现场总线答案
1.计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？
答：○1.数据采集与处理○2.直接数字控制系统(DDC) 3.监督计算机控制系统(SCC) ○4.集散控制系统(DCS) 5.现场总线控制系统(FCS)
2.什么是现场总线？简述现场总线系统出现的背景？
答：定义：在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线，也被称为控制领域的计算机局域网。
出现背景：20世纪80年代，随着通信网络技术，微型计算机技术的发展，通用或专用的微处理器开始逐步进入测量与控制仪表，使之具有数字计算和数字通信能力。在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程控制计算机之间，实现全数字传输和信息交换，形成各种适应实际需要的控制系统成为一种趋势，现场总线系统正是在背景下出现的。
3.什么是现场总线控制系统？简述现场总线控制系统技术特点。
答：现场总线控制系统是一种新型的网络集成式全分布控制系统。现场总线作为设备的联系纽带，把挂接在总线上的恶、作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并通过组态进一步成为控制系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化以及测、控、管一体化的综合自动化功能。
特点：具有较高的性能价格比、原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行、标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力。
4.简述FCS与DCS的区别？FCS有何优缺点？
答：区别: FCS彻底分散，从根本上改变了集中与分散相结合的DCS结构；适应各种环境；经济性，相对于DCS系统系统成本降低了很多。
FCS的优点：（1）开放性（2）互可操作与互换性（3）设备智能化（4）彻底分散（5）现场总线的适应性（6）系统可靠性（7）信息一致性（8）经济性（9）易于安装和维护
缺点：互连、互通、互操作以及实时性问题很难解决，到目前没有一个统一的、开放的现场总线国际标准。
5.按照数据通信的宽度分类现场总线有几种？Profibus属于哪一类？
答：4种，位传输现场总线，设备现场总线，狭义现场总线，工业以太网。属于设备现场总线。6.现场总线国际标准由谁制定？目前有哪些标准？
答：国际电工委员会和国际标准化组织。标准有IEC61158、IEC62026和CAN
7.为什么没有统一的现场总线国际标准？目前有哪些因素FCS在工业的推广应用？
答：（1）某些大公司由于早期投入大量资金使得现场总线产品问世较早，一旦国际标准与其技术不符，其投入的大量资金必然化为乌有，因此他们不得不尽力争取成为国际标准。（2）各种现场总线开发组织都受到国际上一些处于垄断地位的跨国公司的支持，而他们开发的却是打破垄断、全面开放的现场总线，这本身就是一对矛盾。（3）IEC事多极化组织，其代表来自各个国家的一些大公司，根据IEC有关章程，统一的国际组织需要得到75%以上有投票资格国家的赞成。（4）统一的现场总线国际标准之所以难以制定，其技术原因在于使用一种技术方案满足不同用户千差万别的需求，的确是件很难得事，更何况到目前为止，还没有哪种总线在技术上占有绝对优势。
因素：
8.通信系统的基本模型中包含哪几部分？各部分的主要作用是什么？
答：包含信源、发送器、信道、接收器和信宿。信源的作用是将原始信息转换为相应的电信号。发送器的作用是对基带信号进行各种处理和变换。信道的作用是连接发送器和接收器的通信通道。接收器的作用是对接收的信号进行必要的处理和变换，以便恢复相应的基带信号。信宿的作用是接收信息。
9.何谓数据传输模式？常用的传输模式有哪些分类方法？
答：数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的方式。常用的分类方法有:1.并行传输和串行传输 2.异步传输和同步传输 3.单工/半双工/全双工传输 4.基带传输、频带传输和数字数据传输
10.何谓传输媒体？常用的传输媒体有哪些？
答：传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通道。常用的传输媒体有：双绞线、同轴电缆、光缆、地面微波、卫星微波、广播无线电波、红外线。
11.数字数据有哪些编码方法？（FSK/ASK/PSK、NRZ/MANCHESTER）编码原理是什么？
答：编码方式有：不归零码、曼切斯特编码、差分码、差分曼切斯特编码。幅移键制（FSK）原理是用具有一定幅度的载波信号表示“1”，幅度等于0的载波信号表示“0”。频移键制（ASK）的原理是用“0”调制为较低频率的波，“1”调制为较高频率的波。相移键控（PSK）原理是用相邻两波形相位不变传输“0”，相邻两波形相位变化为180°传输“1”。不归零码原理是在一个比特的起始时刻看信号有没有跳变，如果有跳变，低到高或高到底，则表示“1”，无则表示“0”。曼切斯特编码的原理是每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。
12.通信接口特性包含哪四个方面的内容？
答：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
13.RS-232、RS-422、RS-485各有什么特点？
答：RS-232采用不平衡传输方式，即单端通信，其共模抑制能力差，传输距离最大约为15米，最高速率为20kb/s，RS-232是为点对点通讯而设计的，适合本地设备间的通信。RS-422采用差分传输方式，即平衡传输，支持点对多的双向通信，最大传输距离约1219米，最大传输速率为10Mb/s。RS-422需要一终接电阻，阻值约等于传输电缆的特性阻抗，近距离（300米以下）传输时可不需终接电阻。RS-485采用平衡传输方式需要在传输线上接终接电阻，RS-485可以实现点对点通信，也可进行广播式通信。
14.简述IEC61158.2串行通信接口的功能、物理层结构、物理层信号的编码方法。
答：基本功能是为现场总线设备与传输媒体的连接提供机械和电气接口，为现场总线设备对总线的访问提供合乎规范的信号。物理层结构分为媒体相关子层和媒体无关子层。媒体相关子层负责处理导线、电缆、无线媒体等不同传输媒体的信号转换问题；媒体无关子层是上述媒体相关子层与数据链路层之间的接口。编码方法：协议数据编码、前导码、帧前定界码和帧结束码。
15.何谓差错控制？差错控制有哪些控制策略？
答：为提高通信系统的传输质量而提出的有效地检测错误，并纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制。策略有：纠错码策略、检错码策略
17.何谓多路复用？常用的多路复用技术有哪些？
答：就是把多路信号在一条数据链路上进行传输。常用的技术有：频分复用、时分复用
18.何谓网络体系结构？ISO/OSI参考模型包括哪几层？各层的主要功能是什么？
答：我们将计算机网络的各层及协议的集合称为网络的体系结构。包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。物理层主要功能是为上一层（数据链路层）提供一个物理连接，以透明地传送比特流。数据链路层主要功能是负责在两个相邻节点间的链路上，无差错地传送以帧为单位的数据。网络层的主要功能是选择合适的路由和交换节点，透明地向目的节点交付发送节点所发送的分组。传输层主要功能是根据通信子网的特性最佳地利用资源，并以可靠和经济的方式，在两个末端系统之间，透明地传送报文。会话层的主要功能是在两个相互通信的应用进程直接按建立，组织和协调其交互。表示层主要功能是解决用户信息的语法表示问题。应用层主要功能是确定进程之间通信的性质以满足用户的需要；负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配。
19.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？（物理、数据链路、网络、传输及以上层）
答：网卡对应的是物理层、交换机对应的是数据链路层、路由器对应的是网络层、各种协议对应的是传输层。
20.OSI模型中服务原语有哪几种？各层提供的服务有哪两大类？数据传输模式有哪几种？
答：原语有4个：（1）请求（2）指示（3）响应（4）确认
21.现场总线体系结构的建立需要考虑哪几个方面的因素？
答：1效率2确定性3鲁棒性4节点成本5本质安全性
22.简述常用现场总线的通信模型的特点与层次结构。
答：有四层，第一层物理层规定信号如何发送；第二层数据链路层规定如何在设备之间共享网络和进行调度通信；第三层应用层规定在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式；第第四层用户层用于组成用户所需要的应用程序。
23.现场总线网络拓扑结构有哪些？
答:总线型结构、星型结构、环型结构、树型结构、菊花链型结构、网状结构
24.简述介质访问的控制方式的分类与作用，现场总线采用哪种方式（CSMA/CD、令牌总线、令牌环）
答：CSMA/CD控制方式作用是：每个站在发送数据帧之前，先进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。令牌总线访问控制方式作用是：把总线或树形网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排列形成一个逻辑环，只有令牌持有者才能控制总线发送信息。令牌环访问控制方式作用是：将持有令牌的数据沿着物理节点单项依次逐点传递，避免数据冲突。现场总线采用的是CSMA/CD
25.CSMA/CD的特点。
答：优点：算法简单，应用广泛，提供了公平的访问权，具有相当好的延时和吞吐能力，长帧传递和负载轻时效率较高；缺点：需要有冲突检测，存在最小帧长度限制，在重载情况下性能变差，不提供优先级控制。
26.简述三种CSMA坚持退避算法。
答：非坚持的CSMA：线路忙，等待一段时间，再侦听；不忙时，立即发送；减少冲突，信道利用率降低；1坚持的CSMA：线路忙，继续侦听；不忙时，立即发送；提高信道利用率，增大冲突；p坚持的CSMA：线路忙，继续侦听；不忙时，根据p概率进行发送，另外的1-p概率为继续侦听（p是一个指定概率值）；有效平衡，但复杂。
27.令牌访问控制方式的分类、特点和作用。
答：多令牌协议，单令牌协议，单帧协议。不会出现冲突。适用于实时应用环境，易于采用光纤技术，可以覆盖较远的距离。
28.简述CAN总线的特点。
答：CAN总线是一种现场总线，稳定可靠，连线简单，组网消费低，速度比串口快，能长距离传输等等，缺点就是速度比以太网网速慢，网络中传输不能像网络的IP地址一样可以简单的随意点对点，组播和广播的发送。
29.CAN总线的技术规范。
答：分为A和B两部分，2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式，能提供11位地址；而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式，提供29位地址。
30.简述CAN总线的传输介质种类。
答：双绞线、同轴电缆，光导纤维
31.CAN总线帧的结构种类及特点。
答：数据帧由7个不同的位场组成，分别是：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、确认场和帧结束，数据帧用于发送特定的由标识符描述的报文。远程帧由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、确认场和帧结束，远程帧可以启动源节点发送各自的数据。出错帧包括两个场，第一个场由来各个节点的错误标志叠加得到，第二个场是错误界定符。报文传输过程中，检测到任何一个节点错误，即于下一位开始发送出错帧，通知发送端通知发送。超载帧包括两个场：超载标志和超载界定符，节点需要增加时间来处理接收到的数据时便发送超载帧。
32. CAN总线的链接层采用什么协议？如何进行仲裁？
答：各节点向总线发电平时,也对总线上电平进行读取,并于自身发送的电平进行比较,相同则发下一位,直至全部发完?不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送,即停止发送,退出竞争
33. CAN总线位定时的有关计算。
答：
34. CAN报文滤波原理。
答：采用PHILIPS公司的独立CAN控制器SJA1000，或者采用PHILIPS公司的LPC2000系类ARM 微控制器。
35.DEVICENT与CAN的主要区别？
答：在物理层和数据链路层中，CAN的最高通信速率可达1Mbps，DEVICENT只用了125kbps、250kbps、500kbps，三种速率；DEVICENT只使用了CAN2.0A中的有关定义，并不支持CAN2.0B 中的扩展报文格式；DEVICENT不使用其中的远程帧。
36.简述PROFIBUS的协议类型和特点。
答：类型有三种：第一种PROFIBUS—FMS特点是旨在解决车间级通用性通信任务，为用户提供提供强有力的通信服务功能选择，实现中等传输速度的周期性和非周期性数据传输。第二种PROFIBUS—DP特点是专为现场级控制系统与分散I/O的高速通信而设计的，数据传输速率范围在9.6kbps~12Mbps之间，每次可传输的数据量多达244个字节，采用周期性通信方式，响应时间为毫秒级。第三种PROFIBUS—PA特点是需要本质安全或总线供电的设备之间进行数据通信的解决方案，数据传输速率是固定的，大小为31.25kbps，每次可传输数据的最大长度为235个字节，采用周期性和非周期性通信方式，响应时间为毫秒级。
37.简述PROFIBUS的协议结构和各个层次的作用。
答：
40.说明PROFIBUS物理层协议的三种数据传输标准。
答：RS—485、IEC62258.2、光纤
41. PROFIBUS现场总线数据链路发送帧的格式及提供的服务？
答：
42. PROFIBUS采用何种总线存取控制机制（主—主、）？简述其主要内容。
答：
43.简述IEC61158传输技术要点，适用于什么应用场合？为什么？
答：
44. PROFIBUS混合系统的主主方式和主从方式的存取协议特点。
答：
45. PROFIBUS数据库文件（GSD）作用和内容，如何得到该文件？
答：作用：在进行Profibus网络系统组态时，通过装入每个设备的GSD文件，并自动地利用文件中的信息，可以很容易地把不同制造商生产的设备连在Profibus网络中。内容包括通用规范、主站规范、从站规范。从设备制造商那里可以得到该文件。
46.主站与从站是如何定义的，并举例说明哪些设备可以作为主站与从站
答：主站的定义是：对从站实现远程监控的站，设备有：PLC、PC；从站的定义是：受主站监视的或受主站监控的站。远方终端设备也是一种从站形式，设备有：CANopen。
47. PROFIBUS—DP的主要特点、功能、行规。
答：主要特点：是一种高速和便宜的通信连接，它为自动控制系统和设备级分散的I／O之间进行通信使用专门设计。使用PROFIBUS-DP模块可取代24 v或4—20 mA的串联式信号传输。直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简单方便，传输可使用Rs_485传输技术或光纤媒体；功能：DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP
从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断诊断信息。输入或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过部线对DP主站（DPM1）进行配置，每DP从站的输入和输出数据最大为246字节；行规:(1)NC／RC行规(2)编码器行规(3)变速传动行规(4)操作员控制和过程监视行规
48. PROFIBUS—DP第一类主站与第二类主站的特点与区别。
答：一级DP主站（DPM1）是中央控制器，它在预定的周期内与分散的站（如DP从站）交换信息，典型的DPM1如PLC或PC。二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器．组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的
49. PROFIBUS—PA的主要功能和行规。
答：主要功能是：。行规有（１）NC／RC行规（２）编码器行规（３）变速传动行规（４）操作员控制和过程监视行规（HMI）
50.简述PROFIBUS—DP的三级诊断功能。
答：本站诊断操作：本站设备的一般操作状态，如温度过高．压力过低；模块诊断操作：一个站点的某具体I/O模块故障；通过诊断操作：一个单独输入／输出位的故障。
51.PROFIBUS—DP第一类主站与从站数据传送分哪三个阶段？（参数设定、组态配置、数据交换）
答：参数设定、组态配置、数据交换
52.PROFIBUS控制系统由哪几个部分组成？(一、二、从)
答:一类主站、二类主站、从站。
53.工业以太网需要解决的主要问题？
答：（1）通信的确定性（2）工业以太网的环境适应性和可靠性（3）总线供电
现场总线复习题题
一、概念题 1、现场总线 现场总线是指安装在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自控制装置 之间数字式、串行、多点通信的数据总线。 2、模拟数据编码 用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据的0、1状态。 3、数字数据编码 用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态。 4、单极性码 信号电平是单极性的。 5、双极性编码 信号电平为正、负两种极性的。 6、归零码（RZ） 归零码在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的编码。可以很方便地确定每个码元的界限和信号电平。 7、非归零码（NRZ） 非归零码在整个码元时间内维持有效电平。如果两个码元数据相同（例如都是1），则电平保持不变。而这种情况下要求区分每个码元的 电平就必须对每个码元的占用时间做精确确定。否则，就会带来不同步 的问题。 8、差分码 差分码用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”。变化为“1”，不变化为“0”。 9、基带传输 人们把数字数据信号固有的频带称为基带，相应的矩形脉冲信号称为基带信号。 10、载波传输 把数字基带信号记载到连续的高频载波上进行传输的系统叫载波传输或调制传输。 11、单工通信
数据单向传输（无线电广播） 12、半双工通信 数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机） 13、全双工通信 数据可同时双向传输（电话） 两个方向的信号共享链路带宽： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输 14、广播式网络 在广播式网络中，所有连网计算机都共享一条公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。 15、点到点网络 与广播式网络相反，在点到点网络中，每条物理线路连接一对计算机。 假如两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储与转发，直至目的结点。 采用分组存储转发与路由选择机制是点到点式网络与广播式网络的重要区别之一。 16、广播风暴 网络上的一个错误数据包的广播，它会引起多个主机立刻响应，一般说来，这种平等的错误数据包会引起风暴严重地成指数增长。 17、本质安全 18、总线供电 19、CSMA/CD 20、CTDMA 21、总线仲裁 二、填空题
现场总线郭琼习题答案
《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》 机电职业技术学院电气工程系 作者：卡尔二毛第一章： 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、运行参数监视等。 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。
现场总线 复习题 西华大学
1.计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？ 一、数据采集与处理：计算机并不直接参与控制，对生产过程不会产生直接影响，能对整 个生产过程进行集中监视，可进行越限报警，可以得到大量统计数据。 二、直接数字控制系统（DDC）：由计算机参与闭环控制过程，无需模拟控制器，控制系统 有一个功能较齐全的运行操作台，设定、显示、报警等集中在这个控制台上，操作方便，由于计算机与过程装置之前的双向信号流动的是通过硬性物连接装置来实现的，其中流动的信号都是电气信号，因此计算机不可能与现场装置离得太远，所以每台计算机所控制和管理的过程装置数量很少，多数情况下应用为单回路控制。 三、监督计算机控制系统（SCC）：一般由两级计算机组成，第一级计算机与生产过程连接， 并承担测量和控制任务，即完成DDC控制，第一级计算机和第二级计算机之间的数据通信，通常采用串行数据链路规程，传送效率一般较低。 四、集散控制系统（DCS）：采用网络技术实现数据的高速远距离传送；采用分布的、相对 独立的控制站在一定程度上避免了多回路集中控制的风险；通过控制站得冗余设计提高了控制系统的可靠性。 五、现场总线控制系统（FCS）：采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协 议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实际需要的控制系统。 2.什么是现场总线？简述现场总线出现的背景？ 1.在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线； 2.出现的背景是：一是技术基础：现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟 信号及普通开关量信号的传输；二是技术开发和标准制定的战争：不同的国际标准化组织对现场总线的优缺点存在激烈争论。 3.什么是现场总线控制系统？简述现场总线系统技术特点？ 1.现场总线控制系统采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位 于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，各种适应实际需要的控制系统； 2.现场总线系统技术特点：（1）开放性（2）互可操作性与互换性（3）设备智能化（4） 彻底分散（5）现场环境适应性（6）系统可靠性（7）信息一致性（8）经济性（9）易于安装和维护。 4.简述FCS与DCS的区别？FCS有何优点？ 区别是FCS是放弃常规的4~20mA模拟信号传输标准，采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实际需要的控制系统； 5.主流现场总线有哪些？其特点如何？ 1.主流现场总线有DDC，DCS，FCS； 2.DDC：由计算机参与闭环控制过程，无需模拟控制器，控制系统有一个功能较齐全的运行 操作台，设定、显示、报警等集中在这个控制台上，操作方便，由于计算机与过程装置之前的双向信号流动的是通过硬性物连接装置来实现的，其中流动的信号都是电气信号，因此计算机不可能与现场装置离得太远，所以每台计算机所控制和管理的过程装置数量很少，多数情况下应用为单回路控制。 DCS：采用网络技术实现数据的高速远距离传送；采用分布的、相对独立的控制站在一定程度上避免了多回路集中控制的风险；通过控制站得冗余设计提高了控制系统的可靠性。 FCS：采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实
现场总线习题答案1
1.集散控制系统的核心思想是集中管理、分散管理。 2.比特率是一种数字信号的传输速率，表示单位时间内传送的二进制代码的有效位数。 3.在网络控制方法中，常用的介质访问控制方法有总线方式的CSMACD方法、环形结构的 令牌环方法、令牌总线方法。 4.Profibus现场总线根据应用特点和用户不同的需要可分为Profibus–FMS、Profibus–DP、 Profibus–PA三个家族成员。 5.集线器是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。 6.Profibu s网络的硬件又主站、从站、网络部件、网络工具等组成。 7.经过扩展的诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息分为站诊断信息、模块诊断信息 和通道诊断信息等3级。 https://www.360docs.net/doc/c72594125.html,–link采用主从通信方法，可由1个总站和64个从站组成，为防止主站出现故障而导 致整个系统瘫痪，系统可设置备用主站。 9.串行通信可分为同步传输和异步传输两种传输方式。 10.波特率是一种数字信号的调制速率，指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波 的调制状态的改变次数来表示。 11.在数据通信系统中通常采用数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换。 12.交换机一种基于MAC地址识别，采完成封装转发数据包功能的网络设备，又称多端口。 13.现场总线控制系统的核心思想是功能分散、危险分散、信息集中。 14.Profibus的总站有4种工作方式，分别为离线模式、停止模式、消除模式、操作运行模 式。 15.根据现场设备控制系统中起的作用不同，现场设备可为1类主站、2类主站和从站3种类 型。 16.信息帧主要包括设备地址、功能代码、数据段错误检测域。 二、判断题 1、多模光纤性能优于单模光纤。× 2、光纤不受外界电磁干扰与噪声影响。√ 3、令牌访问原理可用于环形网络，不可用于总线网，构成令牌总线网络。× 4、如果需要检测5个错误，则海明距离知识应为6. √ 5、在网络互连时，网桥可以实现相异网络在网络层的互连。× 6、在理论上看，并行传输的信号传输速率比串行传输的信号传输速率高。√ 7、在Profibus网络中，从站数目最多只有126.× 8、在Profibus–PA网络中，采用单股屏蔽的A型电缆允许最大电缆总长度为1900. √ 9、在Profibus系统中，使用的连接模块不占用DP网络中的从站地址。× 1.简述控制系统的发展历程，并举例说明该时期的控制系统特点。 答：（1）基地式仪表控制系统非电物理量（0.02-0.1MPa气动信号）、需要工人现场巡视（2）模拟仪表控制系统模拟电量（0-10V、4-20mA电信号）、集中控制 （3）直接式数字控制系统数字电量（单片机、PLC等）、集中控制 （4）集散控制系统模拟电量和数字电量混合、集中控制，分散管理 （5）现场总线控制系统全数字电量（智能节点设备、PLC等）、信息集中，危险分散，功能分散 2.简述通信系统的组成。 答：（1）信息源：信息的来源，作用是将原始信息转换为相应的信号（通常称为基带信号）。电话机的话筒、摄像机等都属于信源。 （2）发送设备：对基带信号进行各种变换和处理，如放大、调制等，使其适合在信道中传输。（3）传输介质：发送设备和接收设备之间用于传输信号的介质。 （4）接收设备：功能与发送设备相反，对接收信号进行必要的处理和变换后，恢复为相应的基带信号。 （5）接收者：信息的接收者，与信源相对应，将恢复的基带信号转换成相应的原始信息。电话机的听筒、耳机以及显示器等都属于信宿。 （6）干扰源：信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处噪声的集中表现。 3.在现场总线电缆上主要的干扰源有哪些?针对这些不同的干扰，所采取的抑制干扰的方法是什么? 答：（1）内部噪声，选择高质量的、标配的传输介质 （2）信号反射，使用终端电阻器。 （3）不同类型导线间的干扰。同一类型的电缆可以放在一起，同方向地安置在同一个电缆槽中。不同种类的电缆相互之间必须保持一定的距离，并且当它们相互交叉时必须正交交叉，不能有任何平行（即便是很短的距离）排列。不同类型的电缆相互之间必须保持的最小距离。可以使用相互隔离的电缆槽把不同种类的电缆排列在一起，必须做到相互之间完全用金属槽隔离，金属槽的结合部要使用低电阻和低电感的导体可靠地连接起来（最好焊接，但要防止被腐蚀），然后接地，金属槽应和建筑物等电势。 （4）在有高频干扰的地方，电缆屏蔽层的两端必须可靠地接地，但在电气环境恶劣的某些工厂，比较明显地存在着电势差，从而造成屏蔽层中流过电流。 4.请给出3种在现场总线网络中使用RS485中继器的场合。答：（1）扩展网络（2）改变网络拓扑（3）信号隔离 7. 举例简述海明码的编码规则。 （1）发送端的编码 根据要传输的数据单元的长度，确定冗余位的个数；确定各冗余位在数据单元中的位置； 计算出各冗余校验位的值；排列成包含冗余校验位的数据序列，按此序列发送。 a. 确定冗余位的个数 设纠正单比特错误需增加的冗余位数为r，r应满足：2r≥m + r + 1；m为数据单元的长度。如7位的ASCII码，m为7，取r为4可满足上式；且r为4是满足上式的最小取值。要纠正7位ASCII码中的1位错误，需要增加4个冗余位。 b. 确定各冗余位在数据单元中的位置 将4个冗余位分别编号为R1, R2, R3, R4 ，按海明码的编码规则，这4个冗余位应分别插到数据单元的20, 21, 22, 23位置上，即R 1, R2, R3, R4将被分别插入到数据单元的D1，D2，D4，D8的位置上。 c. 计算出各冗余校验位的值 海明码的每个冗余位的值都是一组数据的奇偶校验位。冗余比特位R 1, R2, R3, R4分别是4组不同数据位的奇偶校验位，采用二进制数据来表示海明码11个数据位数有0001；0010；0011；0100；0101；0110；0111；1000；1001；1010，1011这11种情况,对这11种情况中位数最低位为1的位置进行偶校验，即对0001；0011；0101；0111；1001，1011这6个数据位做偶校验，得到的偶校验码为R 1的值,即R 1为对从低位数起的第1、3、5、7、9、11这6位作偶校验而得到的校验位。 （2）接收端的解码判断 按与发送方相同的方法，计算出接收数据的冗余校验位；排列成包含冗余校验位的数据序列；将按计算结果排列出的数据序列与接收到的数据序列比较，判断传输过程是否有错；是哪一位出错，并将出错位取反，以纠正该错误。 9.简要列举6种比较有影响的现场总线。（12分） （1）FF-----基金会总线（FF，Foundation Fieldbus）是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。 （2）Profibus------过程现场总线的缩写，于1989年正式成为现场总线的国际标准。是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。 （3）CAN-------是控制器局域网的简称，由德国BOSCH公司提出，最早用于汽车内部测量和执行部件之间的通信。 （4）Lonworks-------是局部操作网络的缩写，1992年由美国Echelon公司和Motorola、Toshiba 公司倡导；最初主要应用于楼宇自动化。 （5）CC-Link-------- 1996年由日本三菱电机主导的公司推出，唯一起源于亚洲地区的总线系统。CC-Link是控制与通信链路系统的缩写。 （6）Modbus---------是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。 10.常用的网络互连设备有哪些？他们的主要作用是什么？（8分） 答：（1）中继器：在相同网络中实现信号的复制，增加网络长度，即重发器，作用为物理层之间的简单连接，复制比特信号。 （2）网桥：在相似网络中实现信号存储转发设备，用于连接不同体系的局域网。它将数据帧送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另一个子网或网段，转发数据帧。 （3）路由：在相异网络中实现信号传输的设备，路由可为信号传输选择一条最佳的路径。（4）网关：即网间协议交换器，用于实现不同通信协议的网络之间、包括使用不同网络操作系统的网络之间的互联。 11. 一个PRORBUS控制系统有两个控制室，这两个控制室有各自的接地系统，从而造成这两个控制室之间有很大的电势差，试给出3种解决该问题的方法。（6分） 答：(1)是在产生电势差的设备之间安装一根等电势电缆。该电缆的截面积必须足够克服该电势差（一般为16mm2），最好采用多芯电缆。该电缆应尽量靠近PROFIBUS电缆安装，以减少安装空间。 (2)代替等电势电缆，即在网络电缆的一端的屏蔽层安装一个接地电容。该方法可有效减少高频信号干扰，但对通过屏蔽层的直流电流干扰信号无效。 (3)使用光缆传输。 14.假设准备发送的数据信息码是1101011011，生成多项式为G(x)=x4+x+1,求T(x)。（10分） ①计算信息编码多项式T(x) M(X)=1101011011 G(x)=10011 生成多项式的最高次幂r=4，信息码附加4个0后形成新的多项式。 M'(x)：11010110110000 ②用模2除法求M'(x)/G(x)的余数 ③得出要传输的循环冗余校验码多项式 将余数1110直接附加在M(x)的后面得T(x)=11010110111110 ④接收端对接收到的T(x)进行校验 设接收端接收到的数据为多项式T’(x)，将T’(x)除以G(x)，若余数为0，即T’(x)=T(x)，则认为没有错误。 T’(x)/G(x)=(Q(x)×G(x)+R(x)+R(x))/G(x) =(Q(x)×G(x))/G(x)=Q(x)
《计算机控制技术》教材习题解答1
《计算机控制技术》习题解答 第一章 什么是计算机控制系统计算机控制系统由哪几部分组成 答：计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。 、微型计算机控制系统的特点是什么 微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点： a.控制规律灵活多样，改动方便 b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制 c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高 d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度 计算机控制系统结构有哪些分类指出这些分类的结构特点和主要应用场合。
答： （1）操作指导控制系统 优点：结构简单，控制灵活，安全。 缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDS） 优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） 优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS） 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。（5）现场总线控制系统（FCS） 优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。 .计算机控制系统的控制过程是怎样的 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 .实时、在线方式和离线方式的含义是什么 答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何它们之间有何区别和联系 (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图所示。
现场总线课后答案
现场总线课后答案 现场总线课后答案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。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。/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
现场总线复习题
一、单选题 1.若两台主机在同一子网中，则两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”的结果一定（）C A．为全0 B ．为全1 C ．相同 D ．不同 2. 采用海明码纠正一位差错，若信息位为7位，则冗余位至少应为（）C A． 5位 B ．3位 C ．4位D． 2位 3. 采用曼彻斯特编码的数字信道，其数据传输速率为波特率的（）C A ．2倍 B ．4倍 C ．1/2倍D． 1倍 4.一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（）C A．100Mbit/s B． 150Mbit/s C．200Mbit/s D．1000Mbit/s 5.在常用的传输介质中，（）的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。C A．双绞线B．同轴电缆 C．光纤 D．微波 6．集线器和路由器分别运行于OSI模型的（）D A．数据链路层和物理层B．网络层和传输层 C．传输层和数据链路层D．物理层和网络层 7. 在 TCP/IP 参考模型中TCP协议工作在（）B A．应用层B．传输层C．互连层D．主机-网络层 8．在不同的网络之间实现分组的存贮和转发，并在网络层提供协议转换的网络互连器称为（）。B A．转接器 B．路由器 C．网桥 D．中继器 9. 下面描述的内容属于配置管理的是（）。A A．监控网络和系统的配置信息 B．测量所有重要网络资源的利用率 C．收集网络管理员指定的性能变量数据 D．防止非授权用户访问机密信息 10. 路由器是____________的设备 C A．物理层 B．数据链路层 C．网络层 D．传输层 11.路由器是一种常用的网络互连设备，它工作在OSI／RM的（1）上，在网络中它能够根据网络通信的情况（2），并识别（3） ,相互分离的网络经路由器互连后（4）。(1)C (2)A (3)B (4)D
现场总线郭琼习题答案
现场总线郭琼习题答案
安徽机电职业技术学院电气工程 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 案》 作者：卡尔二毛
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。
电力系统自动装置复习题及答案
1.发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。c A 异步运行，短B异步运行，长 C 同步运行，短D同步运行，长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。d A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。d A 发出功率，发电机减速B发出功率，发电机增速 C 吸收功率，发电机减速D吸收功率，发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。d A 转子电流B定子电流 C 转速D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。a A 整步电压B脉动电压 C 线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。b A 静止励磁机系统B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。c A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额D严重无功功率缺额
8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。b A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比D无功电流分量，反比 9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起。d A 进相运行B高频振荡 C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。d A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。b A 功率特性B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性 12.调差系数δ〉0时为调差系数，调节特性为。a A 正，下倾B负，下倾 C 正，上翘 D 负，上翘 13.发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为。a A 有功电流分量B无功电流分量 C 空载电流分量D短路电流分量 14.调速器通常分为机械液压调速器和调速器。c A 电子液压调速器B电机液压调速器 C 电气液压调速器D电瓶液压调速器 15.对励磁系统进行分析，首先要求写出控制系统各个单元的。b
现场总线练习题参考答案
一. 填空题 1.控制网络与计算机网络相比主要特点有：、及。 2.信号所含频率分量的集合称为频谱；频谱所占的频率宽度称之为带宽。 3.局域网常用的拓外结构有总线、星形和___环形__ _三种。著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的___总线____结构。 4.按交换方式来分类，可以分为 _电路交换 _ 、 _报文交换__和__分组交换___三种。 5.开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是应用层、表达层、会话层、传输层、网络层、数据链路层 和物理层。 6.常用的有线通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。 7. PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。 8. LonWorks拥有三个处理单元的神经元芯片：一个用于链路层的控制，一个用于网络层的控制，另一个用于用户的应用程序。 9 LonTalk协议提供了应答方式、请求/响应方式、非应答重发方式和非应答方式四种类型的报文服务。 10.FF现场总线的拓扑结构较灵活，通常包括点到点型、带分支的总线型、菊花链型和树型。 11. FF总线由低速（FF-H1）和高速(FF-HSE)两部分组成。 12. 按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和局域网。 13. FF的网络管理主要由网络管理者、网络管理代理和网络管理信息库。 14.PROFIBUS的总线存取方式有：主站之间采用_令牌方式 _传送，主站和从站之间采用_ 主从方式_传送。 17. PROFIBUS的OSI模型由_应用层_ __、__数据链路层 _ __和_ 物理层 _ _组成三层模型。 18. CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为数据链路层和物理层。 19.CAN控制器的验收滤波器由4个验收码寄存器和4个验收屏蔽寄存器定义。 20.CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。 21.CAN报文的位流根据非归零编码方法来编码。 22. 验收滤波器的滤波模式包括单滤波模式、双滤波模式。 23.多路复用技术有时分多路、频分多路、码分多路。 24. CAN报文帧格包含11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。 二. 名词解析： 1．现场总线2.报文过滤3. 虚拟现场设备VFD 4.工业以太网5.本质安全技术6.链路活动调度器7.控制网络8. 计算机网络9. 总线仲裁：10.多路复用：11. 网桥：12.网络协议： 1、现场总线：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。 3、虚拟现场设备VFD：应用进程中的网络可视对象和相应的OD 在FMS 中称为虚拟现场设备VFD。是一个自动化系统的数据和行为的抽象模型。它用于远距离查看对象字典中定义过的本地设备的数据, 其基础是VFD 对象。VFD 对象包含有可由通信用户通过服务使用的所有对象及对象描述。对象描述存放在对象字典中, 每个VFD 有一个对象描述。因而虚拟现场设备可以看作应用进程的网络可视对象和相应的对象描述的体现。 4、工业以太网是以太网、甚至是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物；工业以太网涉及企业网络的各个层次，无论是应用于工业环境的企业信息网络，还是基于普通以太网技术的控制网络，以及新兴的实时以太网，均属于工业以太网的范畴。 5、本质安全技术是指保证电气设备在易燃、易爆环境下安全使用的一种技术。它的基本思路是限制在上述危险场所中工作的电气设备中的能量，使得在任何故障的状态下所产生的电火花都不足以引爆危险场所中的易燃、易爆物质。 6、链路活动调度器：总线通信中的链路活动调度，数据的接收发送，活动状态的探测、响应，以及总线上各设备间的链路时间同步，都是通过数据链路层来实现。每个总线网段上有一个媒体嗯控制中心，称为链路活动调度器LAS。 7、控制网络：将多个分散在生产现场，具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点，采用公开、规范的通信协议，以现场总线作为通信连接的纽带，把现场控制设备连接成为可以相互沟通信息，共同完成自控任务的网络系统与控制系统。 8、计算机网络：用通信手段将空间上分散的、具有独立处理能力的多台计算机系统互连起来，按照某种网络协议进行数据通信，以进行信息交换、实现资源共享和协同工作的计算机系统的集合。 9、总线仲裁：总线在传送信息的操作过程中有可能会发生“冲突”。为解决这种冲突，就需进行总线占有权的“仲裁”。总线仲裁是用于裁决哪一个主设备是下一个占有总线的设备。 10、多路复用：在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，可以利用一条信道传输多路信号，这种方法称为信道的多路利用，简称多路复用。
现场总线练习题参考答案
填空题 控制网络与计算机网络相比主要特点有：、及。 信号所含频率分量的集合称为频谱；频谱所占的频率宽度称之为带宽。 局域网常用的拓外结构有总线、星形和___环形__ _三种。著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的___总线____结构。 按交换方式来分类，可以分为_电路交换_ 、_报文交换__和__分组交换___三种。 开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是应用层、表达层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 6.常用的有线通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。 7. PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA 和PROFIBUS-FMS 。 8. LonWorks拥有三个处理单元的神经元芯片：一个用于链路层的控制，一个用于网络层的控制，另一个用于用户的应用程序。 9 LonT alk协议提供了应答方式、请求/响应方式、非应答重发方式和非应答方式四种类型的报文服务。 10.FF现场总线的拓扑结构较灵活，通常包括点到点型、带分支的总线型、菊花链型和树型。 11. FF总线由低速（FF-H1）和高速(FF-HSE) 两部分组成。 12. 按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和局域网。 13. FF的网络管理主要由网络管理者、网络管理代理和网络管理信息库。 14.PROFIBUS的总线存取方式有：主站之间采用_令牌方式_传送，主站和从站之间采用_ 主从方式_传送。 17. PROFIBUS的OSI模型由_应用层_ __、__数据链路层_ __和_ 物理层_ _组成三层模型。 18. CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为数据链路层和物理层。 19.CAN控制器的验收滤波器由4个验收码寄存器和4个验收屏蔽寄存器定义。 CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。
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 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
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 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
习题参考答案
《工业机器人电气控制与维修》（ISBN 978-7-121-29476-1）邢美峰主编卢彦林李伟娟副主编 电子工业出版社 练习题参考答案 习题1 1.什么是工业机器人？ 2.按照工业机器人的结构形式，可将工业机器人分为哪几类？各自特点是什么？ 3.按照工业机器人的驱动方式，可将工业机器人分为哪几类？ 4.工业机器人一般由哪几部分组成？ 5.工业机器人的编程一共有几种方法，其特点是什么？ 6.HSR-608型工业机器人电气控制系统主要由哪几部分组成？ 7.在HSR-608型工业机器人中伺服驱动器的作用是什么？ 8.在HSR-608型工业机器人中光电编码器的作用是什么？ 9.简述在HSR-608型工业机器人电气控制系统中伺服控制系统的工作过程？ 10.简述在HSR-608型工业机器人电气控制系统中PLC控制系统作用？ 习题1答案 1.答：工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 2.答： （1）直角坐标机器人 直角坐标机器人的主机架由三个相互正交的平移轴组成，具有结构简单、定位精度高的特点。 （2）圆柱坐标机器人 圆柱坐标机器人由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成。立柱安装在回转机座上，水平臂可以伸缩，他的滑鞍可沿立柱上下移动。因而，它具有一个旋转轴和两个平移轴。 （3）关节机器人
关节机器人手臂的运动类似于人的手臂，由大小两臂的立柱等机构组成。大小臂之间用铰链联接形成肘关节，大臂和立柱联接形成肩关节，可实现三个方向旋转运动。它能够抓取靠近机座的物件，也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件，具有较高的运动速度和极好的灵活性，成为最通用的机器人。 3.答：可分为电气驱动机器人和气压传动机器人两大类， 电气驱动机器人是由交、直流伺服电动机、直线电动机或功率步进电动机驱动的机器人。它不需要中间转换机构，故机械结构简单。 气压传动机器人它是一种以压缩空气来驱动执行机构运动的机器人，具有动作迅速、结构简单、成本低的特点。 4.答：由控制系统、驱动系统、位置检测机构以及执行机构等组成 5.答：常用的编程方法有示教法和离线编程法等。 手控示教编程是一种最简单，又是一种最为常用的机器人编程方法。 离线编程的优点在于： （1）设备利用率高，不会因编程而影响机器人执行任务； （2）便于信息集成，可将机器人控制信息集成到CAD/CAM数据库和信息系统中去。在现代机械制造系统中，机器人编程可由先进的CAD/CAM系统来完成，这和CAD/CAM系统编制NC零件加工程序完全一样。 6.答：由IPC单元、示教器单元、PLC单元、伺服驱动器等单元组成， 7.答：伺服驱动器接收来自IPC装置的送来的进给指令，这些指令经过驱动装置的变换和放大后，转变成伺服电动机进给的转速、转向与转角信号，从而带动机械结构按照指定要求准确运动。因此伺服单元是IPC单元与机器人本体的联系环节。 8.答：编码器在机器人控制系统中用于检测伺服电动机的转角、转速和转向信号，该信号将反馈给伺服驱动器和IPC单元，在伺服驱动器内部进行速度控制，在IPC单元内部进行转角控制。 9.答：在HSR-JR608型工业机器人电气控制系统中，由IPC单元、伺服驱动器、伺服电动机和光电式编码器构成伺服控制系统。在该控制系统中，IPC作为控制核心，发出控制命令，该命令被伺服驱动器接收到，之后驱动伺服电动机按照指令要求运动。伺服电动机的运动情况由光电式脉冲编码器检测，编码器将检测结果反馈给伺服驱动器和IPC单元，用于修正给定的指令，这个过程一直持续到误差信息为零为止。
现场总线CAN复习题3
（1）CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为物理层和数据链路层。（2）CAN报文帧格包含11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。（3）微控制器和SJA1000之间状态、控制和命令信号的交换都是在控制段中完成的。 （4）SJA1000检测到有复位请求，中止当前报文收、发工作，进入到复位模式，当复位请求位出现1到0的变化，CAN控制器将返回到操作模式。（5）验收滤波器由验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器定义。 （6）改变验收滤波器配置的途径：在运行中改变和在复位模式改变。（7）CAN总线智能节点的软件设计包括：CAN节点初始化、报文发送和报文接收。 （8）CAN总线上用显性和隐性两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。 （9）验收滤波器的滤波模式包括单过滤模式和双过滤模式。 2.远程帧由6个不同的位域组成：帧起始、仲裁域、控制域、CRC域、应答域、帧结尾 4. CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示，分别是数据帧、远程帧、错误帧、过载帧。 8.过载帧由过载标志和过载界定符组成。 9. CAN总线的同步方式有两种：硬同步和重新同步。 10. SJA1000有两种操作模式：支持CAN2.0A协议的BasicCAN模式和支持CAN2.0B 协议的PeliCAN模式。 18. 在CAN总线中存在5种不同的错误类型，即：位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、应答错误。 （1）CAN报文中帧类型不包括（C）。 A、数据帧 B、远程帧 C、应答帧D错误帧 （2）SJA1000中，状态寄存器对于微控制器来说是（B）。 A、只写寄存器 B、只读寄存器 C、可读可写 D、以上均不对（4）CAN发送缓冲区列表中，数据长度最大为（D）字节。 A、5 B、6 C、7 D、8 (5) 在（C）模式中才能对CAN寄存器的进行设置。 A、工作模式 B、操作模式 C、复位模式 D、自检模式 （7）可以作为CAN总线的传输介质是（D）。 A、光纤 B、双绞线 C、同轴电缆 D、以上均可 （8）下面哪种说法是错误的（C）。 A、CAN是目前为止唯一有国际标准的现场总线。 B、CAN为多主工作方式，而且不分主从。 C、CAN采用破坏总线仲裁技术。 D、CAN的直接通信距离可达10Km。 （9）在一个给定的CAN系统中，位速率是（C）。 A、唯一的 B、固定的 C、唯一且固定 D、唯一但不固定