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摘 要： 本文从《计算机控制技术》课程的性质和内容出发，围绕提高教学质量这个中心问题，以引导学生对上位机控制技术的学习，培养学生的计算机控制技术学习兴趣为目标，探讨了组态王在计算机控制技术教学中的改革应用问题。
关键词： 《计算机控制技术》课程 教学改革 组态王软件
1.引言
《计算机控制技术》课程是以计算机控制技术为核心，综合了可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，并以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科[1]。由于计算机控制技术是一门综合性强、包括领域广的学科，在传统的课程教学中存在深入理解难，实际使用方面模糊等问题。然而，将上位机开发软件组态王的实际应用引入到计算机控制技术教学中，可以有效地提高教学质量，加强学生对计算机控制技术的进一步了解。
2.组态王软件介绍
组态王软件是北京亚控科技发展有限公司生产的国内最早的商用组态软件“组态王”。组态王已经成功地应用于我国工业领域的各行各业，例如石油、化工、电力、冶金、环保、机械制造等，在中国使用的上位机监控软件中，组态王拥有国内最多的用户。它具有如下特点[2]。
2.1基本人机界面功能
组态王能快速便捷地进行图形维护和数据采集，提供了丰富的快速应用设计的工具，为方便画面管理，提供了画面分组管理功能。
2.2丰富的可扩充的图形库
设计者利用系统提供的图库，可以轻松构造自己需要的图形，也可以简单地从图库中取出图库精灵并放到自己的应用中，并按照需要的大小缩放它，图库精灵任意缩放也不会失真。
2.3强大的控制语言和控件应用
组态王命令语言是集成在组态王系统内部的简便、但功能强大的编程语言。它的作用就在于扩充应用系统的功能，以及对应用系统进行最精确的控制。组态王不仅可以嵌入报表、图片，通过其内部相关控件还可以实现声音、动画、FLASH的播放，同时支持视频采集设备。
2.4多通讯接口的数据采集与处理
数据采集与处理是计算机控制系统中安全监视和控制的基础，监控系统可实时和定时采集设备的模拟量（如电流、电压、功率、电度、频率、温度等）和开关量（开关位置信号、保护及自动装置信号、设备运行状态信号等）。
3.组态王软件在计算机控制技术教学中的应用
3.1传统的计算机控制技术教学方法的缺陷
由于《计算机控制技术》是一门综合性较强的学科，在传统的计算机控制技术教学中主要是理论性的教学，并且教学内容联系到多门学科的原理知识、计算方法等，使得学生在学习过程中感到枯燥，学习起来没有方向感，对计算机控制技术在实际应用方面一片空白，因而忽略了《计算机控制技术》这门学科的重要性。另外，由于受到教学内容和教学设备条件的限制，还存在教学内容滞后于新技术的实际应用，不能够实现实际实践应用的缺点[3]-[4]。
3.2组态王促进了计算机控制技术教学方法的改革
为了让学生对计算机控制技术有一个全面的了解，提高学生对计算机控制技术的学习兴趣，进一步提高学生对上位机软件开发的认识，在教学中添加了组态王上位机开发软件。计算机控制系统是由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成的，其中计算机部分包括硬件组成和软件组成，硬件组成主要有内部总线和外部总线、人机接口、输入输出通道、通信接口等组成，生产过程包括被控对象和测量变换、执行机构等装置，然而传统的教学大多以框图、箭头的形式连接表达进行教学，很难将内部总线和外部总线之间如何实现连接，通讯协议如何在上位机与设备之间交换的实现，生产过程中数据的采集如何在上位机上显示，以及上位机如何实现对现场设备的控制，数据的采集等一系列重要而又实用性的问题作出详细的解释。随着课程的深入，集散DCS控制系统及现场总线FCS控制系统的学习进一步加深了计算机控制技术教学的难度，学生理解起来相对吃力。然而，这些问题都能够在组态王的引入中得到解决。利用组态王图库绘制控制系统图，组态王模拟串口设备通过通讯转换，将现场设备的运行状况、从设备采集过来的数据和组态王系统图形中的报表、实时曲线、文本框及其动态图形相关联，结合实际可以完成控制系统的绘制，模拟现场场景设备运行状况，当设备出现故障或超值超标时，组态王安全系统能够实时记录报警情况并发出警报。这样，组态王能将整个计算机控制系统如何实现完整地展现出来。
4.组态王在计算机控制技术中的实践举例及教学中的效果
如上图1为基于RS-485的分布式测控系统结构框图，上位机通过通讯接口将RS232通讯通过转换器转化为RS485，通过RS485总线分配到各个现场设备中，对现场设备进行实时数据的采集。在组态王引入计算机控制技术后的实际教学中，学生自己动手完成上位机中组态王画面，关联数据，报表的使用，实时数据的显示，上位机和现场设备进行通讯等计算机控制系统的整个过程。最终能够实现上位机实时显示现场设备数据，通过上位机控制现场设备。从而让学生对计算机控制系统有整体的了解，组态王生动的画面及强大的控件功能更能提高学生对计算机控制技术的学习兴趣。
5.结语
《计算机控制技术》的教学实践证明，在计算机控制技术的理论和实践教学中，随着上位机软件组态王的引入，大大提高了教学质量。一方面，提高了学生对计算机控制技术学习的兴趣，提高了学生的学习效率。另一方面，通过切合实际的应用教学，也提高了教学质量。随着高等学校不断地进行社会需要人才的培养教学，组态王引入计算机控制技术教学也会越来越广泛。
参考文献：
[1]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].开发与研究，2005（3）：15-19.
[2]孙旭霞，李生民，张维娜.工业自动化通用组态软件—组态王的功能分析及应用[J].仪器仪表用户，2001，8（4）：29-31.
[3]李敏艳.计算机控制技术课程设计的创新与实践[J].实验室科学，2010，13（2）：112-114.
[4]邢航，张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索[J]，2007，26（12）：370-371.
关键词： 《计算机控制技术》课程 教学改革 组态王软件
1.引言
《计算机控制技术》课程是以计算机控制技术为核心，综合了可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，并以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科[1]。由于计算机控制技术是一门综合性强、包括领域广的学科，在传统的课程教学中存在深入理解难，实际使用方面模糊等问题。然而，将上位机开发软件组态王的实际应用引入到计算机控制技术教学中，可以有效地提高教学质量，加强学生对计算机控制技术的进一步了解。
2.组态王软件介绍
组态王软件是北京亚控科技发展有限公司生产的国内最早的商用组态软件“组态王”。组态王已经成功地应用于我国工业领域的各行各业，例如石油、化工、电力、冶金、环保、机械制造等，在中国使用的上位机监控软件中，组态王拥有国内最多的用户。它具有如下特点[2]。
2.1基本人机界面功能
组态王能快速便捷地进行图形维护和数据采集，提供了丰富的快速应用设计的工具，为方便画面管理，提供了画面分组管理功能。
2.2丰富的可扩充的图形库
设计者利用系统提供的图库，可以轻松构造自己需要的图形，也可以简单地从图库中取出图库精灵并放到自己的应用中，并按照需要的大小缩放它，图库精灵任意缩放也不会失真。
2.3强大的控制语言和控件应用
组态王命令语言是集成在组态王系统内部的简便、但功能强大的编程语言。它的作用就在于扩充应用系统的功能，以及对应用系统进行最精确的控制。组态王不仅可以嵌入报表、图片，通过其内部相关控件还可以实现声音、动画、FLASH的播放，同时支持视频采集设备。
2.4多通讯接口的数据采集与处理
数据采集与处理是计算机控制系统中安全监视和控制的基础，监控系统可实时和定时采集设备的模拟量（如电流、电压、功率、电度、频率、温度等）和开关量（开关位置信号、保护及自动装置信号、设备运行状态信号等）。
3.组态王软件在计算机控制技术教学中的应用
3.1传统的计算机控制技术教学方法的缺陷
由于《计算机控制技术》是一门综合性较强的学科，在传统的计算机控制技术教学中主要是理论性的教学，并且教学内容联系到多门学科的原理知识、计算方法等，使得学生在学习过程中感到枯燥，学习起来没有方向感，对计算机控制技术在实际应用方面一片空白，因而忽略了《计算机控制技术》这门学科的重要性。另外，由于受到教学内容和教学设备条件的限制，还存在教学内容滞后于新技术的实际应用，不能够实现实际实践应用的缺点[3]-[4]。
3.2组态王促进了计算机控制技术教学方法的改革
为了让学生对计算机控制技术有一个全面的了解，提高学生对计算机控制技术的学习兴趣，进一步提高学生对上位机软件开发的认识，在教学中添加了组态王上位机开发软件。计算机控制系统是由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成的，其中计算机部分包括硬件组成和软件组成，硬件组成主要有内部总线和外部总线、人机接口、输入输出通道、通信接口等组成，生产过程包括被控对象和测量变换、执行机构等装置，然而传统的教学大多以框图、箭头的形式连接表达进行教学，很难将内部总线和外部总线之间如何实现连接，通讯协议如何在上位机与设备之间交换的实现，生产过程中数据的采集如何在上位机上显示，以及上位机如何实现对现场设备的控制，数据的采集等一系列重要而又实用性的问题作出详细的解释。随着课程的深入，集散DCS控制系统及现场总线FCS控制系统的学习进一步加深了计算机控制技术教学的难度，学生理解起来相对吃力。然而，这些问题都能够在组态王的引入中得到解决。利用组态王图库绘制控制系统图，组态王模拟串口设备通过通讯转换，将现场设备的运行状况、从设备采集过来的数据和组态王系统图形中的报表、实时曲线、文本框及其动态图形相关联，结合实际可以完成控制系统的绘制，模拟现场场景设备运行状况，当设备出现故障或超值超标时，组态王安全系统能够实时记录报警情况并发出警报。这样，组态王能将整个计算机控制系统如何实现完整地展现出来。
4.组态王在计算机控制技术中的实践举例及教学中的效果
如上图1为基于RS-485的分布式测控系统结构框图，上位机通过通讯接口将RS232通讯通过转换器转化为RS485，通过RS485总线分配到各个现场设备中，对现场设备进行实时数据的采集。在组态王引入计算机控制技术后的实际教学中，学生自己动手完成上位机中组态王画面，关联数据，报表的使用，实时数据的显示，上位机和现场设备进行通讯等计算机控制系统的整个过程。最终能够实现上位机实时显示现场设备数据，通过上位机控制现场设备。从而让学生对计算机控制系统有整体的了解，组态王生动的画面及强大的控件功能更能提高学生对计算机控制技术的学习兴趣。
5.结语
《计算机控制技术》的教学实践证明，在计算机控制技术的理论和实践教学中，随着上位机软件组态王的引入，大大提高了教学质量。一方面，提高了学生对计算机控制技术学习的兴趣，提高了学生的学习效率。另一方面，通过切合实际的应用教学，也提高了教学质量。随着高等学校不断地进行社会需要人才的培养教学，组态王引入计算机控制技术教学也会越来越广泛。
参考文献：
[1]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].开发与研究，2005（3）：15-19.
[2]孙旭霞，李生民，张维娜.工业自动化通用组态软件—组态王的功能分析及应用[J].仪器仪表用户，2001，8（4）：29-31.
[3]李敏艳.计算机控制技术课程设计的创新与实践[J].实验室科学，2010，13（2）：112-114.
[4]邢航，张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索[J]，2007，26（12）：370-371.