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1、工业控制网络及组态技术学习领域（课程）标准一、学习领域（课程）基本信息1、课程名称：工业控制网络及组态技术2、课程编码：348983、适用专业：电气自动化技术4、课程学时：905、所属教学单位：自动化学院二、学习领域（课程）性质与定位对于电气自动化专业的学生而言， 工业控制网络及组态技术是一专业核心课，课程设置的目的是培养学生掌握当今主流工业控制网络技术，并对其进行组态设计，使学生掌握大型自动化系统控制网络基本原理、设计方法和实施方法，并且会进行 HMI 组态设计。本课程开设在第五学期，其先修课程是计算机基础 、 可编程控制器应用技术 、 工业信号检测与控制 、 自动化生产线安装与调试 、 运
2、动控制系统安装调试与运行 。本课程根据电气自动化生产企业中工业控制网络及组态生产实际，设计教学情境，通过相应的教学载体，采用“教、学、做”一体化式教学方式组织教学，培养学生掌握先进工业控制网络以及组态技术的基本知识和基本技能，使学生能够在生产现场进行简单的工业网络通信设置及组态，能够完成控制系统电气设备安装、调试、运行、检修、维护等实践操作，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生能动脑会思考的思维能力和一丝不苟、踏实严谨的科学精神，培养学生探索新知识和新技术的学习能力；提高学生爱岗敬业、团结友爱的综合素质和积极动脑、开拓进取的创新意识。三、学习领域（课程）目标（一）知识目标1、掌握计
3、算机网络的定义、组成和工作过程2、掌握计算机网络的工作机制和通信协议。3、掌握 FCS/DCS/工业以太网的概念、组成、标准和应用领域。4、学会使用 PROFIBUS-DP 协议。5、学会使用 SET7 编程软件，对 S7-300PLC 进行硬件组态。6、学会使用 PLCSIM 模拟软件7、掌握智能从站设备 S7-300、S7-200、变频器等之间的通信，能够排除网络系统故障。8、学会使用 WinCC：完成 WinCC 与 PLC 的通信；会编写脚本实现动画效果；会做报表、报警；会使用数据库，实现 WinCC 与其他软件之间的 OPC 通信。9、学会使用组态王、力控等其他组态软件。（二）能力目
4、标1、专业能力（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。（4）具备借助产品说明书和相关技术手册，查阅有关数据、工业控制网络功能和使用方法的能力。2、方法能力（1）具备较强自学、听课、概括总结等学习能力。（2）具备通过网络、期刊、专业书籍、技术手册、电气产品说明书等媒介获取信息能力。（3）决策、制定、实施任务方案的设计和实践能力。（4）分析问题、解决问题能力。（5）理论知识的综合运用、理论联系实际能力。（6）具有一定的创新意识、创造性思维能力和创造实践能力。3、社会能力（1）有明
5、确的团队意识和集体精神，具备良好的团队协作能力。（2）具备有效的自我控制与管理能力。（3）能清晰表达个人见解和情感，尊重和倾听他人表述，具备有效沟通和交流表达能力。（4）具备一定的生产现场管理和团队组织管理能力。（5）具备独立工作能力。（三）素质目标1、尊重和理解他人，具备良好的同情心，能妥善处理同事关系，能有效进行沟通交流。2、踏实肯干、吃苦耐劳、积极进取、大胆创新的职业素养。3、爱岗敬业、认真负责的工作责任心。4、爱专业、爱集体、服从大局的职业道德。5、现代企业 6S 管理“清理、清洁、整理、整顿、素养、安全”理念。四、学习领域（课程）内容及学习任务设计1、课程整体设计学习子情境序号 学习
6、情境 子序号子情境学时 合计学时1 认识计算机网络 22 计算机网络数据通信基础 41 计算机网络基础介绍3 计算机网络的体系结构及协议 4101 FCS 控制系统简介 22 DCS 控制系统简介 23 工业以太网简介 44 Modbus 现场总线介绍 22 工业控制网络原理简介5 PROFIBUS 现场总线介绍 2121 S7-300 编程基础与 SETP7 的使用方法 122 S7-300 网络通信基础 43PROFIBUS-DP 网络通信以及网络控制系统故障诊断83 PROFIBUS-DP 应用4 智能从站设备通讯 16401 WinCC 组态软件安装 12 WinCC 组态软件与 PL
7、C 的通信设置 53 WinCC 组态软件动画设置 64WinCC 组态软件报警、报表及曲线的显示44 HMI 组态软件5WinCC 组态软件数据库功能及 OPC 通信8245 工程实例分析 1 自动化控制系统工程实例分析 4 4总学时 902、学习情境设计学习情境 1 计算机网络基础介绍 学时： 101、教学内容1）计算机网络定义、功能2）计算机网络的硬件组成与拓扑结构3）数据通信的基本概念4）数据的传输形式和传输介质5）网络的体系机构与 OSI6）TCP/IP 体系结构2、教学目标：（详细描述本情境要实现的知识、能力、素质目标）1）掌握计算机网络的通信类型和拓扑结构2）能够绘制出实训室网络
8、拓扑图3）会单独制作网线，可以利用示波器查看数据传输的信号4）能够对 0SI 参考模型与 TCP/IP 参考模型进行比较5）完成简单协议的通信6）具备发现问题、解决问题及创新能力，养成热爱课堂的良好素质子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务认识计算机网络1、认识计算机网络2、计算机网络类型选择3、计算机网络的历史与发展4、绘制实训室计算机网络拓扑结构图1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：学生动手实践，绘制拓扑结构图6
9、、教师给出评价。子学习情境 2 学习任务计算机网络数据通信基础1、网线制作2、利用示波器查看数据传输的信号3、数据传输设备4、分析数据传输1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：学生动手实践，教师现场给予适当的指导。6、教师给出评价。子学习情境 3 学习任务计算机网络的体系结构及协议1、体系结构与 OSI2、0S1 各层功能介绍3、TCP/IP 体系结构1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论
10、：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。4、0S1 参考模型与 TCP/IP 参考模型的比较5、简单协议的实现3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：学生动手实践，完成简单协议的通信，教师给予适当的指导。6、教师给出评价。学习情境 2：工业控制网络原理简介 学时：121、教学内容1）FCS 控制系统简介2）DCS 控制系统简介3）工业以太网概述及组态4）Modbus 现场总线介绍5）PROFIBUS 网络通信2、教学目标1）掌握现场总线的概念2）掌握通信与网络基本知识3）学会阅读现场总线协议及规范，能够设计一般设备的现场总线通信接口。4）
11、掌握典型的现场总线系统的基本应用技术子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务FCS 控制系统简介1、FCS 的功能2、FCS 的系统规模3、FCS 的前沿技术4、FCS 的体系结构1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、对于学生的接受情况教师给出评价。子学习情境 2 学习任务DCS 控制系统简介1、DCS 控制系统概述2、DCS 控制系统的结构3、DCS 系统国内外的应用4、DCS 相关控制系统1、资讯：老师课后分配任务，学生利
12、用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、对于学生的接受情况教师给出评价。子学习情境 3 学习任务工业以太网简介1、工业以太网概述2、用普通网卡实现计算机与 S7-300的通信3、 PROFINET 的组态与编程1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成以太网组态和编程。6、对于学生的接
13、受情况教师给出评价。子学习情境 4 学习任务Modbus 现场总线介绍1、 Modbus 概述2、 Modbus 物理层3、 Modbus 串行链路层标准4、 Modbus 系统组态1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成系统组态。6、对于学生的接受情况教师给出评价。子学习情境 5 学习任务PROFIBUS 现场总线介绍1、 PROFIBUS 网络概述2、 PROFIBUS-DP 功能3、主站与标准 DP 从站
14、通信组态4、 PROFIBUS 网络控制系统故障诊断1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成主站与标准 DP从站的组态通信。6、对于学生的接受情况教师给出评价。学习情境 3 PROFIBUS-DP 应用 学时：401、教学内容1） S7-300 编程基础与 SETP7 的使用方法2） S7-300 网络通信基础3） PROFIBUS-DP 网络通信以及网络控制系统故障诊断4） S7-300、S7-200、变频器
15、等智能从站设备的通信2、教学目标1）学会使用 S7-300 编程软件2）会设置 S7-300PLC 网络通信3）完成 PLC 与变频器等从站设备的 DP 通信子学习情境 教学设计子学习情境 1 学习任务S7-300 编程基础与SETP7 的使用方法1、程序的生成与仿真实验2、 S7-300CPU 的存储区3、 SETP7 在编程与调试中的应用4、 S7-300 基本指令1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成编
16、程实验6、对于学生的接受情况教师给出评价。子学习情境 2 学习任务S7-300 网络通信基础1、 MPI 网络通信2、 PROFIBUS 通信3、工业以太网通信1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成通信程实验6、对于学生的接受情况教师给出评价。子学习情境 3 学习任务PROFIBUS-DP 网络通信以及故障诊断1、 PROFIBUS-DP 功能2、主站与标准 DP 从站通信的组态3、 DP 主站与智能从站通信的组态与编程4、使用 SETP7 和中断组织块诊断故障1、资讯：老师课后分配任务，学生利用网络或图书馆资源进行查询。2、小组讨论：各个小组将查询的内容互相讨论，自行消化。3、检查：教师检查每组的资讯情况。4、讲解：根据课程安排结合学生的资讯内容进行讲解。5、实践：教师指导学生完成 DP
