现场总线复习题及答案文档格式.docx
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27、DDE通信功能包括：
启动、停止、推动、执行、终止。
判断题（40题）
1.在CAN总线中，发出报文的节点称为报文发送器，如果总线不处于空闲状态，一个不是报文发送器的接点称为接收器。
（√）
2.现场总线之所以具有较高的测控性能，一是得益于仪表的智能化，二是得益于设备的通信化。
3.同轴电缆按阻抗可以分为两种，50欧姆的同轴电缆也成为宽带同轴电缆。
（╳）
4.EtherNet/IP提供“隐式”和“显式”方式对网络设备中的数据进行访问和控制。
5.CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，本质上属于以事件触发的通信方式，具有某种程度的非确定性。
（√）
6.在Profibus中，SFC14用于数据解包，而SFC15用于数据打包。
7.Profibus的通信参考模型中包括物理层，数据链路层，应用层，网络层。
（╳）
8.Profibus从站不仅可以是ET200系列的远程I/O站，还可以是一些智能从站。
9.异步传输是将若干个字符组合起来一起进行传输，这些组合起来的字符被称为数据帧。
10.在对本质安全设备和安全栅进行认证时，不需要对电压、电流、功率这些实体参数做出说明。
11.CSMA/CD网络中，各工作站处于平等地位，不需要集中控制，不提供优先级控制。
12.通常安全栅装在安全区，如果装在危险区，一定不要安装在带有防火密封的防火型外壳里。
13.网关不仅是一个物理接口转换器，还必须具有通信协议转换功能。
14.异步传输是USB总线的数据传输方式的一种。
15.CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，本质上属于以事件触发的通信方式，具有某种程度的非确定性。
16.CP342-5可以同时作为主站和从站。
17.CSMA/CD在发送之前要先侦听线路有无数据在发送，以后在数据发送过程中就不需要判断有无冲突存在了。
18.数据同步属于网络传输介质的访问控制方式。
19.幅值键控、频移键控和相移键控是模拟数据编码的三种方式。
20.在常用的传输介质中，双绞线的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。
21.在TCP/IP参考模型中TCP协议工作在传输层。
22.光纤分为单模和多模两种类型，其传输原理都是基于光的全反射。
23.CSMA/CD网络中，各工作站处于平等地位，不需要集中控制，不提供优先级控制。
24.信号的传输方式可以有多种方式，但半双工只允许向某一个方向传输。
25.功能接收输入并执行其算法以产生输出，并行执行方式是其中一种执行方式。
26.现场总线控制系统的网络结构向简单化发展。
27.在网络中，数据有两种传输方式，即基带传输和宽带传输。
28.FF网段上连接的现场设备有两种，一种是总线供电式，另一种是单独供电式。
29.RS-232C接口的电平信号较低，不易损坏接口电路的芯片。
30.DeviceNet切断网络即可移除节点。
31.数据链路层包括逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC）。
32.CIP网络功能强大、灵活性强，并具有良好的实时性，确定性。
33.ControlNet只支持一种通信波特率，即5Mbps。
34.EPA是用于工业测量与控制系统的以太网技术，是中国第一个被国际认可和接收的工业自动化领域的标准。
35.CGI是一段运行在Web服务器上的程序，可以是可执行文件，也可以是脚本文件。
36.现场总线电缆分为A、B、C、D等类型，B型是符合IEC/ISA物理层一致测试的首选电缆。
37.在远程帧发送/接收时，其发送/接收的数据字节数目为0.（√）
38.工业自动化网络控制系统只是一个完成数据传输的通信系统。
39.采用大容量服务器可以在工业以太网的使用中缓解其通信不确定性弊端。
40.在TCP/IP参考模型中TCP协议工作在传输层。
解答题（17题）
1．某企业想要建设工业以太网，其现场设备包括ProfibusDP的设备、模拟数字信号的采集、设备的流程控制等，按照工业以太网的三层网络标准，请列出主要的设备及其功能。
答：
网络中主要包括以下设备：
控制或设计用计算机、交换机、网关等。
其功能如下：
（1）计算机，主要用来实现企业管理层的决策、网络的组态及维护，生产设备的日常调度及控制等。
（2）网关，主要实现以太网协议与Profibus协议的转换，方便不同协议的网络实现互联，最张实现数据的共享等。
（3）交换机，是以太网组建的主要硬件载体，其功能是实现网络上各设备间的数据链路功能。
2.某公司采用一条租用专线（Leasedline）与在外地的分公司相连，使用的Modem的数据传输率为2400bps，现有数据12×
106字节，若以异步方式传送，不加校验位，1位停止位，则最少需要多少时间（以秒为单位）才能传输完毕？
（设数据信号在线路上的传播延迟时间忽略不计）。
解：
以异步方式传输一个字节数据，需加1位起始位，一位停止位，实际需传送10位。
12×
106×
10/2400=5.3（秒）
即最少需5.3秒才能传输完毕。
3.用速率为2400bps的调制解调器（无校验位，一位停止位），30秒内最多能传输多少个汉字（一个汉字为两个字节）。
（1）30秒传输位数
（2）每个汉字传输位数
（3）30秒传输的汉字数
（1）30秒传输位数：
2400×
30=72000位
（2）每个汉字传输位数：
（8＋1＋l）×
2=20位
（3）30秒传输的汉字数：
72000÷
20=3600个
4.某企业想要建设工业以太网，如果利用S5兼容通信中的TCP方式，请选择相应的软硬件为其进行硬件组态。
选择的硬件包括：
（1）CPU
（2）CP343-1IT/CP343-1
（3）PC（带网卡）
软件为STEP7。
步骤：
（1）创建项目后，插入相应的硬件；
（2）对313C-2DP组态，设置相应的参数；
（3）插入CP343-1，新建以太网，设定其地址和掩码；
（4）配置网络参数。
5.请用图解的形式描绘通信系统的组成,。
6.已知数据传输中发送端的码元序列为01101101B，试求接收端码元序列分别为01101100B和01100011B时的差错码元序列。
当接收端的码元序列为01101100B时的差错码元序列为
当接收端的码元序列为01100011B时的差错码元序列为
7.一个在非危险性区域使用的pa网段由24个从站组成，当下列情况使用时，是决定允许的分支电路的最大长度：
（1）每个分支电路只有一个从站。
每个分支电路只有两个从站。
（2）每个分支电路有4个从站。
从站数分置电路最大线路长度/m主干电路最大长度/m
124301900-24*30=1180
2121201900-24*120=460
461201900-6*120=1180
8.列写出能和profibus-pa从站进行通信的设备种类，并且列写出他们之间的通信类型。
1类从站，2类从站。
与1类从站的交换采用MS1通信，与2类主站的交换采用MS2交换。
9.试画出数字量65H的不归零、归零及差分曼彻斯特编码的信号波形图。
10.试画出数字量BAH的不归零、归零及差分曼彻斯特编码的信号波形图。
BAH转换为二进制是：
10111010B
11.已知信息码m=1011，要生成循环码（8，4），设采用的循环码生成多项式为：
g（x）=x4+x3+x2+1，求生成的循环码。
由题意，信息码为m=1011，对应的多项式为m（x）=x3+x+1
为了获得循环冗余码，将m（x）两边乘以x4，得x4×
m（x）=x4×
（x3+x+1）=x7+x5+x4
利用余式定理，再除以生成多项式g（x），得余式r（x）为r（x）=x3+x+1
于是，循环冗余码所对应的多项式为v（x）=x7+x5+x4+x3+x+1
对应二进制循环冗余码为10111011
12.请列举现场总线的一些应用领域。
楼宇自动化、家庭自动化、智能通信产品、汽车工业、继电保护和电力监控、物流制药、包装、石油化工、钢铁冶金、机器人等
13.网络管理是FF非常重要的一项功能，它主要负责哪些工作？
（1）下载虚拟通信关系表VCRL或表中某个单一条目；
（2）对通信栈组态；
（3）下载链路活动调度表LAS；
（4）运行性能监视；
（5）差错判断监视。
14.请画出单极性非归零码和双极性非归零码典型波形图。
15：
请画出单极性:
归零码和双极性归零码典型波形图。
16：
试画出SJA1000初始化流程。
17．介绍CAN总线位的数值表示，并说明任意两点间的最大距离。
图1总线位的数值表示
位速率bps
1M
500K
250K
125K
100K
50K
20K
10K
5K
最大距离
40m
130m
270m
530m
620m
1.3km
3.3km
6.7km
10km
第一章现场总线技术概述
1.自动控制系统的发展经历了哪几个阶段？
大致经历了四个发展阶段，具体如下：
20世纪50年代以前是模拟仪表控制系统；
直接数字控制系统；
70年代中期出现集散控制系统；
90年代后期现场总线控制系统。
2.DCS控制系统的结构包括哪几部分？
包括三部分：
分散过程控制装置部分，操作管理装置部分，通信系统部分
3.现场总线的基本定义？
现场总线（Fieldbus）：
是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备（例如，变送器、执行器、控制器）与高层设备（例如主机、网关、人机接口设备）之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。
5.
现场总线控制系统的技术特点。
1.开放性；
2.全数字化；
3.双向通信；
4.互可操作性与互用性；
5.现场设备的智能化与功能自治性
6.系统结构的高度分散性
7.对现场环境的适应性
6.FCS相对于DCS具有哪些优越性？
1．FCS实现全数字化通信
2．FCS实现彻底的全分散式控制
3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作
4．FCS增强系统的可靠性、可维护性
5．FCS降低系统工程成本
7.
分析现场总线的现状，展望其发展前景。
第二章数据通信基础与网络互联
1.何谓现场总线的主设备、从设备？
可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”，又称命令者。
不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备（busslaver），也称基本设备。
2.总线操作过程的内容是什么？
总线上命令者与响应者之间的连结→数据传送→脱开，这一操作序列称为一次总线“交易”（transaction），或者叫做一次总线操作。
3.寻址方式有几种？
物理寻址
逻辑寻址
广播寻址
4.通信系统由哪几部分组成?
各自具有什么功能?
通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。
它一般由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部分组成。
信息源和接收者是信息的产生者和使用者
发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。
传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经媒介。
它可以是无线的，也可以是有线的（包括光纤）。
有线和无线均有多种传输媒介，如电磁波、红外线为无线传输介质，各种电缆、光缆、双绞线等为有线传输介质。
接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等。
它的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。
5.通信方式按照信息的传输方向分为哪几种?
单工（simplex）方式；
半双工（Halfduplex）方式；
全双工（Fullduplex）方式
6.通信的传输模式分为哪几种?
基带传输
载波（带）传输
宽带传输
异步转移模式ATM
7.在载带传输中有哪几种常用的数据表示方法？
调幅方式、调频方式、调幅方式
8.在数据通讯系统中，通常采用哪几种数据交换方式?
线路交换方式
报文交换方式
报文分组交换方式
9.比较通信系统中的几种拓扑结构。
星型结构：
在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。
中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。
环型结构：
通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。
中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。
链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。
总线型结构：
在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。
一个站发送数据，所有其它站都能接收。
10.
介质访问控制方式主要有哪两种?
说明各自的含义。
1.CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）。
载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。
一个站要发送，首先需监听总线，以决定介质上是否存在其他站的发送信号。
如果介质是空闲的，则可以发送。
如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
2.令牌访问控制方式。
令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌（Token）的方法。
谁得到令牌，谁才有发报权。
11.什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？
举出几个例子。
具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。
例如限位开关、感应开关等各类开关；
条形码阅读器；
光电传感器；
温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器；
可编程逻辑控制器PLC；
PID等数字控制器；
各种数据采集装置等。
12.现场控制网络完成哪些通信任务？
1.将现场运行的各种信息（现场设备的运行参数、状态以及故障信息等）传送到远离现场的控制室；
2.又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场的测量控制现场设备中；
3.现场级控制设备之间数据联系与沟通；
4.还要在与操作终端、上层管理网络的数据连接和信息共享中发挥作用。
13.ISO/OSI参考模型为哪7层？
各层的主要功能是什么？
ISO/OSI的7层参考模型包括：
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
物理层（physicallayer）主要是处理机械的、电气的和过程的接口，以及物理层下的物理传输介质等问题。
数据链路层（datalinklayer）的主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。
网络层（networklayer）关系到子网的运行控制，其中一个关键问题是确定分组从源端到目的端如何选择路由。
传输层（transportlayer）的基本功能是从会话层接收数据，并且在必要时把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。
会话层（Sessionlayer）允许不同机器上的用户建立会话（session）关系。
表示层
（presentationlayer）完成某些特定功能，例如用一种大家一致同意的标准方法对数据编码。
应用层
（applicationlayer）包含大量人们普遍需要的协议。
14.常用的网络互联设备有哪些？
各自对应OSI参考模型的哪一层？
1.物理层使用中继器（Repeater），通过复制位信号延伸网段长度
2.数据链路层使用网桥（bridge），在局域网之间存储或转发数据帧
3.网络层使用路由器（Router）在不同网络间存储转发分组信号
4.传输层及传输层以上，使用网关（gateway）进行协议转换，提供更高层次的接口
第三章PROFIBUS总线
1、PROFIBUS由哪三个兼容部分组成？
各自应用的行业有哪些？
2、PROFIBUS-PA、DP、FMS通信模型包括哪几层？
PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加了用户层。
6、PROFIBUS的总线存取控制机制是什么？
主站之间采用令牌总线机制，主站与从站之间采用主从机制。
7、PROFIBUS-DP的主要功能是什么？
1）DP主站和DP从站间的循环用户数据传输;
2）各DP从站的动态激活和撤消;
3）DP从站组态的检查;
4）强大的诊断功能，三级诊断信息;
5）输人或输出的同步;
6）通过总线给DP从站赋予地址;
7）通过总线对DP主站（DPM1）进行配置;
8）每个DP从站最大为246字节的输人和输出数据。
8、PROFIBUS控制系统有哪几部分组成？
（5、一类主站、二类主站包括哪些设备？
）
1．一类主站
一类主站指PLC、PC或可做一类主站的控制器。
一类主站完成总线通信与管理。
2．二类主站
二类主站指操作员工作站（如PC机加图形监控软件）、编程器、操作员接口等。
完成各站点的数据读写、系统配置、故障诊断等。
3．从站
（1）分散式I/O
（2）PLC（3）驱动器、传感器、执行机构等现场设备
9、简述RS-485传输技术的基本特征。
网络拓扑：
线性总线，两端有有源的总线终端电阻；
传输速率：
9.6kbit/s—12Mbit/s；
介质：
屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）；
站点数：
每段32站（无中继），127站（有中继）；
插头连接：
9针D型插头
第五章监控组态软件的功能和使用
1.
组态及组态软件的概念
使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的目的。
开发商事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产若干种规格的硬件模块（如I/O模块、通信模块、控制模块），然后，再根据用户的要求在软件平台上进行二次开发以及硬件模块的连接。
这种软件的二次开发工作就称为“组态”，相应的软件开发平台就称为“监控组态软件”，简称“组态软件”。
2.监控组态软件主要解决哪些问题?
（1）如何与采集、控制设备间进行数据交换；
（2）使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；
（3）处理数据报警及系统报警；
（4）存储历史数据并支持历史数据的查询；
（5）各类报表的生成和打印输出；
（6）为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；
（7）最终生成的应用系统运行稳定可靠；
（8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
第六章基金会现场总线（FF）
FF总线特点。
可以工作在生产现场，并能适应本质安全防爆的要求，还可以通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。
传输速率的典型值为31.25kbit/s。
2.
基金会现场总线通信模型只具备ISO/OSI参考模型中的哪几层？
它们各自的作用是什么？
基金会现场总线的参考模型只具备了ISO/OSI参考模型七层中的三层，即物理层、数据链路层和应用层，并在原有ISO/OSI参考模型第七层应用层之上增加了用户层。
物理层规定了信号如何发送;
数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信;
应用层则规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式。
用户层则用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备描述，实现网络管理、系统管理等。
3.何谓FF现场总线的通信栈？
FF总线的参考模型中的数据链路层和应用层统称为通信栈。
4.按照各部分在物理设备中要完成的功能可分为三大部分：
通信实体、系统管理内核、功能块应用进程。
5.物理层被分为哪两层？
媒体相关子层和媒体无关子层。
6.
FF总线的信号由哪几种信号编码组成？
协议报文编码、前导码、帧前定界码、帧结束码。
FF总线通信设备类型按照各自的通信能力分为哪三类？
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