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工业控制组态及现场总线技术工业控制组态（Industrial Control Configuration）和现场总线技术（Fieldbus Technology）是现代工业自动化领域中的两个重要概念，它们在工业过程控制和自动化系统中扮演着关键的角色。
工业控制组态：工业控制组态是指在自动化系统中通过软件工具进行控制系统的配置和参数设置。
它包括了如下几个方面：1.PLC编程：使用可编程逻辑控制器（PLC）进行逻辑和功能块的编程，从而实现对工业过程的控制。
2.HMI设计：人机界面（HMI）的设计，通过图形化界面展示控制系统的运行状态，使操作人员能够直观地监控和控制工业过程。
3.SCADA系统：监控和数据采集系统的配置，用于实时监测和记录工业系统中的各种参数。
4.报警和事件管理：设置报警和事件处理规则，确保及时发现和响应系统异常。
5.通信配置：配置控制系统中各个组件之间的通信方式，确保各设备之间的信息交流。
现场总线技术：现场总线技术是一种用于连接现场设备（传感器、执行器等）和控制系统的通信协议和架构。
它的主要目的是减少布线复杂性、提高设备之间的通信效率，并支持实时数据传输。
常见的现场总线技术包括：1.Profibus：一种用于工业自动化的现场总线标准，支持高速数据传输和实时通信。
2.Modbus：一种串行通信协议，广泛应用于工业控制系统中，特别是在PLC和外部设备之间的通信。
3.DeviceNet：一种用于自动化设备之间通信的工业现场总线，主要应用于低层次的设备连接。
4.CANopen：基于CAN总线的开放式通信标准，广泛应用于机器控制和自动化领域。
5.Ethernet/IP：基于以太网的工业自动化通信协议，支持实时数据传输和工业以太网的特性。
通过使用现场总线技术，工业控制系统可以更灵活地配置和连接各种设备，实现数据的高效传输和实时控制。
这有助于提高系统的可扩展性、可维护性和性能。
《现场总线与工业控制网络》课程标准课程代码：31331Z18学时数：30学时（其中：理论18学时实践12学时）课程类型：理论+实践开课学期：（第4学期）适用专业：高速铁道技术专业（通号方向）开课单位：电子信息系编写时间：2013年12月]一、课程定位和目标课程定位：《现场总线与工业控制网络》课程是高速铁道技术专业的一门专业基础课，该课程为专业必修课程。
通过本课程的学习使学生掌握现场总线网络拓扑结构，掌握现场总线主要技术指标，掌握掌握主要连接件和接口设备使用和维护，了解硬件和软件组态操作，了解现场总线工程与设计，为日后在高速铁路现场工作打下坚实的基础。
先修课是《工业控制计算机原理及应用》，后续课程是《高铁信号集中监测系统》、《高速列车调度指挥系统》。
该课程为必修课。
安排在高速铁道技术专业的第四学期学习。
教学目标：是使学生建立现场总线的概念、基本特点，建立DNS和FCS概念，了解DCS和FCS 系统设备和系统结构，了解计算机网络及工业网络体系结构、网络模式、工业网络通信概念、开放式系统互连参考模型、TCP/IP参考模型，了解PP的主要连接件和接口设备以及硬件连接、组态技术，PRDPIBUS的主要技术、CAN总线技术协议、工业以太网的通信方案。
理解现场总线控制技术的基本概念和原理，理解PP通信模型及其主要技术、PP功能块及PP工业组态，理解PRDPIBUS通信技术，理解CAN物理层以及总线器件工作原理，理解工业以太网的实时通信技术，控制器工作原理。
要求学生具备现场总线控制系统正常运行的维护和故障检修能力，具有一定的团队精神和解决问题能力。
具体目标包括知识目标、技能目标、素质目标，如表1所示。
表1 课程目标结构知识目标1．熟悉工业控制系统体系结构；2．熟悉计算机局域网及其拓扑结构；3．了解信号的传输和编码技术；4．了解现场总线网络结构与互联网的网络结构的不同；5．熟悉现场总线常用的主要连接件、仪表和接口设备；6．熟悉现场总线技术指标；7．熟悉现场总线工程与设计；8．掌握现场总线使用和维护原则；技能目标1. 掌握主要连接件使用；2. 掌握接口设备使用；3. 掌握现场总线常用的电缆和电源操作；4. 掌握现场总线项目改造指标和原则；5．掌握硬件和软件组态操作；6．掌握现场总线三级网络拓扑结构和布线；素质目标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和市场观念；5．养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德。
工业控制组网与组态技术》教学大纲
课程代码：01ANN803 适用专业：自动化专业
教学时数：56 学时其中实践56 学时
一、课程简介及基本要求
本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI(Human Machine Interface )实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。
二、课程实验目的要求
通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、
实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。
三、主要仪器设备
I ／A S 小型集散控制系统、过程控制实验装置
四、实验方式与基本要求
1、试验方式：综合设计
2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法
五、考核与报告（小四号黑体字）
1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试（大作业）相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩
2、成绩评定：平时成绩（20% +实训操作成绩（30% +期末成绩（50%
3、报告填写要求：不少于6次
六、实验项目设置与内容（小四号黑体字）
七、教材及实践指导书
1使用教材：陈在平•《工业控制网络与现场总线技术》第三版.机械工业出版社.2006年.
2、参考教材：
杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008．
何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002 年.。
工控组态课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握工控组态的基本概念、原理和方法，培养学生进行工控组态系统设计和应用的能力。
具体来说，知识目标包括：了解工控组态的基本原理和常用组态软件；掌握工控组态系统的设计方法和步骤；熟悉工控组态系统的调试和优化。
技能目标包括：能够使用组态软件进行简单的工控组态系统设计；能够进行工控组态系统的调试和优化。
情感态度价值观目标包括：培养学生对工控组态技术的兴趣和热情；培养学生勇于探索、创新的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括工控组态的基本概念、原理和方法，以及工控组态软件的使用和应用。
具体包括以下几个方面：工控组态的基本原理，如数据采集、报警和趋势分析等；常用组态软件的使用方法，如WinCC、Intouch等；工控组态系统的设计方法和步骤，包括系统分析、系统设计、系统实施和系统运行等；工控组态系统的调试和优化方法，如调试工具的使用、系统性能的评估等。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法等。
通过讲授法，使学生掌握工控组态的基本概念和原理；通过案例分析法，使学生了解工控组态系统的实际应用；通过实验法，培养学生实际操作和应用工控组态软件的能力；通过讨论法，激发学生的思考和创新。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备多种教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材包括《工控组态技术》等；参考书包括《工业控制系统》等；多媒体资料包括教学PPT、视频等；实验设备包括工控组态软件的实训平台等。
这些教学资源将丰富学生的学习体验，帮助学生更好地理解和应用工控组态技术。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与、提问和回答问题等情况；作业主要评估学生的理解和应用能力，要求学生完成一定的工控组态设计任务；考试主要评估学生的知识掌握和应用能力，包括选择题、填空题和问答题等。
《工业控制网络及组态技术》课程教学大纲课程代码：010132053课程英文名称：Industrial Control Network and HMI Technology课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0适用专业：机械电子工程机械设计制造及自动化大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1.本课程是机电一体化专业的专业选修课。
2.现场总线/工业以太网技术是当今工业控制系统的主流组网技术，是控制向分散化、网络化、智能化方向发展的技术基础。
本课程主要包括：现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；2.掌握HMI的设计方法；3.结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。
（三）实施说明本课程应重点讲授工业控制网络原理、设计方法、结合PLC系统，以实例为主线，以作业、讲解等互动形式，调动学生的积极性。
（四）对先修课的要求本课程的先修课有：计算机基础、机电传动控制、电工及电子技术、控制工程基础。
（五）对习题课、实践环节的要求1.习题要求：习题应促进学生消化、巩固所学内容。
习题要密切配合教师的讲授内容，注意要使概念类、分析类和设计类习题并存，培养学生的分析和设计能力。
教师通过习题发现问题，改进教学，同时习题也是考核学生的依据之一。
2．实验要求：根据课时较短，同时仿真系统在脱离实验设备亦能进行的实际情况，实验环节以作业形式安排在课后，以实例、作业、互动来完成实践过程，不单独设置实验课。
（六）课程考核方式1.考核方式：课程大作业。
2.考核目标：在考核学生对控制网络基本知识和方法掌握的基础上，重点考核学生实际运用能力。
工业控制组态与现场总线设计（Industrial Control HMI and Field Bus Design）
课程编号：01115050
课程性质：专业方向任选课
开设学期及学时分配：第七学期；32学时
适用专业及层次：机械设计制造及其自动化本科
先行课程：无
后继课程：*****
课程目的、内容与要求：
通过本课程的学习，让学生明确现场总线的特点、系统构成、监控组态软件原理；了解现场总线网络准入测试、FF的发展及准入测试、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS 的主要技术特点、LonWorks的收发器技术、结点技术等相关知识；掌握工业网络传输控制方式、常用工业网络互连设备、FF通信模型及主要技术、FF功能块及FF的工业组态、PROFIBUS 总线存取协议、PROFIBUS行规、LonWorks技术特点、LonTalk协议等相关内容；能够根据实际需要对现场总线进行选型；能够设计基于现场总线的一般控制系统。
教材：雷霖：《现场总线控制网络技术（第2版）》，电子工业出版社，2008
推荐参考书：
1.杨卫华，《现场总路线网络》，高等教育出版社，2006
2.甘永梅，《现场总线技术及其应用》，机械工业出版社，2005
3.高安邦，《LonWorks技术开发和应用》，机械工业出版社，2009
4.陈在平，《现场总线及工业控制网络技术》，电子工业出版社，2008
授课教师：
1.主讲教师要具有中级及以上专业技术职称和硕士研究生及以上学历。
2.能履行教师职责，爱岗敬业，为人师表，具有良好的师德教风和较高的业务水平。
3.本课程要求教师应具备现场总线的特点、系统构成、监控组态软件原理，掌握工业网络传输控制方式、常用工业网络互连设备、FF通信模型及主要技术、FF功能块及FF的工业组态，能够根据实际需要对现场总线进行选型；能够设计基于现场总线的一般控制系统。
教学与实验设施：
本课程在多媒体教室开展，多媒体要满足课程教学需要，能同时运行office的课件和相关的仿真软件。
教学方法与手段：
本课程教学方法要灵活，可用多媒体课件与板书相结合的教学形式，有些内容可以通过实物或图片演示。
教学要充分发挥学生主体性，与学生建立起平等、民主和对话的师生关系，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识，使学生掌握本课程的核心内容外，指导学生对相关外延知识的获取能力。
课程考核与评价：
本课程的考核应该包括平时成绩、期末考试和期中成绩3个部分，实行百分制。
其中平时成绩可以通过个人作业、学习态度、到课率及小组讨论等方式进行评定，期末考试可以采用开卷或闭卷形式，重点考查学生对工业控制组态与现场总线设计基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握程度。
