现场总线试题教学文稿

现场总线试题

1. 现在各种总线及标准不下二百种，其中 PROFIBUS现场总线、 FF现场总

线、 LONWORKS总线、 __ WorldFip现场总线、P-NET现场总线_ 等是具有一定影响和己占有一定市场份额的总线。

2．PROFIBUS 协议结构是以开放式系统互联网络为参考模型，该模型共有七层，PROFIBUS—DP定义了其中的_第一、二层和用户接口____。

3．利用OLM模块进行网络拓朴可分为三种方式_总线型、_星型 __、冗余环型 _ 。

4．有多种电源模块可以为S7-300 PLC和需要24V直流的传感器/执行器供电,如:PS305电源模块是直流供电, PS307电源模块是交流供电。

5．每个数字量模块的地址寄存器自动按__4 个字节分配,不管实际的I/O点数是否与之相同。

6．工厂自动化网络的分层结构为_现场设备层、车间监控层和_工厂管理层__三个层次。

7．OPT只适合连接__1__个无光纤接口的PROFIBUS站点到集成光纤接口的光纤网上,OBT是一个_有源的网络元件, 在网段里也是一个站点。8．PROFIBUS-DP系统行为有停止、清除、运行三种状态。

9.STEP7块的类型有组织块 ,功能 , 功能块 , 背景数据块、共享数据块

以及系统功能和系统功能块

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10.PROFINET支持下列三种通信方式 TCP/IP标准通讯 , 实时（RT）通讯 ,

同步实时（IRT）通讯。

11.STEP7中的数据类型分为三类基本数据类型 , 复杂数据类型和参数数据

类型。

12.PROFIBUS-DP系统可包括第一类DP主站设备 , 第二类DP主站设备 ,

DP从站设备三种不同设备

13.PROFIBUS-DP是一种现场级主从循环的通信, 用于自动控制系统和分

散的现场设备的通信, 可取代 24V DC 或 4—20mA 信号传输

14.PROFINET由PROFIBUS国际组织推出, 是新一代基于工业以太网的自

动化总线标准. PROFINET主要有两种应用方式 CBA 适合模块化分布式的应用;

I/O 适合分布式智能站点之间通信的应用

15.一个S7-300站最多可以有一个主机架和三个扩展机架

16.RS-485传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术, 常称为H2, 采用的电缆

是屏蔽双绞线

17. RS485 , IEC1158-2 ,和光纤是PROFIBUS提供的三种数据传输类型

18.西门子PLC有三种类型的启动模式暖启动 , 冷启动和热启动

19.FC和FB的临时变量储存在系统的本地数据堆栈中, 当FC或FB调用完

毕后, 这些变量空间就会被释放126 , 因此临时变量仅在FC或FB调用期

间有效

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20.PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统, 在同一总线上最多可连接

126 个站点. 单主站系统总线运行阶段, 总线上只有 1 个活动主站, 多主站系统总线运行阶段,总线上有多个主站

21、多主系统中，主站必须得到响应才能和其从站进行通信。

22、现场总线PROFIBUS通常采用双绞线作为传输介质,在电磁干扰很大的

环境下,可使用_光纤_。

23、仅有一个主站和它的从站进行通信的PROFIBUS系统称为单主系统。

24、主站发送输出同步命令后，所编址的从站输出数据锁定在当前状态下。

25、PROFIBUS－DP采用可变速率,从 9.6kbps 到__12Mbps_，PROFIBUS

－PA采用__固定__速率，为 32.15kbps 。

26、PROFIBUS－DP采用三级诊断，分别为本站诊断、模块诊断、通道诊断。

27、PROFIBUS－PA段与PROFIBUS－DP段之间可通过___段耦合器___或_

连接器__连接。PROFIBUS－PA可以通过总线__接口___和数据传送，可在 DP网络中使用。

22．现场总线PROFIBUS决定数据通信的是( C )。

A．智能从站 B．DP从站

C．主站 D．中继器

23、PROFIBUS-PA总线两端各有一个（ C ）

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A、串联的总线终端电阻

B、并联的RC元件

C、无源的总线终端器

D、有源的总线终端器

24、MBP数据传输技术可以用于（ D ）

A、PROFIBUS-DP

B、PROFIBUS-PA

C、PROFIBUS-FMS

D、三种都行

25、S7-300CPU最多可以扩展到（ A ）个模板。

A、8

B、16

C、32

D、64

26、主站发送同步命令后,将所编址的( A )锁定在当前状态下。

A.从站的输出数据

B.从站的输入数据

C.主站的输出数据

D.主站的输入数据

27. 西门子PLC有三种类型的启动模式,但S7 300CPU不具有( B )。

A .暖启动 B.热启动 C.冷启动 D.暖启动、冷启动和热启动

28. PROFIBUS-DP采用（ C ）诊断。

A.一级

B.二级

C.三级

D.四级

29. FB有静态变量存储在（ B ）中。

A.本地数据堆栈

B.背景数据块 C．组织块 D.共享数据块

30. 一个多主系统中,下面哪个说法正确( B )。

A.主站与从站之间采用令牌方式

B.主站之间采用令牌方式

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C.主站按降序组成令牌环

D.主站随时可与从站通信

31. RS485 的数据传输采用（ C ）编码。

A. 十进制

B.十六进制

C.NRZ(不归零)

D.曼彻斯特

32. 在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有( B )实时性。

A．相同的 B.更好的 C. 更差的 D.不能判断

33. 主站发送锁定命令后,将( B )锁定在当前状态下。

A.从站的输出数据

B.从站的输入数据

C.主站的输出数据

D.主站的输入数据

34．利用OLM模块（ D ）网络拓朴结构。

A.只支持总线型

B. 只支持冗余环型

C. 只支持星型

D.三种都支持

35.发送同步命令后,将所编址的( A )锁定在当前在的状态下.

A从站的输出数据 B从站的输入数据

C 主站的输出数据 D主站的输入数据

36.一个S7-300在最多可以有一个主机架和( C )扩展机架。

A. 1

B. 2

C. 3 C. 4

37.PROFINET是基于( D )的自动化总线标准。

A. MPI

B. PROFIBUS-DP

C. PROFIBUS-PA

D. 工业以太网技术

38.局部符号可以在( C )使用.

A多个用户程序 B所有块 C.对其进行定义的块 D.OBI

39. PROFIBUS－DP总线两端有（ D ）。

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A．串联的RC元件 B．并联的RC元件

C．无源的总线终端电阻 D．有源的总线终端电阻

40.每个数字量模块的地址寄存器自动按( D )个字节分配.

A1 B.2 C3 D.4

41.背景数据块可以被( D )使用。

A．OB1 B．指定的FB C．指定的FC D．所有块

42.FC和FB的临时变量存储在系统的( C )中。

A．背景数据块 B．组织块 C．本地数据堆栈 D．共享数据块43．PROFIBUS总线每个段上最多可接多少个站（ B ）。

A．16 B．32 C．126 D．127

44．PROFIBUS-DP用了OSI模型中的( D )。

A．第一、二、七层 B．第二、三、七层

Ｃ．第一、二、六层Ｄ．第一、二层和用户接口

45．下面哪个说法不对（ B ）。

A．中继器为信号放大器 B．中继器可实现星型总线结构

C．中继器占用总线地址 D．中继器是总线负数

46．一类主站典型的是（ B ）。

A．编程器 B．中央控制器 C．执行器 D．驱动器47．PROFIBUS-DP总线站地址最大可为（ C ）。

A．16 B．32 C．126 D．64

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3．一类主站典型的是（ B ）。

A．编程器 B．中央控制器

C．执行器 D．驱动器

7．PROFIBUS-DP总线最多可接多少个站( D )。

A．16 B．32

C．64 D．126

8．没有信号再生,中继器最多可扩展至（ B A? ）。

A．3 B．4

C．5 D．6

10．主站和从站之间循环通信采用（ C ）通信。

A．广播 B．有选择广播

C．点对点 D．多点

1、PROFIBUS-DP

profibus-dp是一种高速低成本通讯，用于设备级控制系统与分散式I/O的通讯。使用PROFIBUS-DP可取代4-20MA或24VDC信号传输。2、系统实时性

所谓系统的实用性是指现场设备之间，在最坏情况下完成一次数据交换，系统所能保证的最小时间。简单的说就是现场设备的通信数据更新速

度。

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3、现场设备层

主要功能是连接现场设备，如分散式I/O、传感器、驱动器、执行机构、开关设备等，完成现场设备控制及设备间连锁控制；如一台加工设备控制、一条装配输送线或一条生产线上的现场设备之间的连锁控制。

主站（PLC、PC机或其他控制器）负责总线通信管理及所有从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序储存在主站中，并由主站执行。

4、PROFINET

由profibus国际组织推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

5、现场总线

现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。

6、段耦合器

段藕合器是一个信号转换器，它把RS485信号调制成MBP信号平，反之亦然。从总线协议的观点看这些是透明的。

7.连接器

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连接器有它自己内在的智能，它把与MBP总线段连接的所有现场设备映

象为RS485总线段中的单个从站。当使用连接器时,对RS485总线段中使用的传输速率没有限制,所以使用MBP连接的现场设备也可以实现快速网络。

8、电子设备数据文件(GSD)

GSD是可读的ASCII文本文件，它包含用于通信的通用的和设备专用的规范。每一个登入项描述一个设备支持的特性。借助于关键字，组态工具从GSD读取用于设备组态的设备标识、可调整的参数、相应的数据类型和所允许的界限值。GSD代替以前传统的手册，甚至在组态期间也支持对输入错误和数据一致性的自动检查。

1、什么是现场总线？国际电工委员会IEC61158对现场总线的定义是什么？答：现场总线原本是指现场设备之间公用的信号传输线，后又逐渐被定义为应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。国际电工委员会IEC61158对现场总线（field bus）的定义是：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。

2、请简述现场总线技术的特点

答：

开放性：相关标准的一致性和公开性；系统集成的透明性和开放性；产品竞争

的公正性和公开性。

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交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家的同类设备可以相互替换。

自治性：单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。

适应性：专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。

3、Profibus由那三个子集组成，其技术特点各有哪些？

答： Profibus由Profibus Dp，Profibus FMS 和Profibus PA三个子集组成；Profibus Dp是专为自动控制系统与设备级分散IO之间的通信而设计的，用于分布式控制系统设备间的高速数据传输

Profibus FMS适用于承担车间级通用性数据通信，可提供通信量大的相关服务，完成中等传输速度的周期性和非周期性通信任务。

Profibus PA是专为过程自动化而设计的，采用IEC1158-2中规定的通信规程，适用于安全性要求较高的本质安全应用，及需要总线供电的场合。

4、场总线通信模型有哪些主要特点？

答：

场总线通信模型是对OSI参考模型进行简化，通常只采用OSI模型的第1层和第2层及最高层应用层。目的简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。

各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好应用效果。

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通信数据的信息量较小，因此，相对其他通信网络来说，通信模型相对简单，结构更紧凑，实时性更好，通信速率更快，成本更低。

1、简述PROFIBUS-DP的同步模式

所有编址的从站输出数据锁定在当前状态下，在后继的用户数据传输期间，从站存储接收到的传输数据，但它的输出状态保持不变，直到接收到下一同步名命令时，所存储的输出数据才被发送到外围设备上。用户可通过非同步命令退出同步模式。

2、简述访问过程映像输入输出(I/O)表与直接访问I/O模块的区别

与直接I / 0 访问相比，过程映像访问的优点是在循环程序执行期间，可为CUP提供一致的过程映像信号。在程序执行过程中，当某个输入模块的信号状态更改时，过程映像中的信号状态将被保持，直到图像在下一个周期中被更新。此外，由于过程映像存储在CUP系统存储区中，其访问速度明显快于对信号模块的直接访问。

3、简述影响系统实时性因素

现场总线数据传输速率高具有更好的实时性

数据传输量小系统具有更好的实时性

从站数目少系统具有更好的实时性

主站数据处理速度快使系统具有更好的实时性

单机控制I / 0方式，比现场总线方式要有更好的实时性

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在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有更好的实时性

主站应用程序大小、计算复杂程度也影响系统响应时间

5、简述功能FC和功能块FB的区别

FC和FB都是由用户自己编写的程序模块，可以被其他程序调用。与其他编程语言中的函数相似，FC/FB也带有参数。FC与FB的根本区别在于，FC 不具备自己的储存区，而FB拥有自己的储存区——背景DB，在调用任何一个FB时，都必须制定一个背景DB。

6、简述STEP7中全局符号的区别

全局符号是在用户程序范围内有效地符号，局部符号是仅仅作用在一个块内部

的符号。全局符号的定义位置是符号表，局部符号的定义位置是程序块的变量声

明区。两者在使用字符和使用对象上也有所区别。

7、用PROFIBUS构成自动化控制系统时应考虑哪些问题

项目是否适于使用现场总线技术

系统实时性要求

有无应用先例

采用什么样的系统结构配置

如何与车间自动化系统或全厂自动化系统的连接

8、阐述基于现场总线的自动化系统的主要优点。

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一对N结构

增强了现场级信息集成能力

开放式、互操作性、互换性、可集成性

系统可靠性高、可维护性好

降低了系统及工程成本

9、传统的现场级与车间级控制系统和基于现场总线的现场级与车间级控制系统有什么不同,并画图说明

传统的现场级与车间级控制系统主要特点之一是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一的（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。系统主要缺点：信息集成能力不强，系统不开放、可集成性差、专业性不强，可靠性不易保证，可维护性不高。具体解释看下面：

（1）信息集成能力不强：控制器与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4-20mA模拟量信号或24VDC 等开关量信号并以此监控现场设备。这样，控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。底层数据不全、信息集成能力不强，不能完全满足CIMS系统对底层数据的要求。

（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强：除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接，系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差。这种系统很少留出接口，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，面向行业的监控系统很少。

（3）可靠性不易保证：对于大范围的分布式系统，大量的I/O电缆及敷设施工，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。

（4）可维护性不高：由于现场级设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能，影响了系统的可维护性。

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基于现场总线的控制系统使用一根通信电缆，将所有具有统一的通信协议通信接口的现场设备（智能化、带有通信接口）连接，这样，在设备层传递的不再是I/O （4-20mA/24VDC）信号,而是基于现场总线的数字化通信，由数字化通信网络构成现场级与车间级自动化监控及信息集成系统。增强了现场级信息集成能力，系统为开放式，具有互操作性、互换性、可集成性。系统可靠性高、可维

（1）增强了现场级信息集成能力现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络，它不单纯取代4-20mA信号，还可实现设备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制，还可完成远程参数化工作。

（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性不同厂家产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控系统。

（3）系统可靠性高、可维护性好基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线，对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素。同时，系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，也增强了系统的可维护性。

（4）降低了系统及工程成本对大范围、大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本。

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综合题：

1、现有一个作为主站的PLC、一个分散式I/O、若干个传统设备和若干个

智能设备，

请完成一个PROFIBUS-DP系统，并设监控站（非二类主站）。

该系统的方案是以PLC或控制器做一类主站，监控站通过串口与PLC一对一的连接。这种结构类型，监控站不在PROFIBUS网上，不是

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二类主站，不能直接读取从站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从PLC或控制器中读取。如图3-6所示。

图3-6: 结构类型2

2．请比较下图设备的实时性

（1）1与2之间的配合比3与4之间的配合具有较差实时性。

（2）3与5之间的配合比3与4之间的配合具有相同实时性。

（3）3或4与5之间的实时性是____ 5>3=4_____。

（4）

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计算题：已知信息码m =1011，设采用的循环码生成多项式为：

1)(234+++=x x x x g ，求生成的循环码。答：由题意，信息码为m =1011，对应的多项式为 1)(3++=x x x m

为了获得循环冗余码，将)(x m 两边乘以4x ，得 457344)1()(x x x x x x x m x ++=++?=?

利用余式定理，再除以生成多项式)(x g ，得余式)(x r 为 1)(3++=x x x r

于是，循环冗余码所对应的多项式为

)

对应二进制循环冗余码为 10111011

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