高职院校开设工业组态软件应用课程的必要性

周　丽　张　宝

摘 要：工业组态软件的出现，解决了工业控制领域的若干问题并得到广泛的应用。那么熟练掌握工业组态软件的人就成了市场上的紧缺人才。高职院校——培养高级技术人员的阵地，必须紧跟市场走向，开设工业组态应用课程来满足市场的需求。

关键词：高职院校；组态；工业应用

前言：随着工业控制技术的不断发展和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高。传统工业控制软件存在修改困难，开发周期长，互用性低，价格较高等缺点。组态软件的出现为以上问题的解决提供了一种新的思路。一方面，实际工业应用中组态软件的使用日趋广泛 ；另一方面，高职院校所培养的高级技术人员必须学习工业组态软件的相关知识，才能增强就业竞争力并在以后的工作中尽可能早的适应工作环境。也就是说在高职类院校开设工业组态应用课程既是企业的需求，又是学生的需要，因此在高职类院校开设工业组态应用课程迫在眉睫。

1 工业组态软件是什么

组态软件：一般英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA,对应全称为Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Scan Control Alarm Database，中文翻译为：人机界面软件/扫描报警控制数据库软件。指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法,其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品,与高可靠的工控计算机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,进行系统集成。

组态软件最突出的特点就是实时多任务。数据的输入输出，数据的处理，显示，存储，及管理等多个任务需在同一个系统中同步快速地运行。

组态软件的用户是自动化工程设计人员，组态软件的目的是让用户迅速开发出适合自己需要的应用系统。因此，组态软件一般具备以下特点：

使用简单，用户只需编写少量自己所需要的控制算法代码，甚至可以不写代码。

运行可靠，用户在组态软件平台上开发出的应用系统可以长时间地连续可靠运行，运行期间可实现免维护。

提供数据采集设备的驱动程序，以把控制现场的数据采集到计算机中，并把运算的控制结果送回到控制现场的执行机构。

提供自动化应用系统所需的通用监控软件的组件。

强大的图形设计工具。

2 工业组态的应用现状

从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，它的应用领域不仅仅局限于工业自动化领域。而工业控制领域是组态软件应用的重要阵地，伴随着集散型控制系统DCS (Distributed Control System)的出现组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在着两大类可变因素：一是操作人员需求的变化；二是被控对象状态的变化及被控对象所用硬件的变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码不变的基础上通过改变软件配置信息(包括图形文件、硬件配置文件、实时数据库等)，适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。

工业组态软件已经深入应用到工业生产中的各个领域。如水利变电站监控系统，包括软件开发、驱动开发、工程组态工作；某铝厂热电厂生产信息动态管理系统；在高速公路隧道监控电系统中的应用；联合站污水处理监控系统基于工控机与PLC 的两级控制；电渣中心燃气加热炉DCS控制系统的应用；钢铁生产中风机的监控等。

3 高职院校学生的知识基础

组态应用技术已经成为现代工业生产中技术、操作人员必须了解的一项技术。对于高职院校的学生，学习组态应用技术是增强就业能力的一个重要手段。高职院校的学生，以机电技术应用专业为例，前期学生已经掌握了电工电子技术为主的技术基础知识及单片机、工厂电气控制、PLC控制技术、计算机技术基础、接口技术等专业知识。这就奠定了学生学习工业组态的基础，此外工业组态结合总线技术可以把学生所学的专业知识进行有机整合，使其有一个系统化的认识。也可以在学生走向工作岗位前给学生建立一个完整的“项目”、“工程”等概念。

4 开办工业组态应用课程的硬件要求

为了教学需要，将工业组态应用分为两个分：一个是实际系统，一个是软件模拟环境。为教学设置的实际系统可以采用结构简单、易于实现的系统如：水位控制、模拟车库系统等简单项目。工业控制计算机、PLC、数据采集模块、选择触摸屏或电气控制箱等在这里必不可少。此外需要20平方米左右的空间。这里可以把它放在“工业组态实验室”里。说到工业组态实验室就是第二部分学生在学校学习的重点是要熟悉组态的工作界面，这就可以通过建立软件学习机房来实现，投资与普通机房相近，作为学习用可以采用网络版的免费软件。如果是安装模拟系统，那么可以请厂家提供功能完善的软件，总投资20万左右。

5 开办工业组态应用课程的现状

目前，开设了面向高校学生与社会自动化人士的工业组态应用的教学课程和软件专项培训现已遍及全国近二十个省（区、直辖市）。如：南京化工职业技术学院与北京亚控科技发展有限公司共同组建“组态实验室”。北京三维力控科技有限公司与南京正德职业技术学院共同建立监控组态软件实验室，主要用于机电工程系的教学、实训。此外还有平顶山工业职业技术学院、辽宁机电职业技术学院、常州工程职业技术学院、深圳职业技术学院、湖南铁道职业技术学院分别开设组态课程，建立组态实验室。

6 总结

高职院校开设工业组态应用课程具有深远的意义。它可为相关专业学生提供真实的工程实践环境，并且使用组态软件与学校现有的设备进行实物连接，构建适合工业现场的自动化系统，提高系统的自动化水平，加深学生对高端自动化领域的认知程度，提高学生的专业理论水平和实践能力，缩短在工作岗位上的适应时间，为将来的工程实际应用打下坚实的基础。此外，高职院校和企业共建组态软件实验基地、培养自动化实用型人才的合作模式，将已有产品、市场等优势与高等院校联合以达到回报社会、寻求双方共赢之目的。

参考文献

[1]许志军.工业控制组态软件及应用(教育部高等职业教育示范专业规划教材电气工程及自动化类专业) .机械工业出版社.2005.

[2]张运刚.从入门到精通——工业组态技术与应用.人民邮电出版社2008.