高職院校開設工業組態軟件應用課程的必要性

周　麗　張　寶

摘 要：工業組態軟件的出現，解決了工業控制領域的若干問題并得到廣泛的應用。那么熟練掌握工業組態軟件的人就成了市場上的緊缺人才。高職院校——培養高級技術人員的陣地，必須緊跟市場走向，開設工業組態應用課程來滿足市場的需求。

關鍵詞：高職院校；組態；工業應用

前言：隨著工業控制技術的不斷發展和計算機在工業領域的廣泛應用，人們對工業自動化的要求越來越高。傳統工業控制軟件存在修改困難，開發周期長，互用性低，價格較高等缺點。組態軟件的出現為以上問題的解決提供了一種新的思路。一方面，實際工業應用中組態軟件的使用日趨廣泛 ；另一方面，高職院校所培養的高級技術人員必須學習工業組態軟件的相關知識，才能增強就業競爭力并在以后的工作中盡可能早的適應工作環境。也就是說在高職類院校開設工業組態應用課程既是企業的需求，又是學生的需要，因此在高職類院校開設工業組態應用課程迫在眉睫。

1 工業組態軟件是什么

組態軟件：一般英文簡稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA,對應全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Scan Control Alarm Database，中文翻譯為：人機界面軟件/掃描報警控制數據庫軟件。指一些數據采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境,能以靈活多樣的組態方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法,其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能,并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產品,與高可靠的工控計算機和網絡系統結合,可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,進行系統集成。

組態軟件最突出的特點就是實時多任務。數據的輸入輸出，數據的處理，顯示，存儲，及管理等多個任務需在同一個系統中同步快速地運行。

組態軟件的用戶是自動化工程設計人員，組態軟件的目的是讓用戶迅速開發出適合自己需要的應用系統。因此，組態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，用戶在組態軟件平臺上開發出的應用系統可以長時間地連續可靠運行，運行期間可實現免維護。

提供數據采集設備的驅動程序，以把控制現場的數據采集到計算機中，并把運算的控制結果送回到控制現場的執行機構。

提供自動化應用系統所需的通用監控軟件的組件。

強大的圖形設計工具。

2 工業組態的應用現狀

從應用角度講組態軟件是完成系統硬件與軟件溝通、建立現場與監控層溝通的人機界面的軟件平臺，它的應用領域不僅僅局限于工業自動化領域。而工業控制領域是組態軟件應用的重要陣地，伴隨著集散型控制系統DCS (Distributed Control System)的出現組態軟件已引入工業控制系統。在工業過程控制系統中存在著兩大類可變因素：一是操作人員需求的變化；二是被控對象狀態的變化及被控對象所用硬件的變化。而組態軟件正是在保持軟件平臺執行代碼不變的基礎上通過改變軟件配置信息(包括圖形文件、硬件配置文件、實時數據庫等)，適應兩大不同系統對兩大因素的要求，構建新的監控系統的平臺軟件。以這種方式構建系統既提高了系統的成套速度，又保證了系統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。

工業組態軟件已經深入應用到工業生產中的各個領域。如水利變電站監控系統，包括軟件開發、驅動開發、工程組態工作；某鋁廠熱電廠生產信息動態管理系統；在高速公路隧道監控電系統中的應用；聯合站污水處理監控系統基于工控機與PLC 的兩級控制；電渣中心燃氣加熱爐DCS控制系統的應用；鋼鐵生產中風機的監控等。

3 高職院校學生的知識基礎

組態應用技術已經成為現代工業生產中技術、操作人員必須了解的一項技術。對于高職院校的學生，學習組態應用技術是增強就業能力的一個重要手段。高職院校的學生，以機電技術應用專業為例，前期學生已經掌握了電工電子技術為主的技術基礎知識及單片機、工廠電氣控制、PLC控制技術、計算機技術基礎、接口技術等專業知識。這就奠定了學生學習工業組態的基礎，此外工業組態結合總線技術可以把學生所學的專業知識進行有機整合，使其有一個系統化的認識。也可以在學生走向工作崗位前給學生建立一個完整的“項目”、“工程”等概念。

4 開辦工業組態應用課程的硬件要求

為了教學需要，將工業組態應用分為兩個分：一個是實際系統，一個是軟件模擬環境。為教學設置的實際系統可以采用結構簡單、易于實現的系統如：水位控制、模擬車庫系統等簡單項目。工業控制計算機、PLC、數據采集模塊、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“工業組態實驗室”里。說到工業組態實驗室就是第二部分學生在學校學習的重點是要熟悉組態的工作界面，這就可以通過建立軟件學習機房來實現，投資與普通機房相近，作為學習用可以采用網絡版的免費軟件。如果是安裝模擬系統，那么可以請廠家提供功能完善的軟件，總投資20萬左右。

5 開辦工業組態應用課程的現狀

目前，開設了面向高校學生與社會自動化人士的工業組態應用的教學課程和軟件專項培訓現已遍及全國近二十個省（區、直轄市）。如：南京化工職業技術學院與北京亞控科技發展有限公司共同組建“組態實驗室”。北京三維力控科技有限公司與南京正德職業技術學院共同建立監控組態軟件實驗室，主要用于機電工程系的教學、實訓。此外還有平頂山工業職業技術學院、遼寧機電職業技術學院、常州工程職業技術學院、深圳職業技術學院、湖南鐵道職業技術學院分別開設組態課程，建立組態實驗室。

6 總結

高職院校開設工業組態應用課程具有深遠的意義。它可為相關專業學生提供真實的工程實踐環境，并且使用組態軟件與學校現有的設備進行實物連接，構建適合工業現場的自動化系統，提高系統的自動化水平，加深學生對高端自動化領域的認知程度，提高學生的專業理論水平和實踐能力，縮短在工作崗位上的適應時間，為將來的工程實際應用打下堅實的基礎。此外，高職院校和企業共建組態軟件實驗基地、培養自動化實用型人才的合作模式，將已有產品、市場等優勢與高等院校聯合以達到回報社會、尋求雙方共贏之目的。

參考文獻

[1]許志軍.工業控制組態軟件及應用(教育部高等職業教育示范專業規劃教材電氣工程及自動化類專業) .機械工業出版社.2005.

[2]張運剛.從入門到精通——工業組態技術與應用.人民郵電出版社2008.