现场总线及其应用技术 第3版 教学大纲

XX大学XXXX学院《现场总线原理与应用》课程教学大纲编写人：XXX审定人：XXX编制时间：2022.3.26审定时间：2022.4.6一、课程基本信息：课程名称现场总线原理与应用英文名称Fieldbusprincipleandapplication课程编码sd01730800开课单位XX所课程类别□通识教育必修课程□通识教育核心课程□通识教育选修课程□学科基础平台课程□专业基础课程√专业必修课程□专业选修课程课程性质√必修□选修学分2学时36适用专业自动化、自动检测等先修课程电路、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理与应用后续课程过程控制系统、运动控制系统课程网站教学团队XXX等课程负责人XXX二、课程描述本课程跨越多个学科方向，包括控制理论和技术、电子技术、计算机网络和计算机技术等，是一门理论基础扎实、知识面广、应用性强、对学生水平要求较高的课程。现场总线技术在军事、航空航天、工业、农业、社会和经济等领域都有重要应用。该课程将介绍计现场总线技术中最基本、最重要、最成熟的内容。通过课程学习，学生将巩固前期所学的基础课程，并能予以深入理解和应用，能开拓视野提升设计和应用现场总线控制系统的能力。三、课程教学内容及学时分配第1章现场总线与工业以太网概述 （2学时）1.1现场总线概述 1.2工业以太网概述 1.3企业网络信息集成系统 1.4现场总线简介 1.5工业以太网简介 第2章CAN现场总线与应用系统设计 （4学时）2.1CAN的特点 2.2CAN的技术规范 2.3CAN独立通信控制器SJA1000 2.4CAN总线收发器 2.5CAN总线节点设计实例 2.6基于PCI总线的CAN智能网络通信适配器的设计 2.7CAN智能测控节点的设计 2.8CAN通信转换器的设计 2.9CANopen 第3章CANFD现场总线与应用系统设计 （4学时）3.1CANFD通信协议 3.2CANFD控制器MCP2517FD 3.3CANFD高速收发器TJA1057 3.4CANFD收发器隔离器件HCPL-772X和HCPL-072X 3.5MCP2517FD的应用程序设计 第4章PROFIBUS-DP现场总线 （6学时）4.1PROFIBUS概述 4.2PROFIBUS的协议结构 4.3PROFIBUS-DP现场总线系统 4.4PROFIBUS-DP的通信模型 4.5PROFIBUS-DP的总线设备类型和数据通信 4.6PROFIBUS通信用ASICs 4.7PROFIBUS-DP从站通信控制器SPC3 4.8主站通信网络接口卡CP5611 4.9PROFIBUS-DP从站的系统设计 第5章基金会现场总线FF （4学时）5.1基金会现场总线FF 5.2FF功能块参数 5.3FF的功能块库 5.4FF的典型功能块 5.5功能块在串级控制设计中的应用 第6章CC-Link （4学时）6.1CC-Link现场网络概述 6.2CC-Link/CC-Link/LT通信规范 6.3CC-Link通信协议 6.4CC-LinkIE网络 6.5CC-Link产品的开发流程 6.6CC-Link产品的开发方案 6.7CC-Link现场总线的应用 第7章DeviceNet现场总线 7.1DeviceNet概述 （4学时）7.2DeviceNet连接 7.3DeviceNet报文协议 7.4DeviceNet通信对象分类 7.5网络访问状态机制 7.6指示器和配置开关 7.7DeviceNet的物理层和传输介质 7.8设备描述 7.9DeviceNet节点的开发 第8章工业以太网 （4学时）8.1EtherCAT 8.2SERCOS 8.3POWERLINK 8.4EPA 8.5PROFInet 第9章基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计 （4学时）9.1新型DCS控制系统概述 9.2现场控制站的组成 9.3新型DCS通信网络 9.4新型DCS控制卡的硬件设计 9.5新型DCS控制卡的软件设计 9.6控制算法的设计 9.78通道模拟量输入板卡（8AI）的设计 9.88通道热电偶板卡（8TC）的设计 9.98通道热电阻板卡（8RTD）的设计 9.104通道模拟量输出板卡（4AO）的设计 9.1116通道数字量量输入板卡（16DI）的设计 9.1216通道数字量输出板卡（16DO）的设计 9.138通道脉冲量量输入板卡（8PI）的设计 四、教学方法在教学方式上，以目前的授课资源为基础，不断丰富教学内容，积极采用启发和研讨式教学方法，促进课堂的生动性，提高学生的学习的主动性和应用的积极性，从而提高教学的质量。课堂教学中对难点与重点内容采用循序渐进的方法，将基础理论知识和实际工程应用相结合，通过实际案例的分析、介绍，让学生掌握计现场总线控制系统的硬件电路及软件分析和综合设计的方法。此外，本课程的教学内容将不断更新，充分结合自动化学院的科研课题，引入一些理论和应用的最新研究成果，拓宽学生的视野，从理论知识、分析能力、应用能力和解决问题的能力方面不断丰富教学内容。五、说明(1)本课程为自动化等专业的主要专业课之一。本课程的先修课程应当包括电路、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理与应用、自动检测技术、C语言程序设计基础等。(2)教学内容要注重理论联系实际，有针对性地把系统原理与系统实现结合起来；软件与硬件实现结合起来。从理论上、技术上、工程实现上进行全面考虑，加强能力的培养，提高创新意识。(3)采用传统教学方法和现代教学方法相结合，一方面采用课堂讲授、实验、练习三结合，另一方面适当采用现场教学、计算机、多媒体教学CAI课件等现代教学手段，激发学生的学习兴趣，培养学生的创造能力。(4)每章节都配合一定数量的习题，用于巩固所学知识和应用所学知识进行独立设计课题。配合部分小型课题设计，来培养学生的创新意识和创造能力。六、适用专业及层次本课程适用于高等院校本科自动化专业、电气工程及其自动化专业，也可用于电子信息工程、计算机科学与技术、机械工程及其自动化等专业。七、推荐教材[1]李正军，李潇然.现场总线及其应用技术（第3版）.北京：机械工业出版社，2022.[2]李正军，李潇然.现场总线与工业以太网.北京：华中科技大学出版社，2021.八、参考资料[1]李正军，李潇然.现场总线与工业