(diào)實(shí)踐報告。2.成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評分。3.考核學(xué)生動手能力，學(xué)生工程管理及決策能力，針對實(shí)際生產(chǎn)問題，考察技術(shù)方案的可行性和有效性，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案的能力和獲得有效結(jié)論的能力。75%3考勤考核遲到、早退現(xiàn)象。5%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1上機(jī)表現(xiàn)100%A-回答問題積極、正確，電路連接合理正確，開發(fā)方案合理，計算機(jī)測控系統(tǒng)功能設(shè)計合理，能合理使用工具排除故障。B-回答問題基本正確，電路連接正確，開發(fā)方案正確，計算機(jī)測控系統(tǒng)功能正確。C-回答問題基本正確，電路連接正確，開發(fā)方案可行，計算機(jī)測控系統(tǒng)功能基本滿足需求。2M2實(shí)踐報告100%A-熟練掌握常用的儀器設(shè)備使用方法，熟練掌握常用計算機(jī)測控系統(tǒng)開發(fā)工具的使用方法，針對特定的測控需求設(shè)計方案合理。B-基本掌握常用的儀器設(shè)備使用方法，掌握常用計算機(jī)測控系統(tǒng)開發(fā)工具的使用方法，針對特定的測控需求設(shè)計方案正確。C-未能掌握常用計算機(jī)測控系統(tǒng)開發(fā)工具的使用方法，針對特定測控需求設(shè)計方案不合理。3M3實(shí)踐報告100%A-針對實(shí)際生產(chǎn)問題，綜合考慮系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)規(guī)模及時間經(jīng)濟(jì)成本，設(shè)計合理的測控系統(tǒng)解決方案。B-針對實(shí)際生產(chǎn)問題，考慮系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)規(guī)模及時間經(jīng)濟(jì)成本等某項(xiàng)指標(biāo)，設(shè)計可行的測控系統(tǒng)解決方案。4/考勤100%M-請假2次以內(nèi)。N-請假超過2次、無故遲到或早退。評分等級說明：[A,B,C]=[90-100,75-89,0-74];[A,B]=[90-100,0-89];[M,N]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|計算機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計與編程實(shí)