工业控制网络理论与技术 张国钧

一、 课程基本情况

课程编号 课程名称 课程类别 课程学时及其分配 课内总学时 40 s081121 开课学期 一学年二学期 学分 2 工业控制网络理论与技术 专业选修课 课内学时分配 34 第一章 4学时 第二章 8学时 第三章 4学时 第四章 8学时 第五章 2学时 第六章 8学时 实验及 仿真学时分配 6 第七章 3学时 第八章 1学时 第九章 2学时 教学方式 第一章---第六章 多媒体授课 第七章----第九章 多媒体与实际系统演示体与实际模拟系统演示 考核方式 课题报告或试卷试题 课题报告的内容为：同学分组，各组间分别选用CC-Lingk，PROFIBUS，MOD BUS，device NET等独立设计一个具体的工业控制网络 教材与参考文献 现场总线工业网络控制技术，现代可编程控制器网络通信技术，S7-300/S7-400通信技术，CC-Link手册，device NET、control NET通信手册 MOD bus 手册，PDA、QDR使用说明

二、 课程内容简介

1、 介绍计算机网络和通信的基本概念 2、 介绍工厂自动化网络的基本概念

3、 介绍CAN总线的性能特点，通信协议，技术规范和组网的方法

4、 重点介绍工厂目前使用最为广泛的PLC的几种网络结构、通信协议、编程和组

态方法。

5、 介绍PLC网络中的上位管理计算机的几种组态软件（操作人机界面和管理数据

报表软件）

6、 介绍工业现场总线网络的安全与冗余问题

7、 介绍高速现场总线网络数据采集系统PDA和产品质量跟踪管理系统QDR

三、 课程教学大纲

第一章

概述

1.1 计算机网络的形成与发展 1.2 计算机网络中的基本概念 1.3 工业自动化的发展与现场总线 1.4 几种主要的现场总线 第二章

数据通信基础

2.1 数据通信的基本概念 2.2 数据的编码技术

2.3 数据的基带传输与频带传输 2.4 数据的通信方式 2.5 数据交换技术 2.6 数据传输介质 2.7 信道共享 2.8 差错控制技术 第三章

计算机网络体系结构与协议

3.1 OSI-RM参考模型 3.2 物理层与物理接口协议 3.3 数据链路层 3.4 网络层 3.5 传输层 3.6 高层协议 3.7 网络互连

3.8 现场总线的网络通信模型 第四章

控制器局域网 CAN

4.1 CAN的性能特点

4.2 CAN的技术规范 4.3 CAN组网 第五章

PLC的通信与网络

5.1 PLC控制网络的基本特点与通信功能 5.2 工厂自动化系统网络 5.3 工业以太网 5.4 MPI网 第六章

PROFIBUS通信网络

6.1 PROFIBUS物理层 6.2 PROFIBUS的通信协议 6.3 PROFIBUS的网络部件

6.4 利用STEP7组态PROFIBUS-DP通信网络

6.5 系统功能与系统功能块在PROFIBUS通信中的应用 第七章

其他几种主要PLC网络

7.1 FX N:N 网络的硬件结构的选型与通信的编程方法 7.2 FX N:N 网络的应用举例

7.3 FX CC-LINK网络硬件结构的选型与通信的编程方法 7.4 FX CC-LINK网络的应用举例 7.5 DEVICE NET 与CONTROL NET 7.6 DEVICE NET 与CONTROL NET应用举例 7.7 MOD BUS 第八章 第九章

PROFIBUS应用举例 工业网络的上位机与监控系统

9.1 Win CC 9.2 组态王 9.3 IFIX 9.4 Intach 9.5 应用举例

9.6 上位管理计算机的可靠性与应对措施

第十章

高速数据采集IBA系统

10.1 一种现场总线高速网络数据采集系统PDA

10.2 建立在PDA基础上的工业产品质量跟踪管理系统QDR

四、 课程知识单元与知识点