《現場總線技術》課程教學大綱

現場總線技術課程教學大綱FIELDBUSTECHNOLOGY學時數：32其中：實驗學時：0課外學時：0學分數：2適應專業(yè)：電子信息工程一、課程的性質、目的和任務本課程是一門專業(yè)選修課。本課程綜合了電子、儀器儀表、計算機技術和網絡技術的最新發(fā)展成果，旨在介紹現場總線這一自控領域的新技術，使學生了解工業(yè)自動化領域當今世界自控技術的研究熱點和發(fā)展方向。本課程的主要任務是使學生在了解工業(yè)自動化的發(fā)展歷程以及在現場總線技術中使用的基礎知識的基礎上，掌握現場總線的技術概貌，針對基金會現場總線、LonWorks總線、PROFIBUS總線、CAN總線等介紹各自的技術特點、規(guī)范等以及現場總線控制系統(tǒng)的設計和應用。通過本門課程的學習，學生應對通用現場總現技術有所了解，能夠設計簡單的基于PROFIBUS總線和CAN總線的控制系統(tǒng)。通過本課程學習開拓同學的視野、了解現場總線技術的基本原理和應用領域，能獨立承擔和開展現場總線控制系統(tǒng)相關的研究工作。二、課程教學的基本要求通過本課程的學習，使學生具有設計以現場總線為基礎的控制系統(tǒng)的能力。（一）了解現場總線技術概貌、網絡與通信基礎；（二）學習基金會現場總線、LON總線、PROFIBUS總線、CAN總線等技術特點；（三）掌握以現場總線為基礎的控制系統(tǒng)與網絡系統(tǒng)設計；（四）掌握幾種有影響的現場總線技術的技術特點、規(guī)范、通信控制芯片、接口電路設計。三、課程的基本內容、重點和難點第一章現場總線概述（2學時）一、基本內容：1、現場總線的概念;2、現場總線的產生及發(fā)展;3、現場總線的特點；4、工業(yè)控制網絡體系。二、基本要求：了解現場總線的具體含義和特點、發(fā)展歷史、發(fā)展現狀、發(fā)展趨勢、應用范圍等。重點：現場總線的概念和現場總線的特點難點：現場總線的特點第二章網絡基礎知識（2學時）一、基本內容：網絡通訊基礎知識；開放網絡互聯(lián)標準OSI模型；二、基本要求：了解數字通訊的基本概念、網絡拓撲、CSMA/CD載波偵聽原理、檢錯糾錯原理，OSI七層協(xié)議模型的具體含義。重點：開放網絡互聯(lián)標準OSI模型難點：開放網絡互聯(lián)標準OSI模型第三章幾種流行的現場總線(12學時)一、基本內容：1、基金會現場總線（FF）；2、Profibus現場總線；3、LonWorks；4、CAN總線。二、基本要求：了解目前國內流行的幾種現場總線的特點、應用領域；了解局部總線的概念、特點、局部總線的種類和應用領域。了解Lonworks總線的基本原理、LonTalk協(xié)議的基本內容、Lonworks神經元芯片的基本結構、Lonworks總線的應用領域。Profibus總線的實現方法、Profibus的三種規(guī)范、Profib的特點，Profibus的應用領域；CAN總線的原理、CAN總線的特點、CAN協(xié)議芯片的用法、CAN總線的應用領域。重點：基金會現場總線，Profibus現場總線，LonWorks難點：基金會現場總線，Profibus現場總線第四章控制及信息協(xié)議（CIP）(4學時)一、基本內容：1、CIP網絡概況；2、CIP的特點；3、CIP設備描述；4、CIP設備開發(fā)；5、CIP網絡組網。二、基本要求：掌握CIP網絡概況、CIP的特點、CIP設備描述、CIP設備開發(fā)及CIP網絡組網。重點：CIP的特點、CIP設備描述難點：CIP設備開發(fā)及CIP網絡組網第五章DeviceNet(4學時)一、基本內容：1、DeviceNet概述；2、DeviceNet的網絡模型；3、DeviceNet的物理層和傳輸介質；4、DeviceNet的數據鏈路層；5、DeviceNet的應用層；6、DeviceNet組網；7、DeviceNet應用實例。二、基本要求：了解DeviceNet的網絡模型；DeviceNet的物理層和傳輸介質；DeviceNet的數據鏈路層；DeviceNet的應用層；DeviceNet組網及DeviceNet應用。重點：DeviceNet的網絡模型難點：DeviceNet組網及應用第六章DeviceNet的節(jié)點開發(fā)(2學時)一、基本內容：1、DeviceNet節(jié)點開發(fā)的途徑和步驟；2、DeviceNet的硬件設計；3、軟件的設計和實現；4、設備描述的規(guī)劃；5、一致性實驗測試；6、DeviceNet節(jié)點開發(fā)。二、基本要求：了解DeviceNet節(jié)點開發(fā)的途徑和步驟，DeviceNet的硬件設計，軟件的設計和實現，設備描述的規(guī)劃，設備配置和電子數據文檔（EDS），一致性實驗測試及DeviceNet節(jié)點開發(fā)。重點：DeviceNet節(jié)點開發(fā)的途徑和步驟難點：DeviceNet節(jié)點開發(fā)第七章工業(yè)以太網和EtherNet/IP(6學時)一、基本內容：1、以太網及TCP/IP；2、工業(yè)以太網；3、EtherNet/IP設備開發(fā)和組網；4、EtherNet/IP應用。二、基本要求：了解比較熱的工業(yè)以太網技術，掌握工業(yè)以太網技術有關基礎知識，如以太網和因特網中的相關技術，了解EtherNet/IP設備開發(fā)，組網和應用。重點：工業(yè)以太網難點：EtherNet/IP四、課程各教學環(huán)節(jié)要求課堂教學應引導學生對課程內容的總體把握，使學生能夠觸類旁通。采用啟發(fā)式的教學方式，課堂教學與演示結合的方法。教學手段采用多媒體教學手段。教學方式以主講、研討和自學相結合?？己朔绞讲捎谜n程論文或答辯方式。五學時分配教學內容各教學環(huán)節(jié)學時分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內容講授實驗討論習題課外其它小計1現場總線概述22網絡基礎知識23幾種流行的現場總線1024控制及信息協(xié)議（CIP）45DeviceNet46DeviceNet的節(jié)點開發(fā)27工業(yè)以太網和EtherNet/IP42合計28432六本課程與其它課程的聯(lián)系先修課程：單片機原理、數字電子技術、微機原理、自動控制原理七教材及教學參考書（一）教材甘永梅等.《現場總線技術及其應用》(第2版).北京:機械工業(yè)出版社,2008.（二）教學參考書[1]陽憲惠.現場總線技術及其應用(第2版).北京:清華大學出版社,2008.[2]鄔寬明編.《CAN總線原理和應用系統(tǒng)設計》.北京:北京航空航天大學出版社,1996.[3]楊廷善,周莉編.《計算機和測控系統(tǒng)總線手冊》.北京:人民郵電出版社,1993.[4]王永華.《現場總線技術及應用教程》.北京:機械工業(yè)出版社,2007[5]李正軍主編.《現場總線及其應用技術》