工业网络技术课程标准228.docx
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工业网络技术课程标准228
北京电子科技职业学院
《工业网络技术基础》
课程标准
课程代码
2820186
适用专业
电气自动化技术
编制
张鑫
审核
制定日期
2011年1月
一、课程定位
《工业网络技术基础》是高职（五年制）机电技术应用（机电及自动化）专业的核心专业课程。
其目的是培养现代制造业中从事自动化类技术人员的核心职业能力，通过对本课程的学习，培养学生能够对以S7系列PLC为核心，融合HMI、变频器等设备的工业网络进行硬件选择、安装、布线、程序设计、系统调试、检修与维护。
能够综合运行PLC技术、液压与气动技术、HMI技术及变频器技术等通过网络连接，实现实际工程项目的联网控制，为后面的毕业设计和顶岗实践打下专业基础，同时在团队合作、小组讨论、虚拟实训等学习方法运用的过程中，培养学生的社会能力和方法能力。
本课程属于理实一体化课程，课程在第八学期开设，是该专业的专业技能综合提高课程，学习本课程前应学习过《计算机基础》、《电工技术》、《电子技术》、《电机与电控技术》、《传感检测技术》、《PLC技术（中级）》，通过本课程学习，可以为该专业学生进行专业顶岗实习打下良好的基础，为学生就业和岗位迁移提供知识和技能储备。
二、课程目标
《工业网络技术基础》课程主要培养学生具备自动化系统集成、自动化系统工艺实施（操作）、自动化设备网络组建、安装、调试、维护工作中的基本职业能力，学生们通过本课程学习后，应具有的以下职业能力：
1.专业能力
1）能按照生产要求配置工业控制网络及组态控制系统，会分析、设计电气原理图；
2）能按照原理图连接控制系统电路，会按照生产工艺流程和控制要求，合理地配线；
3）能正确使用工具和设备，会安装调试工业控制网络及组态设备；
4）能够按照生产工艺要求以及安全需要，会设置工业控制网络及组态设备的参数，并能够程序编写；
5）具备查阅、使用、管理相关的技术资料。
2.方法能力
1）计划能力：
能根据项目书要求，确定系统集成方案并进行自动化设备选型、相关器件选择；
根据系统集成方案，完成各个自动化设备、相关器件的订单和购买；
根据系统控制方案，按照项目书工艺要求，完成自动化设备的安装、调试、维护、维修方案制定，并根据现场情况进行系统实施工作计划调整。
2）学习能力：
通过读取项目书工艺要求，进行现场分析，掌握学习现场工艺的方法和能力；
通过阅读自动化产品手册、查看相关说明书，掌握学习新知识、新技术的能力；
通过使用各种自动化类产品，学习各种产品的应用方法和应用技巧；
3）解决问题能力：
能解决系统集成过程、方案实施过程、系统使用和维护过程中的基本技术问题。
4）创新能力：
通过实施专项及综合技术应用训练，掌握快速适应岗及求新思变能力；
通过实施仿真项目训练，能在项目实施过程中通过技术改造和技术创新实现方案更优的方法和手段。
5）安全意识
能够始终具备生产安全意识；
工作中遵守现场工作规范和制度；
工作中制定安全保障方案，设计安全措施，时刻保证工作安全。
3.社会能力
1）交往能力：
具备诚信、可靠的基本素质；
与客户（同学）进行人际交往、思想沟通、获取信息；
与同事（同学）在制订方案过程中，进行技术研讨，技术交流；
与同事（同学）在方案实施过程中进行技术沟通、技术交底和技术交接；
与客户（同学）在项目验收（检查）过程中，进行技术展示和技术沟通。
2）协作能力：
具有和技术团队成员之间的协作能力；
具有与不同部门人员进行协作能力；
具有与客户进行协作的能力
3）工作态度
工作的敬业精神
产品的质量意识
售后的服务意识等
群体意识和社会责任感
三、教学起点
本课程在第八学期开设。
前导课程主要有：
《计算机基础》、《电工技术》、《电子技术》、《电机与电控技术》、《传感检测技术》、《PLC技术（中级）》等专业基础和专业课程。
通过这些课程的学习，学生已具备学习本课程所需的知识和能力，具体如下：
1.能够熟练计算机的软硬件基本结构及基本工作原理，能熟练运用数制的基本概念及数制转换的基本方法，能熟练运用基本程序结构和基本编程方法；能熟练地操作计算机，使用常用软件；
2.能熟练使用掌握电路、电机、电气控制、传感器的基本知识，能看懂电气原理图，元器件布置图、接线图，能够根据给定的电气原理图绘制接线图，能根据要求修改电路图获绘制简单的电气控制原理图；
3.能根据电气原理图或接线图进行简单电气控制线路的连接；
4.能够熟练使用传感器的基本概念、工作原理分类和基本使用方法，能够根据不同要求，选择相应类型的传感器，能够根据说明书进行传感器的安装和调试；
5.掌握小型PLC（如西门子S7-200）的硬件安装、软件编程、模块扩展和在工业现场的基本应用方法。
四、课程内容与要求
学习内容概要
学习内容
学习标准
学习建议
对学生的评价建议
教学建议
课时数
模块一工业以太网的构建与运行
1）任务一基于多个S7-200PLC的工业以太网络构建与运行
1.能熟练配置S7-200PLC之间组成工业以太网络的硬件组态
2.能设置工业以太网服务器、客户机的软件
3.会熟练编程网络读写指令
4.会独立操作网络运行情况的在线监控
1.本项目知识型内容较多，建议准备好教材和参考资料，并记好课堂笔记；
2.在学习过程中对重点内容结合练习进行记忆；
3.学习过程中注意多观察实验设备，多熟悉、多练习；
4.在学习完成后，做好归纳总结工作。
1.本项目中以过程考核为主，着重考核学生知识掌握情况和应用能力；
2.考核学生根据控制要求进行简单系统集成方法，考核学生知识应用能力；
3.考核学生对S7-200/S7-300PLC硬件参数、安装规范、安装方法、硬件设置、及相互之间进行网络互连的方法的掌握情况，考核学生知识应用能力；
4.考核学生通过硬件现状进行硬件构成分析，考核学生数据收集能力。
1.可采用案例引入方法，让学生快速入门；
2.可通过现场教学法强化学生对系统硬件和硬件安装的认识和了解；
3.可通过实物、图片、视频等方式加深学生对自动化系统的认识和了解。
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任务二基于S7-300/S7-200PLC的工业以太网络构建与运行
1.能熟练配置S7-300/S7-200之间组成工业以太网络的硬件组态
2.会设置工业以太网服务器、客户机的软件
3.会熟练编程网络读写指令
4.会独立操作网络运行情况的在线监控
任务三基于多个S7-300PLC的工业以太网络构建与运行
1.能熟练配置多个S7-300PLC组成工业以太网络的硬件组态
2.会设置工业以太网服务器、客户机的软件
3.会熟练编程网络读写指令
4.会独立操作网络运行情况的在线监控
任务四基于S7-300/S7-200PLC与WinCC的工业以太网络构建与运行
1.能熟练配置S7-300/S7-200与WinCC组成工业以太网络的硬件组态
2.会设置工业以太网服务器、客户机的软件
3.会熟练编程网络读写指令
4.会独立操作网络运行情况的在线监控
模块二现场总线网络的构建与运行
1.任务一基于S7-300/S7-200与HMI的DP网络构建与运行
1.会熟练操作PROFIBUS-DP的接线
2.能熟练配置S7-300/S7-200与HMI的PROFIBUS-DP硬件组态
3.能完成带有PROFIBUS-DP网络的软件编程
4.会熟练编写监控软件人机界面软件监控
1.本项目知识型内容和应用性内容并存，建议准备好教材和参考资料，并记好课堂笔记；
2.建议学习前复习MPI连接的内容；
3.建议操作过程中两个同学进行配合和互查，以达到熟练效果；
4.建议在进行硬件连接时，记录硬件连接注意事项，在实验过程中记录实验过程中遇到的问题和解决方法；
1.在学习完成后，做好归纳总结工作。
1.本项目中以过程考核为主，着重考核学生知识掌握情况；
2.考核学生对三种编程方法的区分和理解；
3.考核学生对不同块的认识和理解。
4.考核学生对过程映像的理解；
5.考核学生对PROFIBUS网络的组态方法；
6.由于数据类型较多，建议重点考核硬件组态；
1.本项目知识性内容较多，建议以案例教学为主导，以解决问题为目标，多利用图表来辅助学生加深对知识性内容的理解；
2.PROFBUSDP网络通信内容是本课程学习的基础内容，可考虑利用小测验等形式巩固学习成果。
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任务二基于多个S7-300与WinCC的DP网络构建与运行
1.能完成PROFIBUS-DP的接线
2.能熟练配置多个S7-300与WinCC的PROFIBUS-DP硬件组态
3.能完成带有PROFIBUS-DP网络的软件编程
4.会熟练编写监控软件人机界面软件监控
任务三基于S7-300与MM440的DP网络构建与运行
1.能说出分拣站的工作原理及硬件结构
2.能熟练完成变频器MM440的参数设置和操作方法
3.能熟练配置S7-300PLC与MM440之间的网络组态
任务四基于S7-300与ET200S的DP网络构建与运行
1.能说出分拣站的工作原理及硬件结构
2.会熟练使用ET200S模块
3.能熟练配置S7-300PLC与ET200S之间的网络组态
任务五基于S7-300/S7-200的MPI网络构建与运行
1.能完成MPI通讯电缆的接线
2.能熟练完成S7-200PLC如何使用“位置控制向导”控制步进电机3.能实现S7-300PLC和S7-200PLC之间的MPI通讯监控
任务六基于多个S7-200的PPI网络构建与运行
1.能完成PPI通讯电缆的接线
2.能熟练完成S7-200PLC使用“位置控制向导”控制步进电机
3.能实现多个S7-200PLC之间的PPI通讯监控
模块三执行器/传感器网络的构建与运行
1.任务一PA/DP网络的构建与运行
1.能熟练完成PA仪表和DP/PA藕合器的接线
2.能熟练配置PROFIBUS-DP下挂接PA仪表的硬件组态
3.会编程带有PROFIBUS-PA网络的软件
4.会熟练编写监控软件人机界面软件监控
1.本项目知识型内容和应用性内容并存，建议准备好教材和参考资料，并记好课堂笔记；
2.建议学习前能熟练使用实验室硬件设备，准备好实验室硬件设备清单，熟练运用硬件基本参数；
3.建议操作过程中按步骤进行反复练习，以达到熟练效果；
4.建议在进行硬件组态前，准备好硬件配置表，可以方便练习；
5.在学习完成后，做好归纳总结工作。
1.本项目中以过程考核为主，结合技能考核，着重考核学生知识掌握和应用情况；
2.考核学生建立一个项目的方法掌握；
3.考核学生进行硬件组态的方法掌握；
4.考核学生建立程序块的方法掌握；
5.考核STEP7的基本操作，硬件组态等常用工具的操作，创建完整项目的操作；
1.软件安装以演示为主，为节省时间不进行训练；
2.其它考核项目采用过程考核和终结性考核结合方法；
3.过程考核采用学生自评、互评方法；
4.终结性考核采用实验结合实验报告形式进行考核。
6
任务二AS－I网络的构建与运行
1.能熟练完成主站模块和从站模块的接线
2.能熟练配置AS-I网络硬件组态
3.能熟练编写带有AS-1网络的软件程序
模块四组态案例
1.项目一基于现场总线的物料加工分拣生产线
1.能解释基于现场总线的生产线网络架构
2.会熟练安装网络硬件
3.能熟练配置网络硬件组态
4.会编写整个生产线的程序
1.本项目知识型内容和应用性内容并存，建议准备好教材和参考资料，并记好课堂笔记；
2.建议学习前复习S7-200编程指令，可以有助于学习S7-300编程；
3.建议操作过程中按步骤进行反复练习，以达到熟练效果；
4.建议在进行本练习前重复练习硬件组态，达到复习的效果；
5.建议在进行硬件连接时，记录硬件连接注意事项，在实验过程中记录实验过程中遇到的问题和解决方法；
6.在学习完成后，做好归纳总结工作。
1.本项目中以结果考核为主，着重考核学生知识掌握和应用情况；
2.考核学生对不同指令含义、功能、参数等的理解和应用能力；
3.考核学生对项目控制原理的解读能力；
4.考核学生对控制要求的分析能力；
5.考核学生电路接线的能力；
6.考核学生遇到问题后发现和解决问题的能力；
7.考核学生在训练过程中的安全意识和安全操作规范；
8.考核学生在技术沟通、自评互评过程中的协作能力；
9.考核学生在进行结果验证和测试时的技术展示能力；
10.考核学生自我学习新指令新功能的能力。
11.考核学生进行调试时的记录能力；
12.考核学生进行故障排除时的逻辑分析能力。
1.作为第一个综合项目，需要在安全操作、实验设备操作注意事项上多进行强调，必要时可考虑留一部分作业强化记忆；
2.作为引导此项目需由老师进行一个简单案例的示范，然后由学生进行训练；
3.本项目中位逻辑指令很多，可考虑重点学习部分指令，剩余的作为学生自学内容。
6
2.项目二基于三层网络的物料加工分拣生产线
1.能解释使用基于三层网络的生产线网络架构
2.会安装网络硬件
3.能熟练配置用网络硬件组态方法
4.会编写使用整个生产线的程序
1.本项目知识型内容和应用性内容并存，建议准备好教材和参考资料，并记好课堂笔记；
2.建议学习前复习S7-200交通灯控制方法，有助于本项目训练；
3.建议在进行控制功能提炼时多进行讨论，有助于对控制任务的理解；
4.建议操作过程中按步骤进行反复练习，以达到熟练效果；
5.建议在进行本练习前重复练习硬件组态，达到复习的效果；
6.建议在进行硬件连接时，记录硬件连接注意事项，在实验过程中记录实验过程中遇到的问题和解决方法；
7.在学习完成后，做好归纳总结工作。
1.建议教师能够引导带领学生从分析项目需求，提炼控制要求开始学习；
2.建议延时指令只重点学习部分，剩余的由学生自学
3.对于部分掌握较好学生，可考虑提供更复杂控制要求的项目供学生练习。
4.本项目接线较多，建议让学生组织自查、互查环节，最后由教师检查。
6
综合考核
1.理论考核
2.实操考核
1.能够会熟练使用学习项目1至学习项目4要求内容
根据复习提纲认真复习和练习。
1.本项目为期末终结性考核；
2.本考核分为2个部分。
1.理论考核为试卷形式；
2.实操考核为随机试题考核形式
2
总课时数
54
五、教学方法与手段
本课程是一门与实际应用联系紧密的课程，需要学生对常见自动化产品有全面了解，能够对系统进行整体集成，同时要求学生既要会熟练使用控制器（PLC）的基本知识编程、下载、调试等技能，还要会熟练使用自动化系统中常用的产品（HMI、变频器、电机、传感器等）等的安装、调试方法。
更要会熟练使用各系统部件之间的通讯方法、控制方法。
因此建议采用理论与实践一体化的教学模式来组织教学。
在教学方法上可以采用任务驱动式、项目式教学法，并以工作过程为导向来进行教学设计。
建议在专业教室组织本课程的授课。
建议在教学过程中充分利用多媒体教学设备，边讲边示范操作，并充分利用实验设备，边讲边练，讲练结合。
六、实践条件
建议条件如下表所示。
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
计算机（PC）
台
20
每两名学生一台计算机。
2
STEP7V5.4或以上版本
套
20
安装在20台计算机中。
3
S7300PLC
台
20
配置一定量的数字量（I/O）信号模板和模拟量信号模板
4
其它辅助实验设施
套
20
数字量、模拟量负载、变频器、电机、传感器
5
万用表
台
20
用于测试电路
C302综合控制实验室布局如下图
C302综合控制实验室布局图
图1C301实验室变频器、电机、触摸屏、手操盒等
图2C302实验室S7-300及工业网络通讯设备
图3C304实验室温控案例、水位控制案例
七、评价方法
1.改革传统的学生评价手段和方法，建议采用阶段评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化评价模式。
2.关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、综合实践及考试情况，综合评价学生成绩。
3.应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。
4.建议考核项目为：
课堂表现（5%）、作业（15%）、报告（15%）、实验练习（25%），理论考核（20%）、实践考核（20%）。
其中，形成性评价占60%、终结性评价占40%
八、课程资源
1.教材与学材
1）建议教材
《工业网络技术基础》，秦益霖主编，电子工业出版社，2009年7月
2）参考书
《西门子S7-300硬件和安装手册》
《S7-300模板规范》
《CPU31X技术参数》
《STEP7系统软件和使用功能》
《STEP7编程技术手册》
《S7-300梯形图编程》
《S7-300STL编程》
《西门子S7-300PLC与应用软件STEP7》，钟肇主编，华南理工大学出版社，2004年7月
《SIMATIC可编程程序控制器及应用》，孙海维主编，机械工业出版社，2005-1-1
2.教学媒体
1）视频资料
2）网站资源西门子自动化与驱动集团技术支持网站
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