现场总线郭琼习题答案.docx

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现场总线郭琼习题答案

现场总线郭琼习题答案

案》

安徽机电职业技术学院电气工程

作者：

卡尔二毛

系

第一章:

1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系

统？

答：

共5代。

1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS）

2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？

答：

结构由：

计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。

工作过程：

计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。

3.计算机在DDC控制系统中起什么作用?

答：

完成对生产过程的自动控制、运行参数监视

4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？

答：

输入通道作用：

用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。

输出通道作用：

用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。

5•计算机的软件包括哪两大类？

各起什么作

用？

答：

用户软件和系统软件。

用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。

6•什么是集散控制系统？

其基本设计思想是什

么？

答：

集散控制系统：

由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。

核心思想：

集中管理、分散控制

7•简述集散控制系统的层次结构及各层次所起

的作用？

答：

层次结构：

分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；

分散过程控制级作用：

完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。

集中操作监控级作用：

了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。

综合信息管理级作用：

监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。

8.生产过程包括哪些装置？

答:

PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。

9•什么是现场总线？

现场总线有哪些特点？

答：

现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术特点：

开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。

10.现场总线的本质含义表现在哪些方面？

答：

现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络

11.比较集散控制系统（DCS）与现场总线控制系统（FCS）的优缺点？

答：

在信号类型上：

DCS有模拟信号和数字信号两种，而FCS只有数字信号，在抗干扰方面较DCS好。

在状态监控上：

DCS不能了解模拟仪表的工作状况，不能对其进行参数调整，且没有自诊断功能；FCS能实现远程监控、参数调节、自诊断等功能。

在开放性上：

DCS大部分技术参数由制造厂自定，导致不同品牌的设备和仪表无法呼唤；FCS

通信协议公开，用户可自主进行设备选型、设备互换、系统配置等等

12.常用现场总线有哪些？

它们各有什么特点？

答：

FFProfibusLonWorksCC-Link

Modbus

特点：

FF:

采用ISO/OSI参考模型的简化模型。

只具备其中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层。

FF分低速H1和高速H2两种通信速率。

Profibus:

采用了ISO/OSI模型中的3层，，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层，由.Profibus-DP/Profibus-PA/Profibus-FMS这3各版本组成。

Profibus采取主站之间令牌传递方式和主、从站之间的主-从通信方式。

LonWorks:

采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议，并采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。

13•归纳现场总线技术的现状，并展望其发展趋势？

答：

此题略。

14.你认为现场总线对自动控制系统会产生怎样的影响？

答：

影响主要体现在以下几个方面：

1•现场总线控制系统信号类型2.自动控制系统的体系结构3•自动控制系统的产品结构4•现场总线为实现企业综合自动化提供了基础5.现场总线技术打破了传统垄断。

15.谈谈你对现场总线的理解和看法。

答：

暂且不谈论现场总线，谈论一下王喜的为人。

我感觉这个年轻人不错，祝他在以后的道路上更加给力！

（瞎扯淡---哈哈）

第二章：

1.什么是总线？

总线主设备和从设备各起什么作用？

答：

总线是多个系统功能部件之间传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。

主设备：

能够在总线上发起信息传输的设备，具备在总线上主动发起通信的能力；

从设备：

挂接在总线上、不能再总线上主动发起通信，只能对总线信息接收查询的设备。

2.总线上的控制信号有哪几种？

各起什么作

用？

答:

3种。

1.控制设备的动作与状态2.改变总线操作方式3.表明地址和数据的含义。

作用：

1.完成诸如设备清零、初始化、启动和停止等所规定的操作；

2.改变数据流的方向，选择数据字段和字节等；

3.对于地址，可以用指定某一地址空间或表现出现了广播操作；对于数据，可以用于指定它能否转译成辅助地址或命令。

3.总线的寻址方式有哪些？

各有什么特点？

答：

3种。

1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。

特点：

1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。

2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。

3.用于选择多个响应者。

4•数据通信系统由哪些设备组成？

各起什么作

用？

答：

5部分。

1•信息源2•发送设备3•传输介质4接收设备5•信息接受者

作用：

1.把各种消息转换成原始电信号；

2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；

3.传输信号的媒介

4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。

5.将复原的原始信号转换成相应的消息。

5.试举例说明数据和信息的区别？

答：

数据时信息的载体，它是信息的表示形式，单独的数据并没有实际的含义，但如果把数据按一定规则、形式组织起来，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息，即信息是对数据的解释。

举例：

字符“你”、“一”、“好”、“个”、“人”、“是”6个字符数据，无规则并无实际意义，

而按照一定规则排出“你是一个好人”则具有实际意义，这就是信息。

6.什么是数据传输率？

它的单位是什么？

答：

单位时间内传送的数据量。

单位有比特率S和波特率B

7.试比较串行通信和并行通信的优缺点？

答：

串行通信缺点：

传输速度较慢

优点：

传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；

并行通信缺点：

若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。

优点：

传送数据速度很快，传输效率高，

8.什么是异步传输？

什么是同步传输？

各用于什么场合？

答：

异步传输：

串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。

同步传输：

串行通信的一种，在通信中发送方和接收方保持同步，即时钟频率相同。

异步传输主要应用于中、低速数据通信；同步传输主要应用于高速通信。

9•串行通信接口标准有哪些？

试分别阐述其电

气特性？

答:

1.RS-232C通信接口、2.RS-422A通信接口、3.RS-485通信接口。

电气特性：

1•其中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系，电气接口采用单端驱动、单端接收电路，容易受到公共底线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。

2•由于RS-422A采用差动发送，差动接收的工作方式并使用+5V电源，因此通信速率、通信距离、抗共模干扰等方面较RS-232C

接口有较大的提高。

3.RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6V）表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（2~6V）表示。

10•工业通信网络有几种拓扑结构?

答：

星形、环形、总线型

11•试分析总线型拓扑结构的优缺点？

答：

优点：

连接布线简单，容易扩充，成本低廉,而且某个节点一旦失效也不会影响其他节点的通信，

缺点：

端用户发送数据时可能出现冲突。

12.常用网络控制方法有哪几种？

答：

令牌方式、争用方式、主从方式

13•试阐述以令牌传递方式发送数据和接收数据的过程？

答：

此题略。

14.在CSMA/CD中，什么情况会发生信息冲突？

如何解决？

答如果两个以上的节点同时发送信息就会产生线路冲突即发生信息冲突。

解决：

每个站在发送数据帧前，首先要进行

载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧，每个站必须有能力随时监测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，然后随机延时一段时间

后，再重新争用介质，重发送帧。

15•通常使用的数据交换技术有几种？

各有什么

优缺点？

答：

3种。

1•线路交换方式2•报文交换方式3•分组交换方式

特点：

1.优点：

数据传输迅速可靠，并能保持原有序列。

缺点：

一旦通信双方占有通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。

适用于时间要求高、且连续的批量数据传输。

2.优点：

交换数据效率高，信道可以复用且需要时才分配信道，可以方便地把报文发送到多个目的节点。

缺点：

延时长，不能满足实时交互式的通信要求，有时节点收到的报文太多，以致不得不丢弃或阻止某些报文，对中继器的存储容量要求较高。

3.优点：

转发延时短，数据传输灵活。

缺点：

目的节点要对分组进行重组，增加了系统的复杂性。

16.曼彻斯特波形的跳变有几次含义？

答：

这个跳变即做时钟信号，又作为数据信号。

含义为：

从高到低的跳变表示“1”，从低到高的跳变表示“0”。

17.有一比特流10101101011画出它的不归零码波形和曼彻斯特波形和差分曼彻斯特波形？

18.什么是差错控制？

列举几种基本的差错控制方式？

答：

差错控制是指在数据通信过程中发现或纠正差错，并把差错限制在尽可能小的、允许的范围内而采用的技术和方法。

女口：

奇偶校验码、二维奇偶监督码、恒比码、

汉明码。

19.简要说明光缆传输信号的基本原理？

答：

将发送信号通过光电转换器变成光信号，利用光学原理的全反射，使光在光缆中传输到达目的地。

20•采用光缆传输数据有哪些优势？

答：

抗干扰性好、具有更宽的带宽和更高的传输速率、衰减少，无中继器时传输距离远。

21•试比较双绞电缆和同轴电缆的传输性能？

答：

双绞线可以传输模拟信号又可传输数字信号，同轴电缆50号的电缆用于数字传输，75号的电缆用于模拟传输。

双绞线与其他传输介质相比，在数据传输速度、传输距离受到一定限制，同轴电缆的数据传输速度、传输距离优于双绞线。

22•为什么引进ISO/OSI参考模型？

它能解决什么问题？

答：

为了实现不同设备之间的互联与通信，试图使各种计算机在世界范围内互联为网络的标准框架。

故引进ISO/OSI参考模型。

解决：

指导生产厂家和用户共同遵循的规范，任何人均可免费使用，它是一个在制定标准时所使用的概念性框架，设计者可根据这一框架，设计出符合各自特点的网络。

23.对ISO/OSI参考模型划分层次的原则是什么？

答：

原则是：

问题的层次和逻辑的叠套关系。

24.简述ISO/OSI7层模型的结构和每一层的作用？

答：

共7层。

1.物理层2.数据链路层3.网络层4传输层5.会话层6.表示层7.应用层

作用：

1.开放系统的基础，负责设备间接收和发送比特流，提供为建立、维护和释放物理