2025-2026第一学期 《现场总线控制系统》课程标准

文章来源:教务处发布时间:2025-12-01浏览次数:10

 《现场总线控制系统》课程标准

一、课程基本信息

课程名称

现场总线控制系统

课程编码

zdzd23008

建议学时

36学时

其中实践学时

4学时

学分

2.5学分

适用专业

业过程自动化技术专业

课程类型

 专业基础课专业核心课

☑专业选修课□专业技能课

课程性质

 理论课理实一体

□集中性实践环节

先修课程

《集散控制系统》、《可编程控制技术》

后续课程

《岗位实习/专业综合实训》

选用教材

《计算机控制系统》(马菲,东北大学出版社,2020年,ISBN号:978-7-5517-2467-8)

制定人

马菲

制定时间

20257

审核人

吴巍

审核时间

20258


二、课程定位

本课程是工业过程自动化技术专业必修的一门专业选修课程,是在《集散控制系统》和《可编程控制技术》基础上开设的一门理论+实践的课程,对接专业人才培养目标,面向现场总线维护工作岗位,培养学生具备良好的人文素养、科学素养、职业道德和创新意识,精益求精的工匠精神,较强的就业创业能力和可持续发展的能力,具备现场总线控制系统的安装、调试、运行、维护、校验、装置开停车及故障判断的能力,为后续《岗位实习》课程学习奠定基础。同时,将课程思政内容融入课程核心体系,帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观。

三、课程设计思路

本课程设计紧密对接工业过程自动化技术专业人才培养目标,遵循"以学生为中心、成果为导向"OBE教育理念,构建基于现场总线系统设计、安装、调试与维护全工作过程的课程体系。课程内容设计以典型工业通信网络系统为载体,按照"通信基础→协议认知→网络构建→系统集成→故障诊断"的主线递进展开,突出现场总线在现代工业自动化系统中的核心地位与实际应用。

教学实施采用"虚实结合、分层递进"的模式,理论教学通过多媒体演示、实物展示、工程案例解析等方式,系统讲解现场总线通信原理、网络结构、协议特点等核心知识;实践教学依托现场总线实训平台、虚拟仿真软件及企业真实场景,通过项目化训练完成从网络构建、设备组态、通信调试到系统维护等完整工作过程。同时,推行"教师主导、工程师协同"的双导师授课模式,引入企业技术骨干参与实践教学,实现课堂与岗位的无缝对接。

基于"精控求精,网络强国"的课程思政主线,将国产工业网络技术发展历程、通信领域楷模事迹、典型工程案例等思政元素有机融入各教学环节,培养学生精益求精的工匠精神、严谨务实的工程素养和科技强国的使命担当。

创新构建"课堂---实训---网络"三维联动的教学模式,采用模块化教学组织方式,实施"基础+拓展"的分层教学策略。建立多元化过程考核评价体系,强化对学生网络构建能力、通信调试能力和系统维护能力的综合评价。紧密对接工业互联网升级需求,将1+X证书标准、工业网络集成赛项要求、行业技术规范等融入教学内容重构,深化"岗课赛证"综合育人机制。通过校企共建实训平台、共编项目案例、共评教学效果,推动"产学研用"深度融合,全面提升学生在工业网络通信领域的核心竞争力和可持续发展能力。

四、课程目标

(一)知识目标

A1.了解工业数据通信和现场总线的基本原理及网络结构特点;
A2.
熟悉常用现场总线协议(如PROFIBUSCAN等)的技术规范;
A3.
掌握现场总线控制系统硬件组成和连接方式;
A4.
掌握现场总线系统组态方法和调试流程;
A5.
掌握现场总线系统日常维护和故障诊断方法;
A6.
了解现场总线在工业自动化系统中的应用规范。

(二)能力目标

B1.能独立完成现场总线网络构建和设备安装;
B2.
能熟练进行现场总线系统硬件组态和软件配置;
B3.
能完成现场总线控制系统调试和参数优化;
B4.
能实现现场总线系统与智能仪表的通信调试;
B5.
善用技术文档和资料,持续提升专业能力;
B6.
能分析现场总线系统故障,提出有效解决方案。

(三)素质目标

C1.培养学生严谨细致、规范操作的工作态度;
C2.
培养学生网络安全意识和系统防护能力;
C3.
培养学生自主学习和技术更新能力;
C4.
培养学生团队协作和项目管理能力;
C5.
培养学生工程伦理和职业操守;
C6.
培养学生创新意识和实践能力

(四)思政目标

D1.职业道德:树立“爱岗敬业、诚实守信、精益求精”的职业理念,遵守控制系统相关的职业道德规范;

D2.工匠精神:培养“严谨细致、追求卓越、持之以恒”的工作态度,杜绝敷衍了事与投机取巧;

D3.法治意识:增强法治观念,自觉遵守工业自动化和安全生产相关法律法规,做到依法从业;

D4.社会责任:强化“科技报国、服务社会”的责任意识,理解DCS技术在产业升级和国家发展中的重要作用;

D5.家国情怀:通过国家重大工业项目案例,激发民族自豪感与“强国有我”的使命意识;

D6.创新意识:鼓励在控制系统设计与优化中勇于探索新方法、新技术,培养创新思维;

D7.生态文明:树立绿色发展理念,在系统设计与运行中贯彻节能减排与环保要求。

  1. 课程内容和要求

学习情境(章)

工作任务(节)

知识点(A)

技能点(B)

素质目标(C)

思政元素(D)

对应培养规格支撑要点

学时

备注

1章 工业数据通信和控制网络技术基础

1.1工业数据通信和控制网络技术概述

A1

B5

C1

D1,D3

 素质目标4

 知识目标5

能力目标7

2


1.2工业数据通信和控制网络连接及传输介质

A2

B5

C1

D5

2


1.3网络互连参考模型和规范

A3

B5

C1

D7

2


2章  基金会现场总线

2.1概述

2.2基金会现场总线网络设备与安装

A4

B1

C2,C6

D1

2


2.3基金会现场总线组态基础

2.4 基金会现场总线仪表及应用

A4

B1

C2,C6

D1

2


3ProfiBus通讯技术

3.1ProfiBus通讯简介

3.2掌握S7-300PLCProfiBus通讯方法

A5

B2

C2,C6

D1

2


3.3多个S7-300之间的ProfiBUS通信实现

A5

B6

C3,C6

D1

2


 第4CAN  总 线


4.1概述

A5

B3

C1,C6

D1

2


4.2CAN的物理层

A5

B2

C1,C6

D2

2


4.3CAN协议规范

A5

B2

C1,C6

D2

2


4.4典型CAN总线器件及应用

A5

B4

C2,C6

D4

2


 第5章 工业以太网


5.1概述

A6

B3

C1

D6

2


5.2典型的工业以太网实时通讯技术

A6

B4

C3,C4

D7

2


5.3 基于S7-300PLC的工业以太网通信

A6

B6

C4,C5

D1

2


总复习

总复习+考核

A1-A6

B1-B6

C1-C6

D6

2


  1. 课程考核与评价

 遵循“立德树人、德技并修”的评价导向,坚持“知识评价与技能评价相结合、过程评价与结果评价相结合、定量评价与定性评价相结合、专业评价与思政评价相结合”的原则,全面评价学生的知识掌握、技能水平和思政素养。

评价项目

评价方式

分值比例

评价标准

过程性评价

平时评价

出勤、课堂提问、平时表现等

10%

制定出勤制度和课堂提问占比进行过程评价

单元评价

作业

15%

以作业的方式对单元的基本知识和重点内容进行考核

期中评价

期中考试

10%

以大型单元为节点进行阶段性考核评价

实践评价

实施操作

15%

以学生实施操作进行考核

终结性评价(期末)

闭卷期末考试

50%

对课程进行总体考核,考试学生对基本知识和基本技能的掌握程度

七、课程实施与保障

()教学策略

采用线上线下混合式教学、案例教学、项目驱动、小组协作等教学方法,依托信息化教学平台,强化学生主体地位,提升综合能力。案例教学为学生提供模仿、借鉴和引伸的范例,师生互动性强,充分体现以学生为中心的教育理念。

()课程思政融入

构建"网络强国"思政价值链,结合科学家与工程师事迹,传递工匠精神与创新意识,融入安全教育、行业规范等内容,实现专业教育与思政育人深度融合。通过实操应用,提升学生解决实际问题的能力。

(三)教学基本条件

1.教学团队基本要求

专职教师8人、兼职教师3人。专任教师中有8人具有硕士学位,兼职教师均具有技师或工程师及以上职称。专职教师中,有3人具有企业工作经历,有7人进驻企业教师访问工作站半年以上,全体人员均长期到企业指导学生实习,6人获得高级考评员资格,“双师”素质教师已达到88%,年龄、职称结构科学、合理。

2.教学硬件环境基本要求

实施课程教学,校内应具备以下实训条件:多媒体专业教室、教学做一体化实训室和相关实训仪器。

序号

名称

基本配置要求

场地大小/m2

功能说明

1

DCS系统组态实训室

40台计算机(配备电子狗或硬件仿真器及网络冗余配置)、多媒体教学设备1套(计算机、打印机、扫描仪、投影仪、音响等)、空调、220VAC

108 m2

用来进行现场总线组态。

2

PLC控制室

S7-300PLC八套,多媒体教学设备1套(计算机、打印机、扫描仪、投影仪、音响等)、空调、220VAC

90 m2

用来学习基于S7-300PLC的工业以太网通信,多个S7-300之间的ProfiBUS通信实现

3.教学资源基本要求

1)基本教学资源:

教材、工程手册、案例库、题库、现场总线真实装置、仿真机房等;

2)数字教学资源:

软件、网络视频等。