1、大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)方案課程教學(xué)大綱編 碼： Code: 課程名稱：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 Course Title: The Principle and Application of Industrial Network 課程類別：專業(yè)選修 Course category: Elective Courses in Specialty學(xué) 分：2 Credit(s): 2開課單位：機(jī)械與運載工程學(xué)院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering課程描述： 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用這門課程作為專業(yè)方向選修課程，教

2、授工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的原理、基本概念、技術(shù)分類、應(yīng)用基礎(chǔ)、體系構(gòu)成及涉及的關(guān)鍵技術(shù)等，為智能制造專業(yè)方向其他專業(yè)課程和實驗實踐設(shè)計環(huán)節(jié)建設(shè)打下基礎(chǔ)。課程介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，重點講解Modbus、PROFIBUS、CAN、DeviceNet及CANopen等現(xiàn)場總線技術(shù)，以及EPA、PROFINET、HSE、Ethernet/IP及Modbus TCP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，并結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)中的智能制造應(yīng)用案例和實驗內(nèi)容，對學(xué)生的實際動手能力、獨立思考能力、創(chuàng)新思維能力和綜合運用能力進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練。Course description: The course of "industrial n

3、etwork principle and application" is an elective course for professional direction. It teaches the principles, basic concepts, technical classification, application foundation, system composition and key technology of industrial network, which lays the foundation for the construction of other s

4、pecialized courses and experimental design links in the direction of intelligent manufacturing. The course introduces the current status and development trend of industrial network technology, focusing on field bus technology such as Modbus, PROFIBUS, CAN, DeviceNet and CANopen, as well as industria

5、l Ethernet technology such as EPA, PROFINET, HSE, Ethernet/IP and Modbus TCP, and combining the application cases and experimental contents of Intelligent Manufacturing in industrial production. Training and training of intercourse ability, independent thinking ability, innovative thinking ability a

6、nd comprehensive application ability.1課程內(nèi)容（一）課程教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生了解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場總線的概念、基本特點，系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模式、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信概念、開放式系統(tǒng)互連模型。理解物理層以及總線器件工作原理，理解工業(yè)以太網(wǎng)的實時通信技術(shù)，控制器工作原理。掌握Modbus、PROFIBUS、CAN、DeviceNet及CANopen等現(xiàn)場總線技術(shù)，以及EPA、PROFINET、HSE、Ethernet/IP及Modbus TCP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和通信方案。培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的實際動手能力、獨立思考能力、創(chuàng)新思維能力和綜合運用能

7、力進(jìn)行。本課程對學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求有如下貢獻(xiàn)：1. 具有解決復(fù)雜機(jī)械工程問題所需的機(jī)械設(shè)計、制造及電液控制基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用能力。(畢業(yè)要求1-3) 2. 針對復(fù)雜機(jī)械工程問題，能夠正確選擇和使用相關(guān)現(xiàn)代工具獲取所需要的文獻(xiàn)資料。(畢業(yè)要求5-1)3. 能夠開發(fā)用于解決復(fù)雜機(jī)械工程問題所需要的現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具。(畢業(yè)要求5-2)（二）教學(xué)內(nèi)容 第一章緒論教學(xué)目的：了解本課程的基本內(nèi)容，了解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念分類，發(fā)展趨勢以及在智能制造等專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和作用。教學(xué)重點：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用和技術(shù)路線。教學(xué)難點：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與常見互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別。相應(yīng)畢業(yè)要求：1-3，5-1教學(xué)內(nèi)容：工業(yè)自動控制系統(tǒng)概念、

8、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)特點現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程、工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展歷程、常用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)介紹及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。第二章通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)目的：掌握數(shù)據(jù)通信的基本概念基本知識，掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念、互連設(shè)備、互聯(lián)技術(shù)、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及模型。教學(xué)重點：數(shù)據(jù)通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。教學(xué)難點：數(shù)據(jù)通信技術(shù)編解碼和傳輸機(jī)制，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連及傳送的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備及典型模型。相應(yīng)畢業(yè)要求：1-3，5-1，5-2教學(xué)內(nèi)容：數(shù)據(jù)通信技術(shù)概述、系統(tǒng)組成、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)編碼技術(shù)、傳輸差錯及其檢測；網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備、通信傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、訪問控制方式、控制網(wǎng)絡(luò)

9、的通信模型。學(xué)時分配：課堂教學(xué)4學(xué)時。第三章Modbus現(xiàn)場總線教學(xué)目的：掌握Modbus的概念、定義及通信原理、通信模型；主要傳輸方式及軟硬件知識。教學(xué)重點：掌握Modbus的通信原理、通信模型，RS-232及RS-485接口。教學(xué)難點：Modbus串行鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、傳輸模式、差錯檢驗。相應(yīng)畢業(yè)要求： 5-2教學(xué)內(nèi)容：Modbus的定義、通信模型、通信原理、Modbus物理層RS-232及RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)、Modbus串行鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、傳輸模式、差錯檢驗、協(xié)議編程實現(xiàn)及相關(guān)硬件、軟件的介紹。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。第四章PROFIBUS現(xiàn)場總線教學(xué)目的：掌握PROFIBUS的概念及通信原理

10、、通信模型；主要傳輸方式及軟硬件知識。教學(xué)重點：掌握PROFIBUS的通信原理、通信模型。教學(xué)難點：PROFIBUS鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、通信協(xié)議、系統(tǒng)軟件及設(shè)計。相應(yīng)畢業(yè)要求： 5-2教學(xué)內(nèi)容：PROFIBUS概述、通信參考模型、分類；PROFIBUS-DP的通信協(xié)議、設(shè)備簡介、PROFIBUS-DP系統(tǒng)軟件及設(shè)計。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。 第五章CAN總線教學(xué)目的：掌握CAN總線的概念及通信原理、通信模型；主要傳輸方式及軟硬件知識。教學(xué)重點：掌握CAN總線的通信原理、通信模型、控制器。教學(xué)難點：CAN控制器及軟硬件設(shè)計。相應(yīng)畢業(yè)要求： 5-2教學(xué)內(nèi)容：CAN總線基本概念、通信模型、幀結(jié)構(gòu)、錯誤處理

11、機(jī)制、控制器、收發(fā)器、CAN總線節(jié)點的硬件、軟件設(shè)計。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。第六章DeviceNet現(xiàn)場總線教學(xué)目的：掌握DeviceNet總線的概念及通信原理、通信模型；主要傳輸方式及軟硬件知識。教學(xué)重點：掌握DeviceNet總線的通信原理、通信模型、軟硬件設(shè)計。教學(xué)難點：DeviceNet鏈接及工作過程。相應(yīng)畢業(yè)要求： 5-2教學(xué)內(nèi)容：DeviceNet概述、特性及通信模式模型、設(shè)備對象模型、組態(tài)的數(shù)據(jù)源、連接及工作過程、軟硬件介紹。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。第七章CANopen現(xiàn)場總線教學(xué)目的：掌握CANopen總線的概念及通信原理、通信模型；主要傳輸方式及軟硬件知識。教學(xué)重點：掌

12、握CANopen總線的通信原理、通信模型、系統(tǒng)組態(tài)。教學(xué)難點：CANopen系統(tǒng)設(shè)計。相應(yīng)畢業(yè)要求： 5-2教學(xué)內(nèi)容：CANopen概述、通信模型、設(shè)備簡介、系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用案例。學(xué)時分配：課堂教學(xué)2學(xué)時。第八章工業(yè)以太網(wǎng)教學(xué)目的：掌握工業(yè)以太網(wǎng)概念及基本知識、掌握EPA、PROFINET、HSE、Ethernet/IP及Modbus TCP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和通信方案。教學(xué)重點：掌握工業(yè)以太網(wǎng)的通信原理、通信模型、系統(tǒng)設(shè)計。教學(xué)難點：工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計和通信方案。相應(yīng)畢業(yè)要求：1-3，5-1， 5-2教學(xué)內(nèi)容：工業(yè)以太網(wǎng)概念及基本知識、EPA通信協(xié)議模型及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、PROFINET通信

13、模型及其與其他現(xiàn)場總線系統(tǒng)的集成、HSE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)備間的通信、Ethernet/IP及基于Ethernet/IP的工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)、Modbus TCP應(yīng)用數(shù)據(jù)單元、工業(yè)以太網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)介紹、工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備、軟件、工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用案例。學(xué)時分配：課堂教學(xué)6學(xué)時。總復(fù)習(xí)：2學(xué)時理論課學(xué)時共計：24學(xué)時考核方式本課程課堂理論和實驗兩個環(huán)節(jié)，教學(xué)結(jié)束后安排課程筆試考試。課程總成績由平時成績、實驗成績和期末成績?nèi)糠謽?gòu)成。其中，作業(yè)、出勤、課堂回答問題及課堂紀(jì)律等平時成績占20% ，實驗成績占30%，期末成績占 50% 。 期評成績占比：1.平時成績一（作業(yè)、考勤、課堂討論）占20%2.實驗成績：30%3.期末筆試成績占50%持續(xù)改進(jìn)方法教學(xué)方法采用課堂講授為主，課外自學(xué)、習(xí)題、討論相結(jié)合的方式，使學(xué)生能夠掌握本課程的基本內(nèi)容，要求學(xué)生一定要用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的觀點，掌握基本知識，特別要注意在實際工業(yè)控制系統(tǒng)中進(jìn)行深化學(xué)習(xí)。對于理論問題，要融會貫通；對于方法問題要結(jié)合實際牢固掌握。另外安排學(xué)生適當(dāng)參閱參考書籍和論文，不但要掌握本課程所學(xué)內(nèi)容，還要