工业组态控制技术教案PC.docx
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1、NO:1班级17电气周次时间节次情境名称情境一组态控制技术概述教学任务(课题名称)任务1.组态控制技术概述课时分酉己2(100分钟)教学目的掌握MCGS部件的功能教学目标能力(技能)目标知识目标思政育人目标1 .培养学生的动手能力2 .对知识归纳的能力1 .了解组态的发展2 .明确组态的应用1 .学以致用,提高学习兴趣,增强学习信心2 .培养学生乐于思考,勤与探索的学习精神及对组态课程的兴趣。重点难点教学重点:组态技术的应用教学难点:组态技术的应用难点化解:深入了解教学环境eda实训室教学用具背投、电脑教学资源1 .中国工控网2 .HMI技术应用参考资料1 .MCGS触摸屏组态控制技术2 .参
2、考网站:工控网教学方法任务驱动教学手段多媒体,板书教学设计教学内容(描述)1.组态控制技术的诞生及发展1.内容和目标分析:(本节课是本门课程的重要内容,通过本节课的学习,可以使学生学习组态控制技术的产生于发展。);2.学情分析:(学习对象是17电气班学生。学生活泼好动,喜欢交流,已有一定的问题分析能力和表达能力,但理解能力、逻辑能力较欠缺。学生的学习水平有差距,水平高的学生和一般学生的认知能力、思维能力的不同会对教学效果有影响,所以授课过程中应。);3.教学策略:(本节课主要介绍组态技术的发展及应用,课程内容较简单,因此采用讲授法授课)。教学过程教学环节(时间分配)教师活动(任务)学生活动(任
3、务)备注组织教学(2分钟)维持纪律、清点人数等迅速进入上课状态复习回顾(5分钟)回顾相关知识点1.P1.C控制技术的应用范围与老师共同回顾所学知识点,做到温固而知新复习巩固新课导入(3分钟)平时生活中见到的人机界面有哪些?认真听讲、积极思考。引出新课任务任务一、组态软件概述实施(70分组态软件,又称监控组态软件,译自英文SCADA,即SupervisoryContro1.andData钟)ACqUiSition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广,它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。了解组态软件学习组态软件的基组态英文是Conf
4、iguration”,其意义究竟是什么呢?简单的讲,组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的本概念过程。利用一系列的标准功能组件,通过模块化任意组合来构造系统,在这里系统可以是硬件、软件。具体到监控程序组态而言,就是采用一系列的标准软件组件,通过配置、连接等操作形成一个软件应用系统。标准组件体现在:控件、接口、驱动程序等(均由组态软件开发商开发提供给用户)。任务二、组态软件的应用场合通过PPt展示不同场景,总之得出结论,组态软件多应用在大型石化企业,当然其他行业也有涉及。了解组态软件的应用场合及将来就业岗位通过教师讲解了解MCGS的基本功能任1.最加为工产*务三、原始原始
5、E少了E了代彳作效:,向I,工业生产控制系统的发展的人工控制阶段的控制方法,加多了就多放一点,就少放一点。件人的劳动,减轻劳动强度,提高轧保证大型、复杂工业的安全生自动化方向改进。璃管计了解工业控制系统的发展从而了解组态软件的产生学习并思考工业生产系统与组态HJIX软件的联系W2 .常规仪表控制使用常规仪表的中央控制室生产过程规模不断扩大,中控仪表越来越多,操作人员对过程的监控和操作的要求也越来越高,模拟仪表难以胜任。3 .计算机集中控制如何把因计算机的故障造成的危害减少,使危险分散,成为应用计算机控制系统首要解决的问题。集中和综合的操作和监督要求对全厂、各车间和工段级的控制和操作有相应的数据
6、通信联系,不仅要求有大量的数据传送,而且要求有高速的数据传输速率。4.DCS控制系统ADCS俗称为“工业大脑”DCS对象分散一控制分散DCS在国内自控领域又称为集散控制系统。DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制,集中管理”。任务四、常用组态软件介绍1. InTouch,它是最早进入我国的组态软件。早期的版本采用DDE方式(动态数据交换)与驱动程序通信,性能较差。新的版本采用了32位WindOWS平台,并提供OPC支持。2. iFIX,它是Inte1.1.ution公司起家时开发的软件,先后被爱默生公司、GE公司收购。iFIX的功能强大,使用比较复杂。iFIX驱动程序和OPC组件需要单独购
7、买。iFIX的价格也比较贵。iFIX的用户众多,目前全球的用户已经超过20万个。3. Citech,澳大利亚CiT公司的Citech是较早进入中国市场的产品。CiteCh的优点是:操作方式简洁,但脚本语言比较麻烦,不易掌握。了解计算机集中控通过制与dcs控制系统讲解让学生了解组态软件的诞生过程了解各个组态软件的优缺点及其特点4. WinCC,SIEMENS公司的WinCC是后起之秀,1996年才进入市场,当年就被美国的Contro1.Engineering杂志评为当年的最佳HM1.软件。它是一套完备的组态开发环境,内嵌OPC。WinCC6.0采用MicrosoftSQ1.Server2000数
8、据库进行生产数据存档,同时它具有Web服务器功能。5 .组态王,组态王是北京亚控公司的产品,是国产组态软件的代表,在国内有一定的市场。组态王提供了资源管理器式的操作界面,并且提供以汉字为关键字的脚本语言支持,这点是国外组态软件很难做到的。另外,组态王提供了丰富的国内外硬件设备驱动程序,这点国外知名组态软件也很难做到。6 .三维力控,三维力控是国内较早开发成功的组态软件,其最大的特点就是基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构,而且实时数据库是可组态的。三维力控组态软件也提供了丰富的国内外硬件设备驱动程序。了解国产软件的崛起通讲国软的场T国软的起T过解产件市来解产件崛解学生考核提问:组态软件的概
9、念学生回答掌握评价知识(60情况钟)教师点评学生做好笔记总结归纳引导归纳本节课所学内容简单阐述所学主要加强(7内容学生分记忆钟)作业布置课后作业,明确要求。布置1.预习下节课内容记录、理解作业内练习(3容。巩固分钟)板书设计教学反思教研累计课室主任审阅意见签名:年月日2课时时NO:2班级17电气周次时间节次情境名称情境二MCGS软件的简介与界面教学任务(课题名称)任务1.MCGS的简介课时分配2(100分钟)教学目的掌握MCGS部件的功能教学目标能力(技能)目标知识目标思政育人目标1 .培养学生的动手能力2 .对知识归纳的能力1.熟悉MCGS部件的功能1.学以致用,提高学习兴趣,增强学习信心2
10、.培养学生乐于思考,勤与探索的学习精神及对P1.C课程的兴趣。重点难点教学重点:MCGS部件的作用教学难点:MCGS部件的分类难点化解:动手实践教学环境P1.C实训室教学用具背投、电脑教学资源1.变频器的使用2.D700使用手册参考资料1 .MCGS触摸屏组态控制技术2 .参考网站:工控网教学方法任务驱动教学手段多媒体,板书教学内容(描述)教学设计1.MCGs的简介2.MCGS的工作方式3.MCGS的部件功能1 .内容和目标分析:(本节课是本门课程的重要内容,通过本节课的学习,可以使学生学习组态控制技术的产生于发展。);2 .学情分析:(学习对象是17电气班学生。学生活泼好动,喜欢交流,已有一
11、定的问题分析能力和表达能力,但理解能力、逻辑能力较欠缺。学生的学习水平有差距,水平高的学生和一般学生的认知能力、思维能力的不同会对教学效果有影响,所以授课过程中应。);3.教学策略:(本节课主要介绍MCGS的工作方式及部件功能,课程内容较简单,因此采用讲授法授课)。教学过程教学环节(时间分配)教师活动(任务)学生活动(任务)备注组织教学(2分钟)维持纪律、清点人数等迅速进入上课状态组织学生复习巩固引出新课复习回顾(5分钟)回顾相关知识点1.组态软件的诞生国产与老师共同回顾所学知识点,做到温固而知新新课导入(3分钟)如何用快速上手一门组态软件认真听讲、积极思考。任务实施(70分钟)任务一.MCG
12、S简介MCGS通用版是北京昆仑通态数十位软件开发精英,历时整整一年时间,辛勤耕耘的结晶,MCGS通用版无论在界面的友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞跃,是国内组态软件行业划时代的产品,必将带领国内的组态软件上一个新的台阶。MCGS能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。任务二H1.CgS的工作方式MCGS如何与设备进行通讯:MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的D1.1.(动态连接库)文
13、件,设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序,将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序,将数据传送到工程中的各个部分,完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程,达到互不干扰的目的。方法是:图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏,在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量,连接到实时数据库中,以此建立相应的对应关系,MCGS称之为动画连接。MCGS如何实施远程多机监控:MCGS提供了一套完善的网络机制,可通过TCP/IP网、MOdenI网和串口网将多台计算机连接在一起,构成分布式网络监控系统,实现网络间的实时数据同步、历史
14、数据同步和网络事件的快速传递。同时,可利用MCGS提供的网络功能,在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。MCGS把种网络形式,以父设备构件和子设备构件的形式,供用户调用,并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。如何对工程运行流程实施有效控制:MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口,建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件,供用户选用,通过构件配置和属性设置两项组态操作,生成各种功能模块(称为“用户策略”),使系统能够按照设定的顺序和条件,操作实时数据库,实现对动画窗口的任意切换,控制系统的运行流程和设备的
15、工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式,避免了烦琐的编程工作。任务三.mcgs的部件功能1.构成部件了解组态软件了解MCGS的基本功能了解MCGS的工作方式学习组态软件的基本概念通过教师讲解了解MCGS的基本功能引导学生学习MCGS的工作方式1)应用程序管理器应用程序管理器是提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立新应用等功能的专用管理工具。(2)图形界面开发程序是自动化工程设计工程师为实施其控制方案,在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。通过建立一系列用户数据文件,生成最终的图形目标应用系统,供图形运行环境运行时使用。(3)图形界面运行程序在系统运行环境下,图形目标
16、应用系统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行。(4)实时数据库系统组态程序有的组态软件只在图形开发环境中增加了简单的数据管理功能,因而不具备完整的实时数据库系统。(5)实时数据库系统运行程序在系统运行环境下,目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运行程序中完成的。(6)I/O驱动程序是组态软件中必不可少的组成部分,用于和I/O设备通讯,互相交换数据,DDE和OPCC1.ient是两个通用的标准I/O驱动程序,用来和支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。多数组态软
17、件的DDE驱动程序被整合在实时数据库系统MCGS的工作过程了解MCGS的部件功能在教师讲解下学习MCGS部件的功能或图形系统中,而OPCCIierIt则多数单独存在。扩展可选组件包括:(1)通用数据库接口(ODBC接口)组态程序通用数据库接口组件用来完成组态软件的实时数据库与通用数据库(如OraC1.e、SybaseFoxproDB2InfomixSQ1.Server等)的互联,实现双向数据交换,通用数据库既可以读取实时数据,也可以读取历史数据;实时数据库也可以从通用数据库实时地读入数据O通用数据库接口(ODBC接口)组态环境用于指定要交换的通用数据库的数据库结构、字段名称及属性、时间区段、采
18、样周期、字段与实时数据库数据的对应关系等。(2)通用数据库接口(ODBC接口)运行程序已组态的通用数据库连接被装入计算机内存,按照预先指定的采样周期,对规定时间区段按照组态的数据库结构建立起通用数据库和实时数据库间的数据连接。(3)策略(控制方案)编辑组态程序策略编辑/生成组件是以PC为中心实现低成本监控的核心软件,具有很强的逻辑、算术运算能力和丰富的控制算法。(4)策略运行程序组态的策略目标系统被装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务,同时完成与实时数据库的数据交换。(5)实用通讯程序组件学习扩展组件的功能T解扩展组件的功能实用通讯程序极大地增强了组态软件的功能,可以实现与第三
19、方程序的数据交换,是组态软件价值的主要表现之一。2.组态软件的基本功能模块(I)IO模块一一提供多种通信协议,如MOdbUSRTU、ModbusP1.us等,可与世界上多家厂商的P1.C、DCS和总线设备通信。(2)图形界面生成模块一一提供多种工业设备图素、可方便的对各种流程画面底图进行编辑,可编辑多种动态显示点,可方便的连接动态点与实时点火历史点(3)报警模块(4)数据库生成模块(实时数据库和历史数据库)(5)策略模块(6)数据存档与交换模块(7)报表生成模块(8)网络配置模块学习组态软件基本功能模块的功能T解个模块的功能考核评价(60钟)提问:组态软件的模块有哪些?教师点评学生练习学生做好
20、笔记检验学习效果总结归纳(7分钟)引导归纳本节课所学内容简单阐述所学主要内容加强学生记忆作业布置(3分钟)布置课后作业,明确要求。1.预习下节课内容提前预习,为新课做准备练习巩固板书设计教学反思教研室主任审阅意见签名:年月日累计课时课时NO:3班级17电气周次时间节次情境名称情境二MCGS软件的简介与界面教学任务(课题名称)任务2.MCGS的安装课时分配2(100分钟)教学目的掌握MCGS部件的功能教学目标能力(技能)目标知识目标思政育人目标1 .培养学生的动手能力2 .对知识归纳的能力1.熟悉MCGS部件的功能1.学以致用,提高学习兴趣,增强学习信心2.培养学生乐于思考,勤与探索的学习精神及
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