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《现场总线技术》课程教学大纲英文名称：FieldbusTechnology课程代码：179003163课程类别：公共类课程（）学科类课程（）专业必修课（）专业选修课（√）其他（）学分：2分总学时：40其中实践学时：0授课对象：自动化专业学生先修课程：通信原理、计算机控制技术、PLC与电气控制、检测及传感技术、分布式控制系统等一、课程目的与任务现场总线技术应用于工业自动化领域,形成了全分布式控制网络系统。通过本课程的学习，让学生了解目前正在全世界范围自动化领域蓬勃发展的新型控制技术。课程要求明确现场总线的特点、系统构成、监控组态软件原理、现场总线系统的工程设计等；掌握计算机网络基本知识、工业网络通信特点，以及现场总线的基本概念和几种典型现场总线的技术特点以及相关软、硬件的使用方法；能够根据实际需要对现场总线进行选型；能够简单设计基于现场总线的控制系统。二、教学基本要求通过本课程的学习，学生应了解现场总线的概念及其发展历程，现场总线的基本特点及目前应用现状，了解目前在市场上最常见的现场总线及其主要特点、了解计算机网络的发展历程、计算机网络及工业网络体系结构、网络模式、工业网络通信概念、开放式系统互连参考模型、TCP/IP参考模型，了解现场总线网络准入测试、FF的发展及准入测试、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS的主要技术特点、LonWorks的收发器技术、结点技术等相关内容。理解FCS与DCS的区别与联系、工业网络体系结构的具体划分、工业网络拓扑、常用介质、工业网络通信编码技术、多路复用技术、数据交换技术、OSI参考模型高层协议功能、FF技术概貌、FF协议数据的构成与层次、FF应用实例以及安装和调试、PROFIBUS系统配置、LonWorks协议及神经元芯片技术等相关内容。掌握现场总线技术特点、工业网络传输控制方式、曼彻斯特编码技术、常用工业网络互连设备、安全防爆技术、OSI模型物理层与数据链路层协议、FF通信模型及主要技术、FF功能块及FF的工业组态、三种PROFIBUS产品的异同点、各自的协议结构及其传输技术、PROFIBUS总线存取协议、PROFIBUS行规、LonWorks技术特点、LonTalk协议等相关内容。三、教学内容（按章、节、目三个层次详细编写，含具体要求、重难点内容和学时分配）1现场总线技术概述（4学时）1.1现场总线的含义和产生（1学时）1.2现场总线控制系统（FCS）的含义和产生（1学时）1.3FCS的特点（1学时）1.4FCS的发展历史（0.5学时）1.5几种常见的现场总线介绍及其特点（0.5学时）重点现场总线的特点，几种常见现场总线的特点及组成难点现场总线的特点及组成2计算机网络与工业网络（5学时）2.1计算机网络概述（0.5学时）2.2工业网络特点及现场总线体系结构（1学时）2.3工业网络的主要模式（0.5学时）2.4计算机局域网与工业网络（2学时）2.4.1工业网络拓扑结构（0.5学时）2.4.2工业网络传输介质（0.5学时）2.4.3媒体访问控制方式（1学时）2.5工业网络准入测试（0.5学时）2.6本质安全技术（0.5学时）重点：工业网络的特点及结构；计算机局域网特点；工业网络介质及拓扑结构；媒体访问控制令牌方式及CSMA/CD方式，本安技术难点：媒体访问控制令牌环方式及CSMA/CD方式，访问策略3工业网络通信基础（4学时）3.1数据通信的基本概念（0.5学时）3.2数据编码技术（0.5学时）3.3数据传输技术及多路复用技术（0.5学时）3.4数据交换技术（1学时）3.5差错控制技术（0.5学时）3.6常见的网络互连设备（1学时）重点：数据编码技术，曼彻斯特编码，报文交换，分组交换，奇偶校验，循环冗余校验，常见网络互连设备难点：数据交换技术，循环冗余校验4开放系统互连参考模型（3学时）4.1计算机网络体系结构及OSI参考模型（1学时）4.2OSI参考模型各层特点及其功能划分（1学时）4.3几种常见的现场总线通信模型介绍（0.5学时）4.4TCP/IP参考模型介绍（0.5学时）重点OSI参考模型物理层、数据链路层、网络层功能，FF现场总线通信模型，Fieldbus总线通信模型，TCP/IP模型难点OSI参考模型各层功能5FF（基金会现场总线）（10学时）5.1基金会现场总线概述（1.5学时）5.1.1FF简介（0.5学时）5.1.2FF的层次（0.5学时）5.1.3FF的特点（0.5学时）5.2FF的技术概貌及通信模型（1学时）5.2.1FF主要技术（0.5学时）5.2.2FF协议数据的构成与层次（0.5学时）5.3FF的分层技术（5.5学时）5.3.1FF物理层（1学时）5.3.2FF通信栈（1学时）5.3.3FF的功能模块（1学时）5.3.4FF网络管理与系统管理（1学时）5.3.5FF设备描述（0.5学时）5.3.6FF系统组态（1学时）5.4FF拓扑及常用部件特性（2学时）重点：FF层次及特点，通信模型，FF的主要技术特点，FF的物理层、通信栈、功能模块及设备描述，FF系统组态，FF的供电技术难点：FF的主要技术，功能模块与设备描述，FF系统管理，设备描述及系统组态6PROFIBUS总线（10学时）6.1PRPFIBUS概貌（1学时）6.2PRPFIBUS基本特点（4学时）6.2.1PRPFIBUS的通信模型和协议类型（2学时）6.2.2PRPFIBUS的数据传输和拓扑结构（1学时）6.2.3PRPFIBUS的总线存取控制机制（1学时）6.3PRPFIBUS-DP技术简介（2学时）6.4PRPFIBUS-PA技术简介（1学时）6.5PRPFIBUS-FMS技术简介（1学时）6.6PRPFIBUS的应用(1学时)重点：PRPFIBUS通信模型，结构特点，拓扑结构，总线存取方式，DP，PA，FMS的基本特征，扩展功能，传输协议及行规，现场供电，PRPFIBUS的系统配置及应用，难点PRPFIBUS基本功能及扩展功能，传输协议及行规，DP，PA与FMS的混合连接7LonWorks总线（4学时）7.1总体概述（1学时）7.2LonTalk协议（1学时）7.3神经元芯片（1学时）7.4LonWorks的收发器技术、结点技术（1学时）重点Lonworks通信模型，Neuron芯片，收发器技术，通信协议难点Neuron芯片，通信协议四、推荐教材或参考书目（一）推荐教材：现场总线控制网络技术（第1版）雷霖主编.电子工业出版社.2005年（二）参考书目：现场总路线网络（第1版）.杨卫华主编.高等教育出版社.2004年现场总线技术及其应用（第1版）甘永梅编著.机械工业出版社,2004现场总线技术（第1版）周明中国电力出版社2002五、考核方法平时成绩：40%；开卷考试：60%.大纲撰写人：喻晓红系（教研室）意见：学院学术委员会意见：（签字）学院审核：（签字、盖章）年月日