現(xiàn)場總線技術(shù)教學大綱2010

1、現(xiàn)場總線技術(shù)課程教學大綱英文名稱： Fieldbus Technology 課程代碼： 課程類別：公共類課程（ ）學科類課程（ ）專業(yè)必修課（ ）專業(yè)選修課（ ）其他（ ） 學 分： 2分總 學 時： 40其中實踐學時： 0授課對象： 自動化專業(yè)學生先修課程：通信原理、計算機控制技術(shù)、PLC與電氣控制、檢測及傳感技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)等 一、課程目的與任務 現(xiàn)場總線技術(shù)應用于工業(yè)自動化領域,形成了全分布式控制網(wǎng)絡系統(tǒng)。通過本課程的學習，讓學生了解目前正在全世界范圍自動化領域蓬勃發(fā)展的新型控制技術(shù)。課程要求明確現(xiàn)場總線的特點、系統(tǒng)構(gòu)成、監(jiān)控組態(tài)軟件原理、現(xiàn)場總線系統(tǒng)的工程設計等；掌握計算機網(wǎng)絡基本

2、知識、工業(yè)網(wǎng)絡通信特點，以及現(xiàn)場總線的基本概念和幾種典型現(xiàn)場總線的技術(shù)特點以及相關(guān)軟、硬件的使用方法；能夠根據(jù)實際需要對現(xiàn)場總線進行選型；能夠簡單設計基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)。 二、教學基本要求 通過本課程的學習，學生應了解現(xiàn)場總線的概念及其發(fā)展歷程，現(xiàn)場總線的基本特點及目前應用現(xiàn)狀，了解目前在市場上最常見的現(xiàn)場總線及其主要特點、了解計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷程、計算機網(wǎng)絡及工業(yè)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡模式、工業(yè)網(wǎng)絡通信概念、開放式系統(tǒng)互連參考模型、TCP/IP參考模型，了解現(xiàn)場總線網(wǎng)絡準入測試、FF的發(fā)展及準入測試、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS的主要技術(shù)特點、Lo

3、nWorks的收發(fā)器技術(shù)、結(jié)點技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。理解FCS與DCS的區(qū)別與聯(lián)系、工業(yè)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的具體劃分、工業(yè)網(wǎng)絡拓撲、常用介質(zhì)、工業(yè)網(wǎng)絡通信編碼技術(shù)、多路復用技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、OSI參考模型高層協(xié)議功能、FF技術(shù)概貌、FF協(xié)議數(shù)據(jù)的構(gòu)成與層次、FF應用實例以及安裝和調(diào)試、PROFIBUS系統(tǒng)配置、LonWorks協(xié)議及神經(jīng)元芯片技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。掌握現(xiàn)場總線技術(shù)特點、工業(yè)網(wǎng)絡傳輸控制方式、曼徹斯特編碼技術(shù)、常用工業(yè)網(wǎng)絡互連設備、安全防爆技術(shù)、OSI模型物理層與數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、FF通信模型及主要技術(shù)、FF功能塊及FF的工業(yè)組態(tài)、三種PROFIBUS產(chǎn)品的異同點、各自的協(xié)議結(jié)構(gòu)及其傳輸技術(shù)、PR

4、OFIBUS總線存取協(xié)議、PROFIBUS行規(guī)、LonWorks技術(shù)特點、LonTalk協(xié)議等相關(guān)內(nèi)容。 三、教學內(nèi)容（按章、節(jié)、目三個層次詳細編寫，含具體要求、重難點內(nèi)容和學時分配）1 現(xiàn)場總線技術(shù)概述 （4學時 ） 1.1 現(xiàn)場總線的含義和產(chǎn)生 （1學時） 1.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的含義和產(chǎn)生（1學時 ） 1.3 FCS的特點（1學時 ） 1.4 FCS的發(fā)展歷史 （0.5學時） 1.5幾種常見的現(xiàn)場總線介紹及其特點 （0.5學時） 重點 現(xiàn)場總線的特點，幾種常見現(xiàn)場總線的特點及組成難點 現(xiàn)場總線的特點及組成2 計算機網(wǎng)絡與工業(yè)網(wǎng)絡（5學時） 2.1 計算機網(wǎng)絡概述（0.5 學時

5、） 2.2 工業(yè)網(wǎng)絡特點及現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu) （1 學時） 2.3 工業(yè)網(wǎng)絡的主要模式 （0.5學時） 2.4 計算機局域網(wǎng)與工業(yè)網(wǎng)絡 （2 學時） 2.4.1工業(yè)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)（0.5學時 ） 2.4.2 工業(yè)網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)（0.5學時 ） 2.4.3 媒體訪問控制方式 （1 學時） 2.5 工業(yè)網(wǎng)絡準入測試 （0.5學時） 2.6 本質(zhì)安全技術(shù) （0.5學時 ）重點：工業(yè)網(wǎng)絡的特點及結(jié)構(gòu)；計算機局域網(wǎng)特點；工業(yè)網(wǎng)絡介質(zhì)及拓撲結(jié)構(gòu)；媒體訪問控制令牌方式及CSMA/CD方式，本安技術(shù)難點： 媒體訪問控制令牌環(huán)方式及CSMA/CD方式，訪問策略 3工業(yè)網(wǎng)絡通信基礎 （4學時 ） 3.1 數(shù)據(jù)通信的基本

6、概念（0.5學時 ） 3.2 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) （0.5學時） 3.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及多路復用技術(shù)（0.5學時 ） 3.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) （1學時） 3.5 差錯控制技術(shù)（0.5學時） 3.6 常見的網(wǎng)絡互連設備（1 學時） 重點：數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，曼徹斯特編碼，報文交換，分組交換，奇偶校驗，循環(huán)冗余校驗，常見網(wǎng)絡互連設備難點：數(shù)據(jù)交換技術(shù)，循環(huán)冗余校驗 4 開放系統(tǒng)互連參考模型 （3學時 ） 4.1 計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)及OSI參考模型（1 學時） 4.2 OSI參考模型各層特點及其功能劃分（1學時） 4.3 幾種常見的現(xiàn)場總線通信模型介紹（0.5學時） 4.4 TCP/IP參考模型介紹（0.5學時

7、） 重點 OSI參考模型物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層功能， FF現(xiàn)場總線通信模型，F(xiàn)ieldbus總線通信模型，TCP/IP模型難點 OSI參考模型各層功能5 FF（基金會現(xiàn)場總線）（10 學時） 5.1 基金會現(xiàn)場總線概述 （1.5學時） 5.1.1 FF簡介（0.5學時） 5.1.2 FF的層次 （0.5學時） 5.1.3 FF的特點（0.5學時 ） 5.2 FF的技術(shù)概貌及通信模型 （1學時） 5.2.1 FF主要技術(shù)（0.5學時） 5.2.2 FF協(xié)議數(shù)據(jù)的構(gòu)成與層次（0.5學時） 5.3 FF的分層技術(shù) （5.5學時） 5.3.1 FF物理層（1學時 ） 5.3.2 FF通信棧 （1學

8、時） 5.3.3 FF的功能模塊（1學時 ） 5.3.4 FF網(wǎng)絡管理與系統(tǒng)管理（1學時） 5.3.5 FF設備描述（0.5學時） 5.3.6 FF系統(tǒng)組態(tài)（1學時） 5. 4 FF拓撲及常用部件特性 （2 學時） 重點：FF層次及特點，通信模型，F(xiàn)F的主要技術(shù)特點，F(xiàn)F的物理層、通信棧、功能模塊及設備描述，F(xiàn)F系統(tǒng)組態(tài)，F(xiàn)F的供電技術(shù)難點： FF的主要技術(shù)，功能模塊與設備描述，F(xiàn)F系統(tǒng)管理，設備描述及系統(tǒng)組態(tài)6 PROFIBUS總線（10學時） 6.1 PRPFIBUS概貌（1學時） 6.2 PRPFIBUS基本特點（4學時） 6.2.1 PRPFIBUS的通信模型和協(xié)議類型（2 學時） 6

9、.2.2 PRPFIBUS的數(shù)據(jù)傳輸和拓撲結(jié)構(gòu)（1 學時） 6.2.3 PRPFIBUS的總線存取控制機制（1 學時） 6.3 PRPFIBUS-DP技術(shù)簡介（2 學時） 6.4 PRPFIBUS-PA技術(shù)簡介（1 學時） 6.5 PRPFIBUS-FMS技術(shù)簡介（1 學時） 6.6 PRPFIBUS的應用(1 學時) 重點： PRPFIBUS通信模型，結(jié)構(gòu)特點，拓撲結(jié)構(gòu)，總線存取方式，DP，PA，F(xiàn)MS的基本特征，擴展功能，傳輸協(xié)議及行規(guī)，現(xiàn)場供電，PRPFIBUS的系統(tǒng)配置及應用， 難點 PRPFIBUS基本功能及擴展功能，傳輸協(xié)議及行規(guī) ，DP，PA與FMS的混合連接 7 LonWorks總線（4學時） 7.1 總體概述（1學時） 7.2 LonTalk協(xié)議（1學時） 7.3 神經(jīng)元芯片（1學時） 7.4 LonWorks的收發(fā)器技術(shù)、結(jié)點技術(shù)（1學時）重點 Lonworks通信模型，Neuron芯片，收發(fā)器技術(shù)，通信協(xié)議難點 Neuron芯片，通信協(xié)議 四、推薦教材或參考書目（一）推薦教材：現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡技術(shù)（第1版） 雷霖主編. 電子工業(yè)出版社. 2005年 （二）參考書目：現(xiàn)場總路線網(wǎng)絡（第1版）. 楊衛(wèi)華主編. 高