《工业控制网络》课程教学大纲.pdf

《《⼯⼯业业控控制制⽹⽹络络》》课课程程教教学学⼤⼤纲纲

《⼯业控制⽹络》课程教学⼤纲

课程编码：T1060260

课程中⽂名称：⼯业控制⽹络

课程英⽂名称：INDUSTRIALCONTROLNETWORK

总学时：40讲课学时：28实验学时：12学分:2.5

授课对象：⽓⼯程及其⾃动化专业

先修课程：路集成⼦技术嵌⼊式系统原理及应⽤

⼀、课程教学⽬的

⼯业控制⽹络即现场总线是3C（Compute,CommunicationandContol）技术发展汇集成的结合点，是信息技术、数字化智

能化⽹络发展到现场的结果。现场总线是⾃动化及⽓⼯程领域当前和今后的发展热点。现场总线已在国民经济各个领域和国

防领域中获得了⼴泛应⽤，⽽且应⽤得越来越普遍。例如，对于⽓⼯程领域，在现代机驱动与控制装置（如变频器）中、

在数字化变站、配系统/继保护装置中、在智能器中、在楼宇⾃动化装置中，⼏乎均要求配置现场总线通信接⼝；对

于国防领域，在航空航天设备、舰船、装甲车辆中均使⽤了现场总线系统。

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、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、现场总线节点

设计以及现场总线系统应⽤技术基础。

第1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2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3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4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MACID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5章ContolNet

概述，主要技术特点，物理层与媒体，数据链路层简介，ContolNet系统应⽤实例。

第6章以太⽹（EtheNet/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7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8章Pofibus

概述；Pofibus通信协议；Pofibus实现的可能性；Pofibus控制器ASPC2；Pofibus系统应⽤实例。

实验项⽬明细表

《⼯业控制⽹络》课程教学进程表

⼀、概念题

1、现场总线

答：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的⾃动控制装置之间的数字式、串⾏、多点通信的数据总线称为现场总线。

2、模拟数据编码

答：分别⽤模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0，1状态的，称为模拟数据编码。

3、数字数据编码

答：⽤⾼低平的矩形脉冲信号来表达数据的0，1状态的，称为数字数据编码。

4、单极性码

答：信号平是单极性的数字数据编码。

5、双极性编码

答：信号平为正、负两种极性的数字数据编码。

6、归零码（RZ）

答：在每⼀位⼆进制信息传输之后均返回零平的数字数据编码。

7、⾮归零码（NRZ）

答：在整个码元时间内维持有效平的数字数据编码。

8、差分码

⽤平的变化与否来代表逻辑“1”和“0的数字数据编码。

9、基带传输

答：就是在数字通信的信道上按数据波的原样进⾏传输，不包含