高職院校開設(shè)工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用課程的必要性

周　麗　張　寶

摘 要：工業(yè)組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了工業(yè)控制領(lǐng)域的若干問(wèn)題并得到廣泛的應(yīng)用。那么熟練掌握工業(yè)組態(tài)軟件的人就成了市場(chǎng)上的緊缺人才。高職院?！囵B(yǎng)高級(jí)技術(shù)人員的陣地，必須緊跟市場(chǎng)走向，開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。

關(guān)鍵詞：高職院校；組態(tài)；工業(yè)應(yīng)用

前言：隨著工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在修改困難，開發(fā)周期長(zhǎng)，互用性低，價(jià)格較高等缺點(diǎn)。組態(tài)軟件的出現(xiàn)為以上問(wèn)題的解決提供了一種新的思路。一方面，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中組態(tài)軟件的使用日趨廣泛 ；另一方面，高職院校所培養(yǎng)的高級(jí)技術(shù)人員必須學(xué)習(xí)工業(yè)組態(tài)軟件的相關(guān)知識(shí)，才能增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力并在以后的工作中盡可能早的適應(yīng)工作環(huán)境。也就是說(shuō)在高職類院校開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程既是企業(yè)的需求，又是學(xué)生的需要，因此在高職類院校開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程迫在眉睫。

1 工業(yè)組態(tài)軟件是什么

組態(tài)軟件：一般英文簡(jiǎn)稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA,對(duì)應(yīng)全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Scan Control Alarm Database，中文翻譯為：人機(jī)界面軟件/掃描報(bào)警控制數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件,它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境,能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法,其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能,并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O產(chǎn)品,與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合,可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,進(jìn)行系統(tǒng)集成。

組態(tài)軟件最突出的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)多任務(wù)。數(shù)據(jù)的輸入輸出，數(shù)據(jù)的處理，顯示，存儲(chǔ)，及管理等多個(gè)任務(wù)需在同一個(gè)系統(tǒng)中同步快速地運(yùn)行。

組態(tài)軟件的用戶是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)人員，組態(tài)軟件的目的是讓用戶迅速開發(fā)出適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，組態(tài)軟件一般具備以下特點(diǎn)：

使用簡(jiǎn)單，用戶只需編寫少量自己所需要的控制算法代碼，甚至可以不寫代碼。

運(yùn)行可靠，用戶在組態(tài)軟件平臺(tái)上開發(fā)出的應(yīng)用系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)可靠運(yùn)行，運(yùn)行期間可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。

提供數(shù)據(jù)采集設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，以把控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中，并把運(yùn)算的控制結(jié)果送回到控制現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

提供自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)所需的通用監(jiān)控軟件的組件。

強(qiáng)大的圖形設(shè)計(jì)工具。

2 工業(yè)組態(tài)的應(yīng)用現(xiàn)狀

從應(yīng)用角度講組態(tài)軟件是完成系統(tǒng)硬件與軟件溝通、建立現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控層溝通的人機(jī)界面的軟件平臺(tái)，它的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。而工業(yè)控制領(lǐng)域是組態(tài)軟件應(yīng)用的重要陣地，伴隨著集散型控制系統(tǒng)DCS (Distributed Control System)的出現(xiàn)組態(tài)軟件已引入工業(yè)控制系統(tǒng)。在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中存在著兩大類可變因素：一是操作人員需求的變化；二是被控對(duì)象狀態(tài)的變化及被控對(duì)象所用硬件的變化。而組態(tài)軟件正是在保持軟件平臺(tái)執(zhí)行代碼不變的基礎(chǔ)上通過(guò)改變軟件配置信息(包括圖形文件、硬件配置文件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)等)，適應(yīng)兩大不同系統(tǒng)對(duì)兩大因素的要求，構(gòu)建新的監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái)軟件。以這種方式構(gòu)建系統(tǒng)既提高了系統(tǒng)的成套速度，又保證了系統(tǒng)軟件的成熟性和可靠性，使用起來(lái)方便靈活，而且便于修改和維護(hù)。

工業(yè)組態(tài)軟件已經(jīng)深入應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域。如水利變電站監(jiān)控系統(tǒng)，包括軟件開發(fā)、驅(qū)動(dòng)開發(fā)、工程組態(tài)工作；某鋁廠熱電廠生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)；在高速公路隧道監(jiān)控電系統(tǒng)中的應(yīng)用；聯(lián)合站污水處理監(jiān)控系統(tǒng)基于工控機(jī)與PLC 的兩級(jí)控制；電渣中心燃?xì)饧訜釥tDCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用；鋼鐵生產(chǎn)中風(fēng)機(jī)的監(jiān)控等。

3 高職院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)

組態(tài)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中技術(shù)、操作人員必須了解的一項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于高職院校的學(xué)生，學(xué)習(xí)組態(tài)應(yīng)用技術(shù)是增強(qiáng)就業(yè)能力的一個(gè)重要手段。高職院校的學(xué)生，以機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)為例，前期學(xué)生已經(jīng)掌握了電工電子技術(shù)為主的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)及單片機(jī)、工廠電氣控制、PLC控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)、接口技術(shù)等專業(yè)知識(shí)。這就奠定了學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)組態(tài)的基礎(chǔ)，此外工業(yè)組態(tài)結(jié)合總線技術(shù)可以把學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，使其有一個(gè)系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)。也可以在學(xué)生走向工作崗位前給學(xué)生建立一個(gè)完整的“項(xiàng)目”、“工程”等概念。

4 開辦工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程的硬件要求

為了教學(xué)需要，將工業(yè)組態(tài)應(yīng)用分為兩個(gè)分：一個(gè)是實(shí)際系統(tǒng)，一個(gè)是軟件模擬環(huán)境。為教學(xué)設(shè)置的實(shí)際系統(tǒng)可以采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)如：水位控制、模擬車庫(kù)系統(tǒng)等簡(jiǎn)單項(xiàng)目。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、數(shù)據(jù)采集模塊、選擇觸摸屏或電氣控制箱等在這里必不可少。此外需要20平方米左右的空間。這里可以把它放在“工業(yè)組態(tài)實(shí)驗(yàn)室”里。說(shuō)到工業(yè)組態(tài)實(shí)驗(yàn)室就是第二部分學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是要熟悉組態(tài)的工作界面，這就可以通過(guò)建立軟件學(xué)習(xí)機(jī)房來(lái)實(shí)現(xiàn)，投資與普通機(jī)房相近，作為學(xué)習(xí)用可以采用網(wǎng)絡(luò)版的免費(fèi)軟件。如果是安裝模擬系統(tǒng)，那么可以請(qǐng)廠家提供功能完善的軟件，總投資20萬(wàn)左右。

5 開辦工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程的現(xiàn)狀

目前，開設(shè)了面向高校學(xué)生與社會(huì)自動(dòng)化人士的工業(yè)組態(tài)應(yīng)用的教學(xué)課程和軟件專項(xiàng)培訓(xùn)現(xiàn)已遍及全國(guó)近二十個(gè)省（區(qū)、直轄市）。如：南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院與北京亞控科技發(fā)展有限公司共同組建“組態(tài)實(shí)驗(yàn)室”。北京三維力控科技有限公司與南京正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院共同建立監(jiān)控組態(tài)軟件實(shí)驗(yàn)室，主要用于機(jī)電工程系的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)。此外還有平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院、常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院分別開設(shè)組態(tài)課程，建立組態(tài)實(shí)驗(yàn)室。

6 總結(jié)

高職院校開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程具有深遠(yuǎn)的意義。它可為相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境，并且使用組態(tài)軟件與學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行實(shí)物連接，構(gòu)建適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，加深學(xué)生對(duì)高端自動(dòng)化領(lǐng)域的認(rèn)知程度，提高學(xué)生的專業(yè)理論水平和實(shí)踐能力，縮短在工作崗位上的適應(yīng)時(shí)間，為將來(lái)的工程實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，高職院校和企業(yè)共建組態(tài)軟件實(shí)驗(yàn)基地、培養(yǎng)自動(dòng)化實(shí)用型人才的合作模式，將已有產(chǎn)品、市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)與高等院校聯(lián)合以達(dá)到回報(bào)社會(huì)、尋求雙方共贏之目的。

參考文獻(xiàn)

[1]許志軍.工業(yè)控制組態(tài)軟件及應(yīng)用(教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材電氣工程及自動(dòng)化類專業(yè)) .機(jī)械工業(yè)出版社.2005.

[2]張運(yùn)剛.從入門到精通——工業(yè)組態(tài)技術(shù)與應(yīng)用.人民郵電出版社2008.