《现场总线及工业控制网络》课程教学大纲（机器人工程专业）

《现场总线及工业控制网络》课程教学大纲一、课程简介课程中文名现场总线及工业控制网络课程英文名Fieldbusandindustrialcontrolnetwork双语授课□是eq\o\ac(□,√)否课程代码24122099课程学分2总学时数32课程类别□通识教育课程□公共基础课程eq\o\ac(□,√)专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质□必修eq\o\ac(□,√)选修□其他课程形态□线上eq\o\ac(□,√)线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式□闭卷eq\o\ac(□,√)开卷□课程论文□课程作品□汇报展示eq\o\ac(□,√)报告eq\o\ac(□,√)课堂表现□阶段性测试eq\o\ac(□,√)平时作业□其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)机器人工程面向专业机器人工程开课学期第7学期先修课程传感技术与机器人感知、可编程控制器原理及应用后续课程毕业设计（论文）选用教材汤旻安.现场总线及工业控制网络(第1版)[M].北京：机械工业出版社，2018.普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材参考书目李正军、李潇然.现场总线与工业以太网应用教程(第1版)[M].北京：机械工业出版社，2021.课程资源无课程简介现场总线及工业控制网络是机器人工程专业的一门专业选修课程。课程内容主要包括：1.现场总线与工业控制网络概述；2.数据通信与控制网络基础；3.通用串行端口的数据通信；4.多种类型现场总线，包括：FF总线、PROFIBUS总线、CAN总线、AS-i总线；5.工业以太网、OPC和控制网络集成技术。通过本课程的学习，使学生掌握现场总线和工业控制网络的相关概念、常见总线技术特点和应用等知识点。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1使学生掌握现场总线和工业控制网络的基础知识，能够在机器人工程和自动化领域从事现场总线和工业控制网络的相关工作。课程目标2能够根据具体应用场景和设计要求，选择现场总线的类型，构建符合要求的工业控制网络。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求5：使用现代工具：能够针对机器人工程领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对机器人工程领域复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。【M】指标点5.3：能够使用现代工程工具和信息技术工具预测与模拟复杂机器人工程问题，并能够理解其局限性。课程目标1毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对机器人工程领域复杂工程问题的解决方案，设计机器人硬件部件、软件系统及智能算法或机器人系统生产工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。【M】指标点3.2：能够设计满足特定需求的机器人硬件部件、软件系统及智能算法或机器人系统生产工艺流程。课程目标2课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1现场总线与工业控制网络概述1.现场总线与工业控制网络概念简介1.单元项目练习课程目标1重点：1.现场总线相关概念难点：1.工业控制网络作用讲授法：引入现场总线和工业控制网络概念42.工业控制网络作用3.标准化与应用现状2数据通信与控制网络基础1.数据通信1.单元项目练习课程目标1重点：1.传输介质与访问控制方式难点：1.总线访问控制方式讲授法：介绍数据与通信相关知识点32.传输介质与访问控制方式3.控制网络的特性3通用串行端口的数据通信1.串行通信技术基础1.单元项目练习课程目标1重点：1.EIA-232-D串行通信接口技术2.EIA-485-D串行通信接口技术难点：1.EIA-232-D串行通信接口技术讲授法：介绍通用串行端口通信相关知识点32.EIA-232-D串行通信接口技术3.EIA-485-D串行通信接口技术4现场总线类型及技术1.FF总线1.单元项目练习课程目标1重点：1.各种现场总线的特点及应用领域难点：1.现场总线通讯调度机制讲授法：介绍各种类型现场总线知识点122.PROFIBUS总线3.CAN总线4.AS-i总线5工业以太网、OPC和控制网络集成技术1.工业以太网与OPC1.综合项目练习课程目标2重点：1.组态软件综合开发难点：1.自动化系统组态方法1.讲授法：介绍工业以太网和控制网络集成技术62.控制网络集成技术（二）实验学习内容及要求表4课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号项目名称项目来源教学目标（观测点、重难点）学时数项目类型要求每组人数教学方法课程目标1实验1：控制网络组网基础操作教师开发1.双绞线连接头的制作2设计研究1.掌握双绞线连接头的制作；2.掌握常用传感器数据采集方法。1讲授法、演示法课程目标12.数据采集3.设备定义与数据逻辑2实验2：工业控制网络软件组态教师开发1.监测数据存储与应用2综合性1.掌握自动化系统控制网络的软件组态方法；2.掌握基于组态软件的工业控制网络构建方法。1讲授法、演示法课程目标22.变量链接与动画3.系统运行综合调试四、课程考核（一）考核内容与考核方式表5课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.现场总线与工业控制网络概述1-450%课堂表现、平时作业、实验、开卷考试2.数据通信与控制网络基础3.通用串行端口的数据通信4.现场总线类型及技术课程目标21.数据通信与控制网络基础4-550%课堂表现、平时作业、实验、开卷考试2.通用串行端口的数据通信3.现场总线类型及技术4.工业以太网与OPC5.工业控制网络表6课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比课堂表现6%平时作业12%实验12%开卷考试70%课程目标150%50%50%50%50%=50%*6%+50%*12%+12%*50%+70%*50%课程目标250%50%50%50%50%=50%*6%+50%*12%+50%*12%+50%*70%（二）成绩评定1.平时成绩评定（30%）（1）课堂表现（20分）：通过学生的考勤情况和在课堂上的表现情况、发言与提问情况，来评价学生相关的能力。（目标1：50%；目标2：50%）（2）平时作业（40分）：围绕课程的学习目标进行作业的设计，根据学生作业完成情况来评价学生对所学知识的掌握情况；（目标1：50%；目标2：50%）（3）实验（40分）：主要考核学生实验操作能力，实验文档撰写的规范性。（目标1：50%；目标2：50%）2.期末成绩评定（70%）考核方式为开卷考试，卷面总分100分。要求学生掌握基本概念、基本原理以及运用具体方法解决相关问题。课程考核主要考察学生对基本概念、基本原理和具体方法的理解与运用等。（目标1：50%；目标2：50%）3.总成绩评定总成绩由平时考核成绩和期末考核成绩构成，总成绩（100%）=平时成绩（30%）+期末成绩（70%）（三）评分标准表7评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现能完成100%以内的课程任务。且没有迟到，按时出勤能完成90%以内的课程任务，且迟到不超过2次能完成80%以内的课程任务，迟到不超过4次能完成70%以内的课程任务，且迟到不超过6次能完成不足60%以内的课程任务，迟到8次以上平时作业较高质量的完成全部作业90%以上的作业可以较高质量的完成80%以上的作业可以较高质量的完成70%以上的作业可以较高质量的完成60%以上的作业可以较高质量的完成实验实验操作规范，在规定时间内完成，报告准确，认真，数据合理。实验操作规范，在规定时间内完成，报告基本准确，数据合理。实验操作基本规范，或经教师提醒后，能规范操作，在规定