2016级《工业控制组网与组态技术》

《工业网络组态构建与运行》教学大纲课程类别专业核心课程开课部门机电工程系总学时96学时学分6学分面向专业电气自动化技术开设学期 5教学模式教学做一体化课程《工业网络组态构建与运行》是电气自动化技术专业的专业核心课程之一，是专业综合能力课程。

通过对以PLC为控制器的网络组态构建与运行的学习和训练，使学生掌握以西门子S7 系列PLC为控制器的工业以太网、现场总线、仪表及执行器网络的硬件选型及安装、网络组态、软件设计等知识和技能。

一、课程定位工业控制网络及组态技术在现代工业生产中的使用日益广泛，企业急需掌握工业控制网络及组态实践知识的高素质技术人才，因此《工业网络组态构建与运行》是电气自动化技术专业学生必修的重要综合专业课，是培养学生掌握专业综合技能的重要途径。

《工业网络组态构建与运行》以物料加工分拣生产线等为主要载体，讲述了工业以太网的构建与运行、现场总线的网络构建与运行、执行器传感器网络的构建与运行等工业网络组态知识，并引入了典型组态案例。

在电气自动化技术专业课程体系中，它是前续课程设备低压电气控制与检修、电机控制与检修、可编程控制技术与应用、机械基础等专业课程知识和能力的综合应用，本课程的后续课程是顶岗实践和毕业设计，本课程将基础知识渗透在技能训练中，是一门职业性和实用性强的技术课程，是学生知识和技能大展示的场所。

课程定位如图所示。

二、教学目标通过课程学习，使学生拥有下列能力：1.专业能力（1）按照生产要求，进行工业控制网络及组态控制系统配置，以及电气原理图的分析、设计；（2）按照原理图连接控制系统电路，并按照生产工艺流程和控制要求，科学合理地配线；（3）正确使用工具和设备对工业控制网络及组态设备进行安装调试；（4）能够按照生产工艺要求以及安全需要，进行工业控制网络及组态设备的参数设置及程序编写；（5）查阅、使用、管理相关的技术资料。

2.方法能力（1）使用网络、图书等各种媒介主动获取知识信息和处理信息能力；（2）在小组分工完成任务的过程中，通过独立完成自己角色内的任务，培养学生分析问题、解决问题的能力；（3）通过小组讨论，共同制订实施方案，使学生具备制定工作计划的能力；（4）在任务导入之后，通过自主查询技术手册，获得完成任务所需要的知识，使学生具备终身学习能力。

一．选择题。

1．下面哪个国际标准不是关于现场总线的：（D ）A．IEC61158 B．IEC62026 C．ISO11898 D．IEC11582．现场总线是当今3C技术发展的结合点，下面哪个不是3C的内容（A ）A．CHINA B．COMPUTER C．COMMUNICATION D．CONTROL 3．ControlNet现场总线式由下面哪个公司推出的（C ）A．西门子B．波音C．罗克韦尔D．罗斯蒙特4．Modbus主要是哪个公司推出的（A ）A．施耐德B．西门子C．横河D．三菱5．ProfiBus主要是哪个公司推出的（A ）A．西门子B．施耐德C．罗克威尔D．三菱6．双绞线按规则螺旋结构排列的目的是（B ）A．方便区别B．干扰最小C．韧性更强D．以上都不是7．负责组织和管理基金会现场总线的国际组织是（ B ）A．CI B．FF C．ODV A D．PI8．下列哪个不是Modbus协议传送方式（C ）A．ASCII B．RTU C．RS485 D．TCP9．以下不是PROFIBUS协议的应用是（B ）A．FMS B．CAN C．DP D．PA10．光线里传输的是什么信号（A ）A．光信号B．电信号C．电磁波D．以上都不是11．下列哪个不是PLC系统的组成部分（ B ）A．CPU B．编程器C．电源模块D．信号模块12．PLC控制程序需要在什么块中执行（A ）A．OB B．FC C．FB D．DB13．PLC中断组织块的作用是（B ）A．连续执行B．周期执行C．不执行D．执行一次14．关于工业控制系统的发展历史，下列说法最准确的是（B ）A．模拟仪表控制系统B．直接数字控制C．DCS D．以上都是15. 工控网络实验过程中，经常用到的工具软件有（ C ）A．PST B．PRONETA C．TIA博图D．以上都是16. S7通讯中通常会用到PUT和GET指令，其中PUT指令是指（A ）A．发送B．接受C．发送和接受D．以上都不是17. S7通讯中通常会用到PUT和GET指令，其中GET指令是指（B ）A．发送B．接受C．发送和接受D．以上都不是18. PLC A和B在做开放式通讯时会用到发送和接受指令块，这些指令块需要写在（A ）里A．A PLC B．B PLC C．A PLC和B PLC D．A PLC或B PLC19. PLC A和B在做S7通讯时会用到PUT和GET指令块，这些指令块需要写在（D ）A．A PLC B．B PLC C．A PLC和B PLC D．A PLC或B PLC20. 以下哪个不是工业以太网的优点（ D ）A．应用广泛B．通信速率高C．资源共享能力强D．不可持续发展21. OSI参考模型最底层是（A ）A．物理层B．数据链路层C．网络层D．传输层22. 通常情况下，下列哪个不是HMI的功能（D ）A．数据监控B．趋势C．报警D．执行复杂控制程序二．判断题。

《工业控制网络》教学大纲课程名称：工业控制网络课程代码：建议课时数：40 学分: 2.5适用专业：电气工程及其自动化专业制定人：一、课程性质与任务课程性质：《工业控制网络》课程是电气自动化专业选修课程。

本大纲根据电气自动化专业专业2015年教学计划的要求制订，可作为高中后大专学生的教学参考。

课程的任务：本课程以现场总线基本技术及其节点设计为主要内容，目的是使学生掌握现场总线通信与网络基本知识，学会阅读并理解现场总线协议/规范，能够设计一般设备的现场总线通信接口，掌握典型现场总线系统的基本应用技术，并为学生进行现场总线系统设计和现场总线分析奠定一定的基础。

二、课程教学目标1、知识目标（1）通过课程学习要求学生在西门子S700平台学会使用工业以太网络协议完成设备间数据传输。

（2）对RS232/485串行总线协议、工业以太网ethernet、控制器局域网CAN等常用工业协议有系统概念认识。

（3）初步掌握使用工业组态软件工具完成SCADA数据采集监控系统上位机监控界面设计。

2、能力目标（1）使学生具备在PLC、单片机平台掌握2-3种不同工业控制网络协议在自动化设备控制中的应用。

（2）掌握在工业现场网络通讯故障检测与判断的方法，使用特定仪器对网络性能进行测试。

三、教学内容及基本要求本课程的主要内容包括计算机网络与现场总线的基础知识、国际标准现场总线及其它主流现场总线协议/规范、现场总线节点设计以及现场总线系统应用技术基础。

第一章绪论现场总线的发展历程、概念、组成、技术特点与优点，标准及应用领域。

第二章数据通信与计算机网络基础数据编码方式、信号传输方式、通信方式等数据通信基础知识；网络拓扑结构、传输介质、硬件组成与介质访问控制方式等计算机网络基础知识；协议分层、接口和服务、服务原语等计算机网络基本理论；OSI参考模型和TCP/IP参考模型及其优缺点，OSI 参考模型与TCP/IP参考模型的比较。

第三章控制器局域网——CANCAN总线的产生及其发展历程，CAN总线的技术特点，CAN节点的分层结构，CAN 的一些基本概念，报文传送及其帧类型，错误类型及其界定，位定时要求，CAN总线基本技术阐释与分析，CAN控制器及接口芯片：SJA1000、82C250，CAN节点设计，CAN 系统应用实例。

《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。

《工业控制网络》课程标准课程代码：31331Z18学时数：42学时（其中：理论30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：机电一体化高职开课单位：汽车工程学院]一、课程定位和目标课程定位：《现场总线与工业控制网络》课程是机电一体化专业的一门专业基础课，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。

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。

二、课程内容规划本课程的内容规划如表2所示。

表2 《现场总线与工业控制网络》课程内容规划表三、学习情境设计本课程的学习情境设计如表3所示。

表3 《现场总线与工业控制网络》学习情境设计四、学业评价本课程考核为考试课。

考核方式：笔试（开卷）60%+ 平时考核40%。

记分制：100分制记分。

该课程的考核方式采用“笔试（开卷）+ 平时考核”的评定方法，学生在学完该课程规定的内容后，教师根据学生期末考试成绩（占总成绩60%）、平时考核（占总成绩40%）进行综合评定，成绩合格者予以通过。

《组态控制技术》课程标准一、课程概述《组态控制技术》是自动化、电机与电器等专业的重要专业课，本课程是三年制和五年制高职电气控制类专业的一门专业课。

主要讲授组态控制的相关知识，使学生能独立应用MCGS组态软件制作出完善可靠的控制界面。

通过进一步的总结、完善、提高，使学生掌握组态控制技术，并能够设计和调试简单的工业控制过程。

二、课程目标本课程的目标是让学生掌握组态控制的基本理论和实践技能，能够设计和开发简单的工业自动化控制系统。

具体目标包括：1. 掌握组态控制的基本概念、原理和应用范围。

2. 掌握MCGS组态软件的基本操作和组态设计方法。

3. 能够根据实际需求，设计和开发简单的工业自动化控制系统。

4. 能够进行系统的调试和维护，解决实际工程中的问题。

三、课程内容本课程的主要内容包括：1. 组态控制的基本概念和原理。

2. MCGS组态软件的基本操作和组态设计方法。

3. 工业自动化控制系统的设计和开发流程。

4. 常见的工业自动化控制系统实例。

5. 系统调试和维护的基本方法。

四、教学方法本课程采用理论教学和实践教学相结合的方法，以提高学生的实践能力和综合素质。

具体方法包括：1. 理论教学：通过课堂讲解、案例分析等方式，使学生掌握组态控制的基本理论和MCGS 组态软件的操作方法。

2. 实践教学：通过实验、课程设计等方式，让学生亲自动手进行组态设计、系统调试和维护等操作，提高学生的实践能力和解决问题的能力。

3. 综合训练：通过综合训练项目，让学生综合运用所学知识，设计和开发一个完整的工业自动化控制系统，提高学生的综合素质和创新能力。

五、评价方式本课程的评价方式采用平时作业、期末考试和实践报告相结合的方式，以全面评价学生的学习效果和综合素质。

具体评价方式包括：1. 平时作业：根据课程内容和学生实际情况，布置适当的平时作业，以检验学生对所学知识的掌握情况。

2. 期末考试：通过期末考试，检验学生对本课程内容的掌握情况和实践能力。