摘 要： 本文從《計算機控制技術(shù)》課程的性質(zhì)和內(nèi)容出發(fā)，圍繞提高教學質(zhì)量這個中心問題，以引導學生對上位機控制技術(shù)的學習，培養(yǎng)學生的計算機控制技術(shù)學習興趣為目標，探討了組態(tài)王在計算機控制技術(shù)教學中的改革應用問題。

關(guān)鍵詞： 《計算機控制技術(shù)》課程 教學改革 組態(tài)王軟件

1.引言

《計算機控制技術(shù)》課程是以計算機控制技術(shù)為核心，綜合了可編程控制技術(shù)、單片機技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)，并以電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備的信息化、生產(chǎn)過程的自動化及機電控制系統(tǒng)的最佳化的專門學科[1]。由于計算機控制技術(shù)是一門綜合性強、包括領(lǐng)域廣的學科，在傳統(tǒng)的課程教學中存在深入理解難，實際使用方面模糊等問題。然而，將上位機開發(fā)軟件組態(tài)王的實際應用引入到計算機控制技術(shù)教學中，可以有效地提高教學質(zhì)量，加強學生對計算機控制技術(shù)的進一步了解。

2.組態(tài)王軟件介紹

組態(tài)王軟件是北京亞控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的國內(nèi)最早的商用組態(tài)軟件“組態(tài)王”。組態(tài)王已經(jīng)成功地應用于我國工業(yè)領(lǐng)域的各行各業(yè)，例如石油、化工、電力、冶金、環(huán)保、機械制造等，在中國使用的上位機監(jiān)控軟件中，組態(tài)王擁有國內(nèi)最多的用戶。它具有如下特點[2]。

2.1基本人機界面功能

組態(tài)王能快速便捷地進行圖形維護和數(shù)據(jù)采集，提供了豐富的快速應用設(shè)計的工具，為方便畫面管理，提供了畫面分組管理功能。

2.2豐富的可擴充的圖形庫

設(shè)計者利用系統(tǒng)提供的圖庫，可以輕松構(gòu)造自己需要的圖形，也可以簡單地從圖庫中取出圖庫精靈并放到自己的應用中，并按照需要的大小縮放它，圖庫精靈任意縮放也不會失真。

2.3強大的控制語言和控件應用

組態(tài)王命令語言是集成在組態(tài)王系統(tǒng)內(nèi)部的簡便、但功能強大的編程語言。它的作用就在于擴充應用系統(tǒng)的功能，以及對應用系統(tǒng)進行最精確的控制。組態(tài)王不僅可以嵌入報表、圖片，通過其內(nèi)部相關(guān)控件還可以實現(xiàn)聲音、動畫、FLASH的播放，同時支持視頻采集設(shè)備。

2.4多通訊接口的數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集與處理是計算機控制系統(tǒng)中安全監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)，監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集設(shè)備的模擬量（如電流、電壓、功率、電度、頻率、溫度等）和開關(guān)量（開關(guān)位置信號、保護及自動裝置信號、設(shè)備運行狀態(tài)信號等）。

3.組態(tài)王軟件在計算機控制技術(shù)教學中的應用

3.1傳統(tǒng)的計算機控制技術(shù)教學方法的缺陷

由于《計算機控制技術(shù)》是一門綜合性較強的學科，在傳統(tǒng)的計算機控制技術(shù)教學中主要是理論性的教學，并且教學內(nèi)容聯(lián)系到多門學科的原理知識、計算方法等，使得學生在學習過程中感到枯燥，學習起來沒有方向感，對計算機控制技術(shù)在實際應用方面一片空白，因而忽略了《計算機控制技術(shù)》這門學科的重要性。另外，由于受到教學內(nèi)容和教學設(shè)備條件的限制，還存在教學內(nèi)容滯后于新技術(shù)的實際應用，不能夠?qū)崿F(xiàn)實際實踐應用的缺點[3]-[4]。

3.2組態(tài)王促進了計算機控制技術(shù)教學方法的改革

為了讓學生對計算機控制技術(shù)有一個全面的了解，提高學生對計算機控制技術(shù)的學習興趣，進一步提高學生對上位機軟件開發(fā)的認識，在教學中添加了組態(tài)王上位機開發(fā)軟件。計算機控制系統(tǒng)是由計算機（工業(yè)控制機）和生產(chǎn)過程兩大部分組成的，其中計算機部分包括硬件組成和軟件組成，硬件組成主要有內(nèi)部總線和外部總線、人機接口、輸入輸出通道、通信接口等組成，生產(chǎn)過程包括被控對象和測量變換、執(zhí)行機構(gòu)等裝置，然而傳統(tǒng)的教學大多以框圖、箭頭的形式連接表達進行教學，很難將內(nèi)部總線和外部總線之間如何實現(xiàn)連接，通訊協(xié)議如何在上位機與設(shè)備之間交換的實現(xiàn)，生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的采集如何在上位機上顯示，以及上位機如何實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制，數(shù)據(jù)的采集等一系列重要而又實用性的問題作出詳細的解釋。隨著課程的深入，集散DCS控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線FCS控制系統(tǒng)的學習進一步加深了計算機控制技術(shù)教學的難度，學生理解起來相對吃力。然而，這些問題都能夠在組態(tài)王的引入中得到解決。利用組態(tài)王圖庫繪制控制系統(tǒng)圖，組態(tài)王模擬串口設(shè)備通過通訊轉(zhuǎn)換，將現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況、從設(shè)備采集過來的數(shù)據(jù)和組態(tài)王系統(tǒng)圖形中的報表、實時曲線、文本框及其動態(tài)圖形相關(guān)聯(lián)，結(jié)合實際可以完成控制系統(tǒng)的繪制，模擬現(xiàn)場場景設(shè)備運行狀況，當設(shè)備出現(xiàn)故障或超值超標時，組態(tài)王安全系統(tǒng)能夠?qū)崟r記錄報警情況并發(fā)出警報。這樣，組態(tài)王能將整個計算機控制系統(tǒng)如何實現(xiàn)完整地展現(xiàn)出來。

4.組態(tài)王在計算機控制技術(shù)中的實踐舉例及教學中的效果

如上圖1為基于RS-485的分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，上位機通過通訊接口將RS232通訊通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為RS485，通過RS485總線分配到各個現(xiàn)場設(shè)備中，對現(xiàn)場設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)的采集。在組態(tài)王引入計算機控制技術(shù)后的實際教學中，學生自己動手完成上位機中組態(tài)王畫面，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，報表的使用，實時數(shù)據(jù)的顯示，上位機和現(xiàn)場設(shè)備進行通訊等計算機控制系統(tǒng)的整個過程。最終能夠?qū)崿F(xiàn)上位機實時顯示現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，通過上位機控制現(xiàn)場設(shè)備。從而讓學生對計算機控制系統(tǒng)有整體的了解，組態(tài)王生動的畫面及強大的控件功能更能提高學生對計算機控制技術(shù)的學習興趣。

5.結(jié)語

《計算機控制技術(shù)》的教學實踐證明，在計算機控制技術(shù)的理論和實踐教學中，隨著上位機軟件組態(tài)王的引入，大大提高了教學質(zhì)量。一方面，提高了學生對計算機控制技術(shù)學習的興趣，提高了學生的學習效率。另一方面，通過切合實際的應用教學，也提高了教學質(zhì)量。隨著高等學校不斷地進行社會需要人才的培養(yǎng)教學，組態(tài)王引入計算機控制技術(shù)教學也會越來越廣泛。

參考文獻：

[1]吳作勛.計算機控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].開發(fā)與研究，2005（3）：15-19.

[2]孫旭霞，李生民，張維娜.工業(yè)自動化通用組態(tài)軟件—組態(tài)王的功能分析及應用[J].儀器儀表用戶，2001，8（4）：29-31.

[3]李敏艷.計算機控制技術(shù)課程設(shè)計的創(chuàng)新與實踐[J].實驗室科學，2010，13（2）：112-114.

[4]邢航，張鐵民.“計算機控制技術(shù)”教學改革探索與實踐[J].實驗室研究與探索[J]，2007，26（12）：370-371.