《《現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱(new)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱(new)（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 《現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱 課程代碼：030142004 課程英文名稱：Field Control System 課程總學(xué)時(shí)：40 講課：32 實(shí)驗(yàn)：8 上機(jī)：0 適用專業(yè)：自動(dòng)化 大綱編寫(xiě)（修訂）時(shí)間：2010.7 一、大綱使用說(shuō)明 （一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo) 本課程是自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)選修課，其基本任務(wù)和教學(xué)目的：使學(xué)生了解現(xiàn)場(chǎng)總線的基本結(jié)構(gòu)與基本組成，掌握現(xiàn)場(chǎng)總線的基本工作原理、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生一定的動(dòng)手能力，為畢業(yè)后進(jìn)一步從事自動(dòng)化專業(yè)工作打下必要的基礎(chǔ)。 （二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求

2、 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解現(xiàn)場(chǎng)總線的定義、現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程、現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，了解工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；掌握數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)的編碼方式、傳輸方式和傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問(wèn)技術(shù)；熟練掌握PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)、通信模型、傳輸技術(shù)和總線訪問(wèn)技術(shù)；了解基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）通信系統(tǒng)的構(gòu)成、FF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信模型、FF的功能塊和FF組態(tài)的基本知識(shí)；了解LonWorks協(xié)議及神經(jīng)元芯片技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容；了解CAN通信協(xié)議（物理層、媒體訪問(wèn)控制子層、邏輯鏈路控制子層）、CAN的控制器和收發(fā)器以及CAN的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)本課程之后，要求學(xué)生具備初步的設(shè)計(jì)和規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

3、的能力和研究、開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)產(chǎn)品的初步能力，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。 （三）實(shí)施說(shuō)明 從基本教育出發(fā)，站在培養(yǎng)人才的高度上，來(lái)看待本課程所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。在講授具體內(nèi)容時(shí)，要分清每一部分內(nèi)容在本課程中所處的地位，只有這樣才能在大綱實(shí)施過(guò)程中得心應(yīng)手。 應(yīng)從學(xué)生的現(xiàn)有水平出發(fā)，采用由淺入深、由實(shí)踐到理論、由問(wèn)題引導(dǎo)、由整體到局部再到整體、理論與實(shí)際密切結(jié)合和充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性的教學(xué)方法，實(shí)際上是反映了任何領(lǐng)域初學(xué)者認(rèn)識(shí)新事物的普通規(guī)律。使用“教一學(xué)—做”相結(jié)合的引探教學(xué)法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、理論和實(shí)踐內(nèi)容的一體化教學(xué)，以促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。 在教學(xué)過(guò)程中穿插生產(chǎn)和科研成果和案例

4、，將科研項(xiàng)目與教學(xué)相結(jié)合。讓學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和自己設(shè)計(jì)可行性方案，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和科研能力，提高學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。 （四）對(duì)先修課的要求 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理和PLC原理及應(yīng)用等課程是本課程的基礎(chǔ)。 （五）對(duì)習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求 應(yīng)結(jié)合教學(xué)大綱內(nèi)容，合理布置適量習(xí)題。習(xí)題的重點(diǎn)是PROFIBUS總線協(xié)議類型、STEP7組態(tài)軟件編程使用方法、WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件編程使用方法和其他幾種現(xiàn)場(chǎng)總線的軟硬件設(shè)計(jì)等。 通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)PROFIBUS總線組態(tài)和控制。在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，進(jìn)行適量課外實(shí)驗(yàn)。 （六）課程考核方式 1.考核方式

5、：考查。 2.考試方法：開(kāi)卷。 3.課程總成績(jī)：最終理論考試、平時(shí)考核（包括中期考試、作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)、提問(wèn)等）、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)考核成績(jī)的總和。 （七）參考書(shū)目 1.《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)》，劉澤祥編，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年8月； 2.《工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)》，陽(yáng)憲惠編，清華大學(xué)出版社，2003年6月； 3.《現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》，雷霖，電子工業(yè)出版社，2004年4月； 4.《現(xiàn)場(chǎng)總線及其應(yīng)用技術(shù)》，李正軍，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年1月。 二、中文摘要 本課程是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生選修的一門(mén)專業(yè)課程。本課程以PROFIBUS總線為主，圍繞SIMATIC S7系統(tǒng)進(jìn)行講授，并對(duì)其他幾種主要的

6、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)作了詳細(xì)介紹，使學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行選型和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)。本課程將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定重要的基礎(chǔ)。 三、課程學(xué)時(shí)分配表 序號(hào) 章節(jié)名稱 學(xué)時(shí) 講課 實(shí)驗(yàn) 上機(jī) 1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述 2 2 0 0 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展及其體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、FCS 和DCS的差別、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)狀發(fā)展及其前景 2 2 網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 4 4 0 0 2.1 總線的基本概念和操作、通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2 2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)、通信系統(tǒng)的協(xié)議模型

7、 2 3 PROFIBUS總線技術(shù) 8 6 2 0 3.1 PROFIBUS的通信模型和協(xié)議類型、PROFIBUS的數(shù)據(jù)傳輸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2 3.2 PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制、PROFIBUS-DP技術(shù)簡(jiǎn)介 2 3.3 PROFIBUS-PA技術(shù)簡(jiǎn)介、PROFIBUS-FMS技術(shù)簡(jiǎn)介、PROFIBUS的應(yīng)用 2 FCS控制系統(tǒng)的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) 2 4 第04章SIMATIC S7系統(tǒng)及其組態(tài)軟件 8 6 2 0 4.1 SIMATIC S7系統(tǒng)基礎(chǔ)、SIMATIC S7系統(tǒng)

8、設(shè)備 2 4.2 STEP7的功能和使用方法、用STEP7開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件 2 4.3 SIMATIC S7的系統(tǒng)功能調(diào)用、連續(xù)數(shù)據(jù)量的I/O存取命令、PROFIBUS-DP的診斷功能 2 下位機(jī)硬件組態(tài)和編程實(shí)驗(yàn) 2 5 第05章 監(jiān)控組態(tài)軟件的功能和使用 8 4 4 0 5.1 監(jiān)控組態(tài)軟件介紹 2 5.2 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)和編程 2 上位機(jī)通信建立及界面組態(tài)實(shí)驗(yàn) 2 基于FCS的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試實(shí)驗(yàn) 2 6 第06章 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(

9、FF) 4 4 0 0 6.1 FF通信模型 2 6.2 FF現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能模塊 2 7 第07章LON和LonWorks技術(shù) 2 2 0 0 7.1 LonTalk協(xié)議、神經(jīng)元芯片 2 8 第08章CAN 總線 4 4 0 0 8.1 CAN總線的性能特點(diǎn)、CAN總線的技術(shù)規(guī)范 2 8.2 CAN總線相關(guān)器件、CAN總線的應(yīng)用 2 合計(jì) 40 32 8 四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求 第1部分 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2 講課:2 實(shí)驗(yàn):

10、0 上機(jī):0 具體內(nèi)容： 自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展及其體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS 和DCS的差別 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)狀發(fā)展及其前景 重 點(diǎn)： 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)及其發(fā)展 難 點(diǎn)： FCS和DCS的差別 第2部分 網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4 講課:4 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0 具體內(nèi)容： 總線的基本概念和操作 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì) 通信系統(tǒng)的協(xié)議模型 重 點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì) 通信系統(tǒng)的協(xié)議模型 難 點(diǎn)： 通信系統(tǒng)的協(xié)議模型 習(xí) 題

11、： ISO/OSI協(xié)議模型的七層結(jié)構(gòu)及主要功能 第3部分 PROFIBUS總線技術(shù) 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8 講課:6 實(shí)驗(yàn):2 上機(jī):0 具體內(nèi)容： PROFIBUS的通信模型和協(xié)議類型 PROFIBUS的數(shù)據(jù)傳輸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制 PROFIBUS-DP技術(shù)簡(jiǎn)介 PROFIBUS-PA技術(shù)簡(jiǎn)介 PROFIBUS-FMS技術(shù)簡(jiǎn)介 PROFIBUS的應(yīng)用 重 點(diǎn)： PROFIBUS的通信模型和協(xié)議類型 PROFIBUS的數(shù)據(jù)傳輸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制 難 點(diǎn)

12、： PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制 習(xí) 題： PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS的特點(diǎn)和區(qū)別 實(shí) 驗(yàn)： FCS控制系統(tǒng)的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)） 第4部分 SIMATIC S7系統(tǒng)及其組態(tài)軟件 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8 講課:6 實(shí)驗(yàn):2 上機(jī):0 具體內(nèi)容： SIMATIC S7系統(tǒng)基礎(chǔ) SIMATIC S7系統(tǒng)設(shè)備 STEP7的功能和使用方法 用STEP7開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件 SIMATIC S7的系統(tǒng)功能調(diào)用 連續(xù)數(shù)據(jù)量的I/O存取命令 PROFIBUS-DP的診斷功

13、能 重 點(diǎn)： 用STEP7開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件 SIMATIC S7的系統(tǒng)功能調(diào)用 連續(xù)數(shù)據(jù)量的I/O存取命令 難 點(diǎn)： SIMATIC S7的系統(tǒng)組態(tài)和功能調(diào)用 習(xí) 題： PROFIBUS總線的硬件組態(tài)和編程 實(shí) 驗(yàn)： 下位機(jī)硬件組態(tài)和編程（2學(xué)時(shí)） 第5部分 監(jiān)控組態(tài)軟件的功能和使用 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8 講課:4 實(shí)驗(yàn):4 上機(jī):0 具體內(nèi)容： 監(jiān)控組態(tài)軟件介紹 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)和編程 重 點(diǎn)： 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)和編程 難 點(diǎn)： 監(jiān)控軟件編程 習(xí) 題： 編制監(jiān)控程序

14、 實(shí) 驗(yàn)： 1. 上位機(jī)通信建立及界面組態(tài)（2學(xué)時(shí)） 2. 基于FCS的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試（2學(xué)時(shí)） 0 第6部分 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF） 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4 講課:4 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0 具體內(nèi)容： FF通信模型 FF現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能模塊 重 點(diǎn)： FF通信模型 難 點(diǎn)： FF現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能模塊 習(xí) 題： FF低層協(xié)議的設(shè)計(jì) 第7部分 LON和LonWorks技術(shù) 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2 講課:2 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0 具體內(nèi)容： LonTalk協(xié)議 神經(jīng)元芯片 重 點(diǎn)： LonTalk協(xié)議 難 點(diǎn)： 神經(jīng)元芯片 習(xí) 題： LonWorks節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 第8部分 CAN 總線 總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4 講課:4 實(shí)驗(yàn):0 上機(jī):0 具體內(nèi)容： CAN總線的性能特點(diǎn) CAN總線的技術(shù)規(guī)范 CAN總線相關(guān)器件 CAN總線的應(yīng)用 重 點(diǎn)： CAN總線的技術(shù)規(guī)范和協(xié)議 難 點(diǎn)： CAN總線的協(xié)議 習(xí) 題： CAN總線的硬件電路設(shè)計(jì) 編寫(xiě)人: 馬景富 紀(jì)振平 孫金根 審核人: 紀(jì)振平 批準(zhǔn)人:張煥君