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上的緊缺人才。高職院校——培養(yǎng)高級技術(shù)人員的陣地，必須緊跟市場走向，開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程來滿足市場的需求。

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)展和計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高。傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在修改困難，開發(fā)周期長，互用性低，價格較高等缺點。組態(tài)軟件的出現(xiàn)為以上問題的解決提供了一種新的思路。一方面，實際工業(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，才能增強就業(yè)競爭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：一般英文簡稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA,對應(yīng)全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Scan Control Alarm Database，中文翻譯為：人機界面軟件/掃描報警控制數(shù)據(jù)庫軟件。指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(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現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能,并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產(chǎn)品,與高可靠的工控計算機和網(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,進行系統(tǒng)集成。

組態(tài)軟件最突出的特點就是實時多任務(wù)。數(shù)據(jù)的輸入輸出，數(shù)據(jù)的處理，顯示，存儲，及管理等多個任務(wù)需在同一個系統(tǒng)中同步快速地運行。

組態(tài)軟件的用戶是自動化工程設(shè)計人員，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：

使用簡單，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。

運行可靠，用戶在組態(tài)軟件平臺上開發(fā)出的應(yīng)用系統(tǒng)可以長時間地連續(xù)可靠運行，運行期間可實現(xiàn)免維護。

提供數(shù)據(jù)采集設(shè)備的驅(qū)動程序，以把控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集到計算機中，并把運算的控制結(jié)果送回到控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)。

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

強大的圖形設(shè)計工具。

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)場與監(jiān)控層溝通的人機界面的軟件平臺，它的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于工業(yè)自動化領(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；二是被控對象狀態(tài)的變化及被控對象所用硬件的變化。而組態(tài)軟件正是在保持軟件平臺執(zhí)行代碼不變的基礎(chǔ)上通過改變軟件配置信息(包括圖形文件、硬件配置文件、實時數(shù)據(jù)庫等)，適應(yīng)兩大不同系統(tǒng)對兩大因素的要求，構(gòu)建新的監(jiān)控系統(tǒng)的平臺軟件。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，使用起來方便靈活，而且便于修改和維護。

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)動開發(fā)、工程組態(tài)工作；某鋁廠熱電廠生產(chǎn)信息動態(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)基于工控機與PLC 的兩級控制；電渣中心燃氣加熱爐DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用；鋼鐵生產(chǎn)中風(fēng)機的監(jiān)控等。

3 高職院校學(xué)生的知識基礎(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技術(shù)。對于高職院校的學(xué)生，學(xué)習(xí)組態(tài)應(yīng)用技術(shù)是增強就業(yè)能力的一個重要手段。高職院校的學(xué)生，以機電技術(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)知識及單片機、工廠電氣控制、PLC控制技術(shù)、計算機技術(shù)基礎(chǔ)、接口技術(shù)等專業(yè)知識。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)知識進行有機整合，使其有一個系統(tǒng)化的認識。也可以在學(xué)生走向工作崗位前給學(xué)生建立一個完整的“項目”、“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)用分為兩個分：一個是實際系統(tǒng)，一個是軟件模擬環(huán)境。為教學(xué)設(shè)置的實際系統(tǒng)可以采用結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的系統(tǒng)如：水位控制、模擬車庫系統(tǒng)等簡單項目。工業(yè)控制計算機、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)實驗室”里。說到工業(yè)組態(tài)實驗室就是第二部分學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的重點是要熟悉組態(tài)的工作界面，這就可以通過建立軟件學(xué)習(xí)機房來實現(xiàn)，投資與普通機房相近，作為學(xué)習(xí)用可以采用網(wǎng)絡(luò)版的免費軟件。如果是安裝模擬系統(tǒng)，那么可以請廠家提供功能完善的軟件，總投資20萬左右。

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)生與社會自動化人士的工業(yè)組態(tài)應(yīng)用的教學(xué)課程和軟件專項培訓(xùn)現(xiàn)已遍及全國近二十個省（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)實驗室”。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)軟件實驗室，主要用于機電工程系的教學(xué)、實訓(xùn)。此外還有平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、遼寧機電職業(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)實驗室。

6 總結(jié)

高職院校開設(shè)工業(yè)組態(tài)應(yīng)用課程具有深遠的意義。它可為相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供真實的工程實踐環(huán)境，并且使用組態(tài)軟件與學(xué)校現(xiàn)有的設(shè)備進行實物連接，構(gòu)建適合工業(yè)現(xiàn)場的自動化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的自動化水平，加深學(xué)生對高端自動化領(lǐng)域的認知程度，提高學(xué)生的專業(yè)理論水平和實踐能力，縮短在工作崗位上的適應(yīng)時間，為將來的工程實際應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。此外，高職院校和企業(yè)共建組態(tài)軟件實驗基地、培養(yǎng)自動化實用型人才的合作模式，將已有產(chǎn)品、市場等優(yōu)勢與高等院校聯(lián)合以達到回報社會、尋求雙方共贏之目的。

參考文獻

[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化類專業(yè)) .機械工業(yè)出版社.2005.

[2]張運剛.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.