现场总线技术与应用做题及答案教学提纲
09现场总线及应用B案参考答案及评分标准
2．睡眠/唤醒机制答：神经元芯片可以通过软件设置进入低电压的睡眠状态。
在这种模式中，系统时钟、使用的程序和计数器关闭，但是使用的状态信息被保留。
当输入有如下的转换是，其中包括：I/O 管脚的输入、IO4~IO7、Service管脚信号、通信端口、差分模式CP0或CP1、单端模式CP0、专用模式CP3，正常模式CP3，正常的系统操作被恢复。
3．差错控制答：分散控制系统的通信网络是在条件比较恶劣的工业环境下工作的，因此，在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。
这些错误轻则会使数据发生变化，重则会导致生产过程事故。
因此必须采取一定的措施来检测错误并纠正错误，检错和纠错统称为差错控制。
4．CSMA/CD答：即载波监听多路访问/冲突检测方法5．结构化编程答：结构化编程的基本思想是采用"自顶向下，逐步求精"的程序设计方法和"单入口单出口"的控制结构。
四、问答题（每小题6分，共30分）解释常用的三种CSMA坚持退避算法，优先级较高的节点可采用哪种方式发送？答：常用的三种避退算法主要用于带冲突检测的随机访问方式CSMA/CD中，内容如下：（1分）（1）1－坚持：空闲－发送，忙－监听，冲突－等待P－监听，发送阻塞报文。
（1分）（2）非坚持：空闲－发送，忙－等待P－监听，比1)效率低，冲突少、延时长。
（1分）（3）P－坚持：空闲－P发送（或1－P发送），忙－监听。
（1分）优先级较高的节点通常可采用1－坚持的算法。
（2分）简述CAN的特点，相对其它现场总线，为何其在不加中继的情况下，能够传输较远的距离？答：CAN总线主要应用于汽车和仪器仪表的检测和控制，其特点如下：多主方式工作，不分主从，通信方式灵活，无需站地址等节点信息。
节点不同优先级，满足不同实时要求，最快时间：134μs；非破坏性总线仲裁技术，低优先级节点主动退出发送。
报文滤波，实现点对点、一点对多点、全局广播等。
《现场总线技术及其应用(第3版)》教材习题答案
第1章概述1.1过程控制系统的发展经历了哪几代控制系统？答：过程控制系统的发展历程，经历了基地式仪表控制系统、模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统及现场总线控制系统。
1.2阐述DDC控制系统的结构及工作过程。
答：1）DDC控制系统的结构如下：2）工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量作巡回检测，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的性能指标。
1.3 计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：控制器。
1.4 DDC控制系统的输入输出通道各起什么作用？答：过程输入设备包输入通道（AI通道、DI通道），用于向计算机输入生产过程中的模拟信号、开关量信号或数字信号；过程输出设备包括输出通道（AO通道、DO通道），用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
1.5 计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：1）系统软件和应用软件。
2）系统软件用于对计算机进行资源管理、便于用户使用计算机而配置的各种程序；应用软件用于解决各种实际问题。
1.6什么是集散控制系统?其基本设计思想是什么?答：1）集散控制系统是一个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。
2）其核心思想是集中管理、分散控制。
1.7简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用。
答：集散控制系统包括过程级、操作级和管理级，各级之间通过网络互相连接。
过程级主要由PLC、智能调节器、现场控制站及其他测控装置组成，是系统控制功能的主要实施部分；操作级包括：操作员站、工程师站和层间网络连接器等，完成系统操作、组态、工艺流程图显示、监视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；管理级由管理计算机构成，主要是指工厂管理信息系统，其作为DCS更高层次的应用，监视企业各部门的运行情况、完成生产管理和经营管理等功能。
DCS与现场总线技术复习提纲
仅供参考，如有错误，及时修正一、填空、名词解释、问答题1、世界上第一台DCS系统。
DCS的设计思想答:Honeywell的TDC-2000。
设计思想:集中管理，分散控制2、DCS的硬件主要包括哪几种设备？答:CPU、电源卡件、数据库转发卡、I/O卡件、通讯电缆、机柜机笼等机械结构等。
3、4C技术答:Computer, Communication, Control, CRT显示技术4、模拟量输入模块的技术指标主要包括？答:指标一:1、精度;2、分辨率;3、稳定度;4、温度漂移指标二:1、输入阻抗;2、电气隔离;3、抗干扰能力;4、采样率;5、阶跃响应指标;6、建立时间。
5、DCS的体系结构包括哪几层？在哪里？有什么？各层的基本功能？答:生产现场: 包括各种装置(仪表，变送器等)与控制计算机相连，对系统实施控制检测，接受上层的控制信息，向上层传递采集的数据。
现场控制层: 这一层主要由现场控制站(控制计算机)构成。
主要完成控制功能，实现与现场构成闭环回路，向工业现场发出控制指令，向监控层传输采集到的数据。
生产监控层: 这一层主要有监控计算机，操作站，工程师站。
实施综合监视过程各站所有信息集中显示操作，控制回路组态和参数修改和优化等功能。
生产管理层: 该层居于中央计算机之上并与办公自动化连接，负责全厂总体协调管理经营管理人事管理等6、在DCS中应用较多的网络拓扑结构有哪四种？各自的特点？（P140）1、每一个节点都通过一条链路连接到中央节点上。
2、任何两个节点之间的通信都要经过中央节点。
3、在中央节点有一个“智能”开关装置，用来接通两个节点之间的通信路径4、中央节点的构造比较复杂，一旦发生故障，整个通信系统就要瘫痪。
5、DCS很少应用这种结构1、所有的节点通过链路组成一个封闭的环路。
2、需要发送信息的节点将信息送到环上，信息在环上只能按某一确定的方向传输。
3、当信息到达接收节点时，该节点识别信息中的目的地址。
（完整版）现场总线试题..
（完整版）现场总线试题..I. 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。
& 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。
II. 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诵信,⽤⼲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，总线上只有丄个活动主站，多主站系统总线运⾏阶段，总线上有—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。
最新现场总线郭琼习题答案教案资料
最新现场总线郭琼习题答案教案资料《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》安徽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。
现场总线技术复习题
现场总线技术复习题现场总线技术复习题现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它的出现极大地促进了工业自动化的发展。
在现场总线技术中，各种设备可以通过总线进行数据的传输和通信。
现场总线技术的应用范围广泛，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等领域。
现在，让我们来回顾一些现场总线技术的基本知识和概念。
1. 什么是现场总线技术？现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它允许各种设备通过总线进行数据传输和通信。
现场总线技术的优势在于它可以减少布线的复杂性，提高设备之间的互联性，并且可以实现实时监控和控制。
2. 现场总线技术的基本原理是什么？现场总线技术的基本原理是通过在总线上发送和接收数据帧来实现设备之间的通信。
数据帧包括数据、地址和控制信息，设备可以通过解析数据帧来进行通信和控制。
3. 现场总线技术有哪些常见的标准？现场总线技术有许多不同的标准，其中一些常见的包括：Profibus、Modbus、CAN、DeviceNet等。
每种标准都有其特定的应用领域和技术特点。
4. 现场总线技术的优势是什么？现场总线技术的优势包括：简化布线、提高设备互联性、降低成本、增强实时性等。
通过使用现场总线技术，可以减少布线的复杂性，降低设备之间的连接成本，并且实现实时监控和控制。
5. 现场总线技术的应用领域有哪些？现场总线技术广泛应用于工业自动化领域，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等。
在这些领域中，现场总线技术可以用于设备之间的通信和控制，实现自动化生产和管理。
6. 现场总线技术的发展趋势是什么？随着工业自动化的不断发展，现场总线技术也在不断演进。
目前，一些新的技术和标准正在出现，如以太网、工业以太网等。
这些新技术可以提供更高的带宽和更强的实时性，进一步推动工业自动化的发展。
7. 现场总线技术的挑战是什么？尽管现场总线技术有许多优势，但也面临一些挑战。
其中一些挑战包括：网络安全、数据传输速度、设备兼容性等。
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 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。
CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。
CAN报文的位流根据非归零编码方法来编码。
现场总线技术复习题
现场总线技术复习题
1. 现场总线技术的定义是什么？
2. 现场总线技术的主要特点有哪些？
3. 请列举至少三种常见的现场总线技术。
4. 简述现场总线技术在工业自动化中的应用。
5. 现场总线技术与传统的模拟信号传输相比有哪些优势？
6. 描述现场总线系统的组成结构。
7. 现场总线技术中，主站和从站的功能是什么？
8. 请解释现场总线技术中的“实时性”概念。
9. 现场总线技术中的“冗余”设计有什么作用？
10. 列举现场总线技术中的几种常见的通信协议。
11. 现场总线技术在安全性方面有哪些考虑？
12. 简述现场总线技术在远程监控中的应用。
13. 描述现场总线技术在数据采集和处理中的作用。
14. 现场总线技术在设备诊断和维护中的优势是什么？
15. 请举例说明现场总线技术在智能建筑中的应用。
16. 现场总线技术在节能减排方面的贡献有哪些？
17. 简述现场总线技术在提高生产效率方面的作用。
18. 现场总线技术在系统集成中的重要性是什么？
19. 现场总线技术在现代制造业中的地位如何？
20. 现场总线技术的未来发展趋势是什么？。
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现场总线技术与应用做题及答案
什么是现场总线？
答：根据国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commision）标准和现场基金会FF(Fieldbus Foundation)的定义，现场总线的概念一
般为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数字化、双向串
行、多节点的底层通信总线。
现场总线的本质含义表现在哪些方面？
答：1．现场通信网络；2．现场设备互联；3．互操作性；4．分散功能块；5．通信线供电；6．开放式互联网络。
现场总线有哪些优点？
答：1．全数字化；2．全分布；3．双向传输；4．自诊断；5．节省布线及控制室空间；6．多功能仪表；7．开放性；8．互操作性；9．智能
化与自治性
现场总线有哪几种典型类型？它们各有什么特点？
答：常用的现场总线有5种类型，它们的特点如下表所示。
现场总线系统（FCS）与传统的集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？
答：1．数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。
2．在车间级与设备级通信的数字化网络。
3．现场总线是工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命。
4．现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。
5．在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，
是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。
现场设备有哪些部分组成？它们的各自作用是什么？
答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。
这些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传输线
进行互联。
（1）变送器常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。
（2）执行器常用的执行器有电动和气动两大类。
执行器的基本功能是控制信号的驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和
运算功能，另外有阀门特性自动校验和自诊断功能。
（3）服务器和网桥服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。
（4）辅助设备辅助设备有H1/气压转换器、H1/电流转换器、电流/H1转换器、安全栅、总线电源、便携式编程器等。
（5）监控设备监控设备主要有工程师站、操作员站和计算机站，工程师站提供现场总线控制系统组态，操作员站实现工艺操作与监视，
计算机站用于优化控制和建模。
什么叫系统集成？现场总线系统集成的方法有哪些？
答：现场总线系统的集成就是采用现场总线技术为用户提供一体化的自动化方
案，以集检测、采集、控制和执行以及信息的传输、交换、存储与利用的
一体化为目标，广泛采用现场总线技术、局域网和因特网技术，发展了实
现各种物理“设备集成”的系统互连技术以及实现“信息集成”的软件集
成技术和数据集成技术，从而满足企业综合自动化的要求。
6.8 什么是蓝牙技术？
答：蓝牙（Bluetooth）技术是一门发展十分迅速的短距离无线通信技术。
由移动通信与移动计算公司联合推出。
1998年5月20日成立专门兴趣小组，
负责制定一个开放短距离无线通信协议。
这个协议代号取自十世纪的一位
爱吃蓝梅的丹麦国王哈罗德的绰号——蓝牙。
蓝牙技术的小功率设备支持距离大约10米的无线通信，大功率设备也只支持距离大约100米的无线通信。
蓝牙利用短距离无线连接技术替代专
用电缆连接。
将蓝牙微芯片嵌入蜂窝电话、膝上或台式电脑、打印机、个
人数字助理、数字相机、传真机、键盘、手表等设备内部，在这些蓝牙设
备之间，建立起低成本、短距离的无线连接。
蓝牙规定了4种物理接口：通用串行总线USB、EIA-232、PC卡、通用异步收发器UART接口。
蓝牙技术使用跳频（Frequency Hopping）、
时分多用（Time Division Multi-Access）和码分多用（Code Division
Multi-Access）等先进技术，来建立多种通信与信息系统之间的信息传输。
蓝牙技术作为一种射频无线技术，支持点对点和多点通信。
一个蓝牙
设备可以和一个、也可以和多个蓝牙设备通信。
异步数据信道的最大传输
速率为721Kbps。
6.9 什么是OPC技术？
答：OPC（OLE for Process Control）指用于过程控制的对象链接与嵌入（OLE）技术，是对象链接与嵌入技术在自动化领域的具体应用，这是一项技术规
范与标准。
OPC以OLE/COM机制作为应用程序级的通信标准，采用
client/server模式，OPC以服务器server的形式，对下层现场设备即client
提供一系列标准的接口，使得由client负责的现场设备的各种信息能够进
入OPC服务器，从而实现向下互联。