《工业控制计算机原理及应用》课程标准

工业控制计算机原理及应用课程标准 课程代码：31339Z07学 时 数：32学时（其中：理论24学时 实践8学时）课程类型：理论+实践 开课学期：（第3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：工业控制计算机原理及应用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。通过本课程的学习使学生了解工业控制计算机应用的范围和发展趋势，认识工控机与商用计算机的区别与联系，掌握工控机的结构特点，掌握工控机选配指标，常用的板卡的安装与测试，建立信号调理的概念，掌握常用的信号调理电路，为日后在高速铁路现场工作打下坚实的基础。该课程的先修课是计算机文化基础、电工基础、电子技术，后续课程是现场总线与工业控制网络、高铁信号集中监测系统、高速列车调度指挥系统。该课程安排在高速铁道技术专业的第三学期学习。教学目标：通过本课程的学习，使学生建立工控机的硬件和软件系统概念，熟练进行工控机的日常使用和操作以及日常维护，了解数据采集卡的功能和使用方法，掌握常用的信号调理电路，具有板卡安装与测试能力，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熟悉工控机主机箱的指标；2熟悉工控机选配指标；3了解工业控制计算机与商用计算机的相同点与不同点；4认识BIOS、CMOS的作用；5了解信号的分类及特点；6认识基于PC的数据采集控制系统的产品；7熟悉信号调理的原理及电路；8掌握工控机的软件系统，熟练对工控机操作系统的安装和板卡驱动的安装。技能目标1. 掌握工控机硬件结构及特点；2. 掌握CMOS、BIOS设置；3. 掌握工控机板卡安装与测试，硬件故障排查方法；4. 掌握工控机操作系统安装和常用板卡驱动程序安装；5掌握常用信号调理电路使用；6掌握工控机外围设备之间连接；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。二、课程内容规划本课程的内容规划如表2所示。表2 工业控制计算机原理及应用课程内容规划表课程名称工业控制计算机原理及应用总学时32课程内容项 目内 容学时一、工控机主机主要教学内容1工控机硬件结构特点；2工控机硬件组成；3工控机选配；4板卡的安装与测试；5I/O信号的种类与接线方式；6可编程自动化控制器。14教学重、难点1工控机的硬件结构（重点、难点）2工控机选配（重点）3板卡的安装与测试（重点、难点）4可编程自动化控制器（难点）教学方法手段现场教学、实验、多媒体演示等二、数据采集控制系统产品主要教学内容1数据采集控制系统组成与功能；2插入式数据采集控制卡的用途与种类；3常用的数字量I/O卡；4计数器接口卡；5远程数据采集和控制模块。6教学重、难点1插入式数据采集控制卡（难点）2常用的数字量I/O卡（重点、难点）3计数器接口卡（重点、难点）4远程数据采集和控制模块（重点、难点）教学方法手段现场教学、实验、多媒体演示等三、信号调理以及现场总线技术主要教学内容1信号处理原理和方法；2常用信号调理端子板；3数据信号传输与通信系统原理；4串行通信、USB接口标准；5现场总线概念以及控制系统概念；6CAN总线技术。 10教学重、难点1信号处理原理和方法和常用的端子板（重点）2 数据信号传输与通信系统原理（重点、难点）3串行通信、USB接口标准（重点、难点）4现场总线概念以及控制系统概念（重点、难点）教学方法手段现场教学、实验、多媒体演示等四、其他主要包含内容扩充、总复习、测试、预留机动等学时。2三、学习情境设计本课程的学习情境设计如表3所示。表3 工业控制计算机原理及应用学习情境设计工业控制计算机原理及应用学习情境1（或者 项目1）工控机主机学时分配总计：12学时实践：6学时知识目标1熟悉工控机硬件组成；2了解工控机与商用计算机相同点与不同点；3了解编程自动化控制器；4掌握工控机选配方案；5掌握板卡的安装与测试技能要求熟练操作工控机机箱的打开，熟练操作板卡的安装与测试，掌握工控机的选配方案，掌握BIOS、CMOS设置学习内容1工控机硬件组成与结构；2工控机的选配；3工控机的BIOS、CMOS设置；4板卡安装与测试；5可编程自动化控制器。教学建议及说明在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，通过“教、学、做”一体化教学掌握专业知识、培养专业技能。教学地点建议工控机实训室。学习情境2数据采集卡控制系统学时分配总计：12学时实践：2学时知识目标1建立I/O接口模板名词概念；2认识I/O信号的种类与接线方式；3掌握数据采集控制系统组成；4掌握数字量I/O卡功能；5掌握计数接口卡使用；6掌握远程数据采集和控制模块功能和使用；技能要求熟练操作数据采集卡驱动程序安装，熟悉计数接口卡使用，熟悉远程数据采集和控制模块使用学习内容1数据采集控制系统组成；2数据采集控制系统功能；3. 插入式数据采集控制卡的用途与种类；4. 数字量I/O卡；5计数接口卡6远程数据采集卡教学建议及说明在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，通过“教、学、做”一体化教学掌握专业知识、培养专业技能。教学地点建议多选择工控机实训室或现场。学习情境3信号调理学时分配总计：2学时实践：0学时知识目标1了解信号处理原理；2掌握信号处理方法；3掌握信号调理接线端子板。技能要求熟练掌握信号处理方法，掌握信号调理接线端子板使用。学习内容1信号处理原理；2信号处理方法；3常用的信号调理端子板；教学建议及说明在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，通过“教、学、做”一体化教学掌握专业知识、培养专业技能。教学地点建议多选择工控机实训室或现场。学习情境4通信技术学时分配总计：4学时实践：0学时知识目标1了解数字传输和通信系统原理；2掌握串行通信接口标准；3掌握USB串行接口标准；4掌握串行通信；5掌握USB接口使用。技能要求掌握串行RS232接口通信操作方法，掌握USB接口使用学习内容1数字信号传输；2通信系统原理；3串行通信知识；4串行接口标准；5USB接口标准。教学建议及说明在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，通过“教、学、做”一体化教学掌握专业知识、培养专业技能。教学地点建议工控机实训室或现场。学习情境5现场总线技术学时分配总计：2学时实践：0学时知识目标1 建立现场总线概念；2 了解现场总线特点；3 了解典型现场总线技术指标。技能要求掌握现场总线基本知识以及现场总线规则，掌握现场总线结构学习内容1 现场总线定义；2 现场总线特点；3 现场总线网络结构；4 现场总线设备；5 现场总线应用。教学建议及说明在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，通过“教、学、做”一体化教学掌握专业知识、培养专业技能。教学地点建议在工控机实训室或现场。四、学业评价本课程考核为考查课。考核方式：笔试（闭卷）+ 平时考核。记分制：100分制记分。该课程的考核方式采用“笔试（闭卷）+ 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。其中，平时考核由授课教师根据学生日常考勤、作业、回答问题、学习态度等方面进行评定。五、教学资源1.教材的选用（推荐）：工控机及组态控制技术原理及应用，薛迎成，何坚强主编，中国电力出版社，2011年01月01日（推荐使用教材、校本实训教材、引导文等）2参考教材工控机及组态控制技术原理及应用薛迎成，何坚强主编，中国电力出版社，2007年03月01日；工控机组态软件汪志锋主编，工业电子出版社，2007年03月01日；工控网组建与调试胡健主编，天津大学出版社，2010年08月01日；3.课程资源的开发与利用（1）网络资源研祥智能EVOC-研祥工控机-国家特种计算机工程技术研究中心：工控机设备-ZOL中关村在线：研华Advantech-研华工控机：（2）主要期刊工控视界、计算技术与自动化、模式自动识别与人工智能等精品课程网站铁路之家 http:/www.china 1435.com/六、实施建议 1. 师资配备建议主讲教师应是双师型教师，能综合应用各种教学方法设计课程，具有较强的专业基础和新知识，具备相关的职业资格证书和实践经验；辅助教师需要一定的职业技能，具有丰富的企业一线经验，取得中职以上资格证书。2教学条件配备建议本课程应配备工控机10台，以满足项目教学需要。数据采集卡内容应配备10套，以备教学使用。还应配备模拟输入电路板和数字量输入电路板。3教学实施建议（1）本课程采用理实一体化教学，以典型工作任务为导向，激发学生的学习兴趣，提高学生的实际操作能力。在教学过程中，教师示范和学生分组讨论、训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，会进行工控机的使用与维护。（2）在教学过程中，要创设工作情境，同时应加大实践实操的容量，要紧密结合职业技能证书的考证，加强考证的实操项目的训练，在实践实操过程中，使学生掌握工控机设备维护方法，提高学生的岗位适应能力。（3）在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新材料发展趋势，贴近企业、贴近生产。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。七、其他说明 本课程标准在执行过程中，可根据教学的实际情况做适当调整，以满足教学要求。教学中，立足基本知识的学习，加强岗位技能的培养，将理论与实践结合、课堂与现场接轨，做到有的放矢、灵活应用，以达到本课程的教学目标。 （本说明可根据情况修改） 执笔人： 审核人： 系部主任： 教务处： 注：1.执笔人：应为专业骨干教师，每名教师原则上承担不超过3门课程标准的编写。2.审核人：应为副教授（含）以上职称，一般为专业负责人或教研室主任。3.标题：黑体小四，正文， 宋体五号。