《工业网络技术》
课程标准
课程类别：专业核心课
课程属性：必修课
学分/学时：4学分/64学时
适用专业：工业互联网应用/工业互联网技术
北京新大陆时代科技有限公司
2024.07
一、课程概述
（一）课程性质与定位
《工业网络技术》课程是工业互联网相关专业的一门核心必修课程。培养目标是让学生掌握基于串口通信，Modbus，CANopen，PROFINET，OPCUA等工业网络技术的方法与技能。课程通过工业网络的实际应用案例，引导学生学习工业网络的基本概念、原理、应用，掌握串口通信、Modbus、CANopen、PROFINET、OPCUA组网通信，能进行数据采集、数据上云、数据可视化的开发。本课程在工业互联网人才培养方案中的地位：它是工业互联网应用/工业互联网技术的专业核心课，是《可编程控制技术》、《计算机网络基础》等课程的延伸，也是学生《毕业设计》与顶岗实习的前导课程。
（二）课程设计思路
工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施。随着工业互联网技术逐步成熟，技术实现进入大规模应用阶段，制造行业/企业对具备安装部署、项目实施、系统调试、功能开发、技术服务等职业岗位，从事工业网络搭建、工业数据采集、工业数据上云、数据可视化等工作的专业技术人才需求也不断增加。《工业网络技术》是依据高等职业学校专业教学标准而设置的课程，为工业网络的实现提供技术保障，课程内容涉及到工业网络基本概念，串口通信、Modbus、CANopen、PROFINET、OPCUA等工业网络技术，要求学生准确理解工业网络的相关概念，熟练掌握工业网络的组网搭建、通信配置、数据采集及数据上云。本课程是一门专业核心必修课程，通过本课程的学习，使学生初步了解工业网络技术，培养学生工业网络的应用开发调试能力，并能进行数据上云、数据可视化的应用开发。这些都是从事工业网络安装部署、项目实施、系统调试、功能开发、技术服务等岗位最为重要和基本的能力。
本课程突破传统的学科体系教学框架，融入任务驱动，理实一体化的项目式课程理念。课程可分为7个项目。项目1，工业网络概述；项目2，串口通信；项目3，Modbus报文解析与数据采集；项目4，CANopen总线应用；项目5，PROFINET网络构建与数据采集；项目6，OPCUA通信与数据采集；项目7，ThingsBoard平台应用。通过工业网络各应用案例的搭建，培养学生综合运用所学专业技能解决实际问题的能力。课程采用项目式教学法引导学生展开自主学习，掌握、建构和内化知识与技能，强化学生自我学习的能力的培养。教学效果评价采取过程考核和期末考评相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。
该课程的总学时为64学时，4学分，具体各部分学时的建议分配见课程教学内容。
二、课程教学目标
（一）总体目标
本课程要求学习工业网络技术，培养学生具备高职工业互联网专业所需要的工业网络组网、通信和数据采集的基本知识和技能，熟悉并能使用工业互联网相关技术进行工业网络应用的相关操作。具备对工业互联网领域出现的新技术、新思想进一步学习的能力。
希望通过本课程的学习，加深对工业网络技术的理解，为进一步研究和从事工业互联网实践提供良好的基础和参考。
（二）具体目标
知识目标
理解工业网络的定义、工业通信协议及应用；
掌握串口通信的接口方式、通信方式及数据格式；
掌握Modbus功能码与报文的应用；
熟悉CANopen基本概念，掌握对象字典（OD）、服务数据对象（SDO）、过程数据对象（PDO）；
掌握PROFINETIO的软硬件搭建，GSD文件基本概念及文件格式；
掌握OPCUA信息模型及服务配置；
掌握智能网关的IO点配置及协议配置；
掌握ThingsBoard平台的使用；
掌握仪表板的制作方法。
能力目标
能根据不同网络的组网需求正确使用Python开发工具、PLC编程软件、串口调试助手等专业工具软件；
能完成工业网络的组网、通信配置，实现数据采集；
能运用Python开发工具，完成串口通信、Modbus报文解析和数据采集；
能根据CANopen组网技术，运用PLC编程软件，完成CANopen总线应用；
能根据PROFINET组网技术，运用PLC编程软件，完成PROFINET网络构建与数据采集；
能根据OPCUA的应用场景，运用PLC编程软件，完成OPCUA通信与数据采集；
能通过配置MQTT协议，将数据从网关发送给ThingsBoard；
能使用仪表板制作数据大屏，完成数据上云与数据可视化。
素质目标
逐步提高学生走向社会发展所需要的综合职业技能和职业素质；
培养学生形成良好的安全、质量意识以及严谨细致的