现场总线技术培训教案
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成都大学教案
学院(部)： 电信学院 系（教研室）： 自动化
授课教师： 喻晓红 职 称： 讲师
课程名称 现场总线技术
总学分： 3学分 总学时： 50学时 其中： 讲课 50学时 实践 0学时
课程类别 必修课( ) 选修课( √ )
公共课（ ） 学科课（ ） 专业课（ √ ） 实践课（ ） 全校任选课（ ）
授课对象 自动化本科08级
考核方式 总成绩：课堂参与占10%；平时作业、小论文占30%；期末考试占60%（开卷考试：术语解释、判断说理题、简述题、综合分析论述题）。
教
学
基
本
目
的
和
要
求 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。 教
学
重
点
和
难
点
教学重点：
本课程的重点包括：
现场总线的概念与技术特点
现场总线技术中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总线存取协议与PROFIBUS行规
LonWorks技术
LonTalk协议等相关内容。
教学难点：（1）学生数据通信与计算机网络知识严重匮乏
解决办法：加强相关知识的介绍、补充；（为了不过多占用课堂学时），为学生提供参考资料，鼓励学生自学，积极为学生答疑；让学生开展讨论、互相帮助。
（2）现场总线类型多、特点差异较大，学生不易掌握
解决办法：首先深入浅出地介绍各种现场总线的适合应用领域以及该领域对现场总线的要求，然后分析性地介绍现场总线为满足相应的要求而需具备的特性，最后顺理成章地介绍现场总线的特点、性能。
教材、
参考书 （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：
现场总线技术及其应用（第2版） 阳宪惠主编 清华大学出版社 2008年
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
注：此页针对课程整体内容进行填写
成都大学教案
总学时第 1学时 — 第6学时
授课内容 第一章 现场总线技术概述
教学目的
和要求 通过本章的学习，让学生初步认识现场总线，了解其概念及其发展应用过程，认识到现场总线技术是目前自动化领域一门正在兴起的控制系统技术，初步了解目前正在发展的自动化新型技术，认识正在引导控制应用领域前沿科技的现场总线的一些基本特征、发展现状，介绍了解常见的现场总线及各自的特点及主要适用领域。
重点
难点 教学重点
1、现场总线的概念
2、现场总线的发展历程
3、现场总线的特点
4、现场总线的网络结构
5、现场总线的发展历程及现场总线的研究应用现状
教学难点
全面了解现场总线的概念，从不同的角度来定义现场总线是什么
1、 充分了解到现场总线的技术特点的各个方面层次的涵义
教
学
安
排
(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)
§1-1 现场总线（Fieldbus）的概念（ 学时）
一、现场总线的概念
二、现场总线仪表（设备）
§1-2现场总线的发展历程
一、现场总线的发展背景
二、现场总线系统的产生与发展
三、现场仪表的发展
§1.3 现场总线的特点
一、现场总线的体系结构特点或测控网络特点
二、现场总线的技术特点
三、现场总线特点的小结
§1-4 现场总线控制系统FCS
一 、FCS系统结构
二、FCS特点
三、FCS的构成
四、FCS与DCS比较
§1-5现场总线与一般通信技术、通信网络的区别
一、现场总线与一般通信技术的比较
二、现场总线的网络结构
§1-6 现场总线技术的发展历程及我国国内对现场总线的研究
一、现场总线的发展过程中充满了竞争
二、现有的现场总线国际标准
三、目前常见的现场总线及其特点、应用领域
四、现场总线的发展现状
五、国内现场总线研究现状
思考题、
课后作业
思考：根据自己对现场总线的认识，总结一下你对现场总线的定义
作业：1、现场总线有哪些特点
2、什么是互操作性？什么是互换性？
3、FCS与DCS相比较，具有哪些优越性
主要
参考资料 （
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
现场总线技术及其应用（第2版） 阳宪惠主编 清华大学出版社 2008年
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
课后自我
总结分析 学生要求尽量理论联系实际讲课，希望能有更多的现场总线技术应用图示
备注 （对本章节的课堂教学需补充说明的内容）
注：此页针对具体授课内容填写
成都大学教案样本：
成都大学教案
总学时第 7学时 — 第12学时
授课内容 第二章 计算机网络与工业网络
教学目的
和要求 通过本章的学习，使学生掌握计算机网络的基础知识，了解计算机网络以及工业的结构体系、网络模式。重点掌握局域网的特点、网络结构、传输介质。熟悉局域网中介质访问控制方法。认识了解现场总线网络准入测试以及本质安全防爆技术。
重点
难点 教学重点
1、 计算机网络的基本结构
2、 工业网络体系结构
3、 计算机局域网的特点及网络拓扑
4、 局域网传输介质及介质访问控制方法
5、 现场总线本质安全技术
教学难点
1、全面了解工业网络的体系结构，掌握现场总线在其中的作用
2、计算机局域网介质传输的访问方式，掌握CSMA/CD以及令牌环访问方案
3、综合考虑本质安全要求，灵活掌握本安防爆的主要技术
教
学
安
排
(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)
§2-1 计算机网络概述
一、计算机网络的基本概念及发展概况
二、计算机网络的类型
§2-2 工业网络与现场总线
一、工业网络的概念
二、工业网络体系结构
§2-4 工业网络的模式
§2-5 计算机局域网
一、计算机局域网网络拓扑结构
二、网络的传输介质
三、媒质访问控制方式
§2-6 网络准入测试
一、一致性测试
二、互操作性测试
§2-7 本质安全技术
思考题、
课后作业
思考：根据自己对现场总线的认识，总结一下你对现场总线的定义
作业：1、工业网络的体系结构如何，各层功能及主要的技术是怎样的？
2、有哪些常见的网络结构，各自有何特点
3 CSMA/CD及令牌环的媒体访问策略是怎么样的？
3、什么是本质安全，应该如何实现
主要
参考资料 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
现场总线技术及其应用（第2版） 阳宪惠主编 清华大学出版社 2008年
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
课后自我
总结分析 学生要求尽量理论联系实际讲课，希望能在实验室对常用的网络进行不同网络拓扑的连接
备注 （对本章节的课堂教学需补充说明的内容） 注：此页针对具体授课内容填写
成都大学教案样本：
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总学时第 13学时 — 第17学时
授课内容 第三章 工业网络通信基础
教学目的
和要求 通过本章的学习，使学生掌握工业网络通信的基础知识，了解工业数据通信系统的基本构成，数据编码方式、数据传输方式，通信线路的工作方式及信号的传输模式，数据交换技术及差错控制。重点掌握数据编码方式及传输方式及常见的差错控制技术、。熟悉数据通信的基本交换方式。认识了解工业数据传输指标。
重点
难点 教学重点
1、工业数据通信基本结构
2、数字数据编码，曼彻斯特及差分曼彻斯特编码
3、模拟数据编码：幅值键控、频移键控及相移键控
4、多路复用技术，时分多路及频分多路技术
5、循环冗余校验CRC
教学难点
1、数据传输速率比特率及波特率的区别
2、数据交换技术，报文交换及报文分组交换
3、检错码循环冗余码及纠错码海明码方法
