工业控制网络教学大纲

1、工业控制网络教学大纲 课程名称：工业控制网络 课程代码： 建议课时数：40 学 分: 2.5 适用专业：电气工程及其自动化专业 制定人： 一、课程性质与任务课程性质：工业控制网络课程是电气自动化专业选修课程。本大纲根据电气自动化专业专业2015年教学计划的要求制订，可作为高中后大专学生的教学参考。课程的任务：本课程以现场总线基本技术及其节点设计为主要内容，目的是使学生掌握现场总线通信与网络基本知识，学会阅读并理解现场总线协议/规范，能够设计一般设备的现场总线通信接口，掌握典型现场总线系统的基本应用技术，并为学生进行现场总线系统设计和现场总线分析奠定一定的基础。二、课程教学目标1、知识目标（1）

2、通过课程学习要求学生在西门子S700平台学会使用工业以太网络协议完成设备间数据传输。（2）对RS232/485串行总线协议、工业以太网ethernet、控制器局域网CAN等常用工业协议有系统概念认识。（3）初步掌握使用工业组态软件工具完成SCADA数据采集监控系统上位机监控界面设计。2、能力目标（1）使学生具备在PLC、单片机平台掌握2-3种不同工业控制网络协议在自动化设备控制中的应用。 （2）掌握在工业现场网络通讯故障检测与判断的方法，使用特定仪器对网络性能进行测试。三、教学内容及基本要求 本课程的主要内容包括计算机网络与现场总线的基础知识、国际标准现场总线及其它主流现场总线协议/规范、现场

3、总线节点设计以及现场总线系统应用技术基础。 第一章 绪论 现场总线的发展历程、概念、组成、技术特点与优点，标准及应用领域。 第二章 数据通信与计算机网络基础 数据编码方式、信号传输方式、通信方式等数据通信基础知识；网络拓扑结构、传输介质、硬件组成与介质访问控制方式等计算机网络基础知识；协议分层、接口和服务、服务原语等计算机网络基本理论；OSI参考模型和TCP/IP参考模型及其优缺点，OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。 第三章 控制器局域网CAN CAN总线的产生及其发展历程，CAN总线的技术特点，CAN节点的分层结构，CAN的一些基本概念，报文传送及其帧类型，错误类型及其界定，位定时

4、要求，CAN总线基本技术阐释与分析，CAN控制器及接口芯片：SJA1000、82C250，CAN节点设计，CAN系统应用实例。 第四章 DeviceNet DeviceNet简介，DeviceNet的连接（CAN标识符区的DeviceNet使用、连接建立概述、预定义主/ 从连接组、客户机和服务器的连接终点），DeviceNet信息协议（显式信息、输入/输出信息、分段/重组、重复MAC ID检测协议），DeviceNet通信对象类，网络访问状态机制，预定义主/从连接组，构 建DeviceNet网络的步骤及所需的硬件和软件，DeviceNet节点设计、DeviceNet系统应用实例。第五章Cont

5、rolNet概述，主要技术特点，物理层与媒体，数据链路层简介，ControlNet系统应用实例。 第六章 以太网（EtherNet/IP） 概述，封装协议，显式与I/O信息到TCP/IP的映射，物理层，设备描述，对象库。 第七章 FF现场总线 概述；物理层及其网络连接；数据链路层；现场总线访问子层；报文规范层；网络管理与系统管理；通信控制器FB3050；设备描述。 第八 章 Profibus 概述；Profibus通信协议；Profibus实现的可能性；Profibus控制器ASPC2；Profibus系统应用实例。 表1、工业控制网络课程实验序号实验项目名称类型课时要求人/组实验一RS232/485串行总线通信实验验证2必做2实验二控制器CAN总线通信实验验证2必做2实验三过程现场总线profibus实验验证2必做2实验四工业以太网控etheNET实验验证2必做2实验五组态软件网络监控界面设计验证2必做2四、考试与考核方式考虑到本课程实验的现场可操作性，建议本课程考核以课程设计的形式进行，课程设计成绩不低于总成绩50%。课内实验计做平时成绩占比30%，考勤与日常作业完成情况占比20%。五、课内实验内容与课时课内实验按照大纲教学内容，学取比较典型的5个实验要求学生分组完成，实验过程全程考核。见表1所示。六、课程学习说明本课程先修课程为电工电子技术、模拟电子技术、数字电