工业控制装备
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课程详情
课程评价
spContent=《工业控制装备》为国家一流本科专业、江苏省产教融合品牌专业——自动化专业的核心课程,主要讲解智能制造背景下可编程控制器(PLC)、集散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)等典型工业控制装备的硬件架构和工作原理,以及相应工业控制系统设计方法和开发实施方法,面向自动化、测控技术与仪器、智能制造工程、机械工程等相关专业本科生开设。课程源于1996年开设的“可编程控制器”课程,由自动化专业负责人李丽娟和江苏省产业教授郭培志共同担任课程负责人,秉持“需求驱动,产教融合,真题真做,创新培养”理念,创建“五阶段进阶式工程案例训练法”,改革课赛融合PBL团队实践方式,校企联合开发在线开放慕课资源,陆续出版5部教材,荣获江苏省产教融合一流课程、江苏省微课竞赛一等奖、校课程思政示范课程,主讲教师入选教育部课程思政教学名师和教学团队。
—— 课程团队
课程概述

智能制造是我国实现制造强国的必由之路。工业控制装备相当于制造业的大脑,是智能制造装备“国之重器”,实现制造业信息获取、智能决策、实时控制以及联网通信等。《工业控制装备》课程学习智能制造背景下可编程控制器(以下简称PLC)、集散控制系统(以下简称DCS)、安全仪表系统(以下简称SIS)等三种典型工业控制装备的工作原理及应用方法、基于PLC/DCS/SIS的智能制造系统设计方法以及开发实施方法,培养学生复杂工业场景下基于不同工业控制装备的智能制造系统方案设计、功能开发、工程实施的能力以及堪当智能制造重任的卓越工程师素养。

课程在以下3个方面形成了创新特色:

1.创建“三新三真六进”产教融合模式

基于课程实践性强的特征,提出将智能制造装备产业中的新文化、新技术、新场景、真问题、真项目、真成果全面引进课程教学的产教融合模式。校企协同开发课程资源,开发了1个企业文化案例视频,2个企业工程案例视频,2个企业项目流程视频,建立了包含10个真实工程项目的创新实践任务库,为学生打造接近真实产业场景的工业控制装备学习空间。

2.创建五阶段进阶式工程案例训练法

针对课程中案例分散、学生工程实践能力得不到持续培养的问题,提出五阶段进阶式工程案例训练法,由浅入深专门设计分布于不同单元但归属于某一案例系列的案例组合,建立一种类似企业学徒式项目培训的学习方式,学生能够灵活选择专门通过这些案例组进行学习的方式,通过持续的项目训练逐步提升工程实践能力。

3.践行“课赛融合”PBL团队实践方式

为了提升课程的两性一度,课程的创新实践环节与学生的学科竞赛培育融为一体,采用PBL团队实习方式。项目来源于真实工程项目或课程直通的“中国智能制造挑战赛”等学科竞赛赛题,任务挑战度高、创新性强,团队需要分工协作将本课程知识与前沿技术或与其它课程知识综合完成,有效提升了学生工程创新能力和卓越工程师素养。

授课目标

知识目标

Ÿ  熟悉PLC的硬件组成、工作原理和发展趋势,掌握PLC的模块化编程方法,并将其用于PLC构建的智能制造系统硬件设计和软件开发;

Ÿ  掌握DCS及SIS的功能、工作原理和发展趋势,熟悉DCS/SIS组合应用系统开发方法,并将其用于DCS/SIS构建的智能制造系统硬件组态和软件开发;

Ÿ  熟知不同工业控制装备构建的智能制造监控系统工程设计规范与标准实施流程,并将其应用于智能制造PLC/DCS/SIS系统工程项目设计、开发和实施。

能力目标:

Ÿ  针对复杂场景需求,综合工业控制装备技术现状以及经济、环境、安全等多方因素创新性设计系统功能和总体方案的能力;

Ÿ  复杂场景需求下智能制造PLC监控系统的方案设计能力、软硬件功能开发能力和工程实施能力;

Ÿ  复杂场景需求下智能制造DCS/SIS监控系统的方案设计能力、软硬件组态开发能力和工程实施能力。

素养目标:

Ÿ  自主可控责任感:具有智能制造“国之重器”的民族自信,具有研发和推广自主可控国产工业控制装备的抱负和责任感;

Ÿ  新发展理念行动:在开展智能制造系统项目全生命周期中具有自觉贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念的意识和行动;

Ÿ  卓越工程师品质:开拓创新、攻坚克难、吃苦耐劳、团结协作的智能制造装备领域卓越工程师品质。

课程大纲
预备知识

先修C语言程序设计、自动控制原理、计算机网络等课程。

参考资料

1. 李丽娟等. 西门子S7-1200PLC控制技术.机械工业出版社, 2021

2. 李丽娟等. 过程控制(第4版).东南大学出版社,2019

3. 黄海燕,何衍庆. 集散控制系统原理及应用(第4版),化学工业出版社,2021

4. Paul Gruhn, P. E.,张建国译.安全仪表系统工程设计与应用(第二版)[M],中国石化出版社,2017