《现场总线技术》课程教学大纲

现场总线技术课程教学大纲FIELDBUSTECHNOLOGY学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适应专业：电子信息工程一、课程的性质、目的和任务本课程是一门专业选修课。本课程综合了电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术的最新发展成果，旨在介绍现场总线这一自控领域的新技术，使学生了解工业自动化领域当今世界自控技术的研究热点和发展方向。本课程的主要任务是使学生在了解工业自动化的发展历程以及在现场总线技术中使用的基础知识的基础上，掌握现场总线的技术概貌，针对基金会现场总线、LonWorks总线、PROFIBUS总线、CAN总线等介绍各自的技术特点、规范等以及现场总线控制系统的设计和应用。通过本门课程的学习，学生应对通用现场总现技术有所了解，能够设计简单的基于PROFIBUS总线和CAN总线的控制系统。通过本课程学习开拓同学的视野、了解现场总线技术的基本原理和应用领域，能独立承担和开展现场总线控制系统相关的研究工作。二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，使学生具有设计以现场总线为基础的控制系统的能力。（一）了解现场总线技术概貌、网络与通信基础；（二）学习基金会现场总线、LON总线、PROFIBUS总线、CAN总线等技术特点；（三）掌握以现场总线为基础的控制系统与网络系统设计；（四）掌握几种有影响的现场总线技术的技术特点、规范、通信控制芯片、接口电路设计。三、课程的基本内容、重点和难点第一章现场总线概述（2学时）一、基本内容：1、现场总线的概念;2、现场总线的产生及发展;3、现场总线的特点；4、工业控制网络体系。二、基本要求：了解现场总线的具体含义和特点、发展历史、发展现状、发展趋势、应用范围等。重点：现场总线的概念和现场总线的特点难点：现场总线的特点第二章网络基础知识（2学时）一、基本内容：网络通讯基础知识；开放网络互联标准OSI模型；二、基本要求：了解数字通讯的基本概念、网络拓扑、CSMA/CD载波侦听原理、检错纠错原理，OSI七层协议模型的具体含义。重点：开放网络互联标准OSI模型难点：开放网络互联标准OSI模型第三章几种流行的现场总线(12学时)一、基本内容：1、基金会现场总线（FF）；2、Profibus现场总线；3、LonWorks；4、CAN总线。二、基本要求：了解目前国内流行的几种现场总线的特点、应用领域；了解局部总线的概念、特点、局部总线的种类和应用领域。了解Lonworks总线的基本原理、LonTalk协议的基本内容、Lonworks神经元芯片的基本结构、Lonworks总线的应用领域。Profibus总线的实现方法、Profibus的三种规范、Profib的特点，Profibus的应用领域；CAN总线的原理、CAN总线的特点、CAN协议芯片的用法、CAN总线的应用领域。重点：基金会现场总线，Profibus现场总线，LonWorks难点：基金会现场总线，Profibus现场总线第四章控制及信息协议（CIP）(4学时)一、基本内容：1、CIP网络概况；2、CIP的特点；3、CIP设备描述；4、CIP设备开发；5、CIP网络组网。二、基本要求：掌握CIP网络概况、CIP的特点、CIP设备描述、CIP设备开发及CIP网络组网。重点：CIP的特点、CIP设备描述难点：CIP设备开发及CIP网络组网第五章DeviceNet(4学时)一、基本内容：1、DeviceNet概述；2、DeviceNet的网络模型；3、DeviceNet的物理层和传输介质；4、DeviceNet的数据链路层；5、DeviceNet的应用层；6、DeviceNet组网；7、DeviceNet应用实例。二、基本要求：了解DeviceNet的网络模型；DeviceNet的物理层和传输介质；DeviceNet的数据链路层；DeviceNet的应用层；DeviceNet组网及DeviceNet应用。重点：DeviceNet的网络模型难点：DeviceNet组网及应用第六章DeviceNet的节点开发(2学时)一、基本内容：1、DeviceNet节点开发的途径和步骤；2、DeviceNet的硬件设计；3、软件的设计和实现；4、设备描述的规划；5、一致性实验测试；6、DeviceNet节点开发。二、基本要求：了解DeviceNet节点开发的途径和步骤，DeviceNet的硬件设计，软件的设计和实现，设备描述的规划，设备配置和电子数据文档（EDS），一致性实验测试及DeviceNet节点开发。重点：DeviceNet节点开发的途径和步骤难点：DeviceNet节点开发第七章工业以太网和EtherNet/IP(6学时)一、基本内容：1、以太网及TCP/IP；2、工业以太网；3、EtherNet/IP设备开发和组网；4、EtherNet/IP应用。二、基本要求：了解比较热的工业以太网技术，掌握工业以太网技术有关基础知识，如以太网和因特网中的相关技术，了解EtherNet/IP设备开发，组网和应用。重点：工业以太网难点：EtherNet/IP四、课程各教学环节要求课堂教学应引导学生对课程内容的总体把握，使学生能够触类旁通。采用启发式的教学方式，课堂教学与演示结合的方法。教学手段采用多媒体教学手段。教学方式以主讲、研讨和自学相结合。考核方式采用课程论文或答辩方式。五学时分配教学内容各教学环节学时分配作业题量备注章节主要内容讲授实验讨论习题课外其它小计1现场总线概述22网络基础知识23几种流行的现场总线1024控制及信息协议（CIP）45DeviceNet46DeviceNet的节点开发27工业以太网和EtherNet/IP42合计28432六本课程与其它课程的联系先修课程：单片机原理、数字电子技术、微机原理、自动控制原理七教材及教学参考书（一）教材甘永梅等.《现场总线技术及其应用》(第2版).北京:机械工业出版社,2008.（二）教学参考书[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用(第2版).北京:清华大学出版社,2008.[2]邬宽明编.《CAN总线原理和应用系统设计》.北京:北京航空航天大学出版社,1996.[3]杨廷善,周莉编.《计算机和测控系统总线手册》.北京:人民邮电出版社,1993.[4]王永华.《现场总线技术及应用教程》.北京:机械工业出版社,2007[5]李正军主编.《现场总线及其应用技术》