2010年春季学期《工业控制网络》试题
2022年秋季学期《工业控制网络》课程综合练习题及答案
《工业控制网络》课程综合练习题及答案一、判断题1.工业控制网络是计算机网络技术、通信技术与控制技术相结合的产物。
（√）2.工业控制网络从上向下依次为现场设备网、过程控制网、管理信息网等几个层次。
（×）3.在整个工业通信网络模型中，现场设备层是整个网络模型的基础和核心。
（√）4.模拟信号传输的优点是精度高，但易受干扰。
（×）5.实时性表现在对外部事件能及时地响应并做出相应的处理，不丢失信息、不延误操作。
（×）6.现场总线是综合运用微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产物。
（√）7.在涉及系统实际数据传送能力时，使用比特率。
（√）8.曼彻斯特码属于不归零码。
（×）9.基带网的线路工作方式一般只能为双工方式。
（×）10.网络层负责将逻辑地址和名字转化为物理地址，交给数据链路层处理。
（√）11.在异步TDM中，时间片是预先分配好的。
（×）12.共享式局域网是各站点共享传输媒介的带宽。
（√）13.以太网的介质访问控制方式采用CSMA/CD，所以没有冲突。
（×）14.100BASE-T快速以太网的MAC帧结构与10BASE-T的MAC帧结构不同。
（×）15.划分VLAN后，交换机的所有端口一定在一个广播域内。
（×）16.IP协议提供的是可靠、面向连接的IP数据报传送服务。
（×）17.划分子网可以解决IP地址面临枯竭的问题。
（×）18.地址转换协议ARP的作用是将物理地址转换为IP地址。
（×）19.拥塞控制与流量控制不是一回事。
（√）20.安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内自动控制装置之间的数字式、串行双向、多点的数据通信总线称为现场总线。
（√）21.现场总线通信的关键特征主要有点对点分布、全数字化、双向传输。
（×）22.现场总线的基本结构有星型、总线型。
（√）23.现场总线的核心与基础是总线协议。
城市学院工业控制网络复习题.doc
一、基本概念I.工业数据通信通常是指在测量、控制设备的各功能单元Z间、设备与设备之间、以及这些设备与计算机之间传递数据信息的过程。
2•现场总线是一种应用于牛产现场，在现场控制设备之间、现场设备与监控装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。
3•通信系统模型包括信源、发送设备、接收设备、信道、信宿五个部分4.控制网络网段与上层网络的连接方式主要有：通过网关连接、采用PCI接口卡、web服务器置入现场控制设备三种方式5.TCP/IP协议体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层;IP协议属于网络层，LDP协议属于传输层6.数字通信系统的有效性指标是波特率、比特率，数字通信系统的可靠性指标是误码率、误比特率。
码元速率与信息速率的关系7.在数据通讯系统中，通常采用电路交换、报文交换、分组交换三种交换方式&列举常用有线传输介质双绞线、同轴电缆、光纤。
9.网络互联时物理层使用的设备称为中继器，数据链路层使用的设备称为网桥，网络层使用的设备称为路由器，应用层使用的设备称为网关。
10.802.3以太网采用的介质访问方式是CSMA/CD,其中文含义是载波多路侦听 /冲突检测。
II.E1A-232接口在电气性能方面采用的是负逻辑。
逻辑“0”相对于信号地为+3V~+15V,的电压，而逻辑“1”相对于信号地为-3V~-15V的电压。
12.EIA-232接口最长传输距离15米,EIA-485接口最长传输距离1200米。
13.在串行通信软件设置中D/P/S是常规的符号表示，8/N/1表明8bit数据, 没有奇偶校验，lbit停止位。
14.E1A-232握手连接可以通过软件也可以通过硬件实现15.EIA-232接口当连接电缆线的长度不超过15m时，最大数据的传输速率不超过20kb/s16.EIA-485网络串行通信协议的报文结构中地址域为一个字节，所能表达的从站数为32个17.EIA-485网络通用吊行通信协议的报文结构中地址域为一个字节，低5位指明从节点的站地址，高3位表示报文类型，所能表达的从站数为32个。
工业控制网络考试试题
工业控制网络考试试题一、填空题（每空 2 分，共 20 分）1、工业控制网络的主要特点包括（）、（）和（）。
2、常见的工业控制网络协议有（）、（）等。
3、在工业控制网络中，数据传输的实时性要求通常分为（）、（）和（）三个级别。
4、工业以太网的拓扑结构主要有（）、（）等。
二、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种工业控制网络拓扑结构具有较高的可靠性？（）A 星型B 总线型C 环型D 树型2、工业控制网络中，用于保证数据传输准确性的机制是（）A 流量控制B 差错控制C 拥塞控制D 路由选择3、下列哪个不是工业控制网络的性能指标？（）A 带宽B 延迟C 成本D 吞吐量4、工业以太网中，MAC 地址的长度是（）位。
A 16B 32C 48D 645、以下哪种协议适用于工业现场的设备级通信？（）A ProfibusB ModbusC CAND Ethernet/IP6、在工业控制网络中，用于实现网络互联的设备是（）A 交换机B 路由器C 网关D 防火墙7、工业控制网络中的实时操作系统通常具有（）特点。
A 高可靠性B 高通用性C 高复杂性D 高开发成本8、以下哪种工业控制网络技术具有较强的抗干扰能力？（）A 无线通信B 光纤通信C 蓝牙通信D 电力线通信9、工业控制网络的安全防护措施不包括（）A 访问控制B 数据加密C 病毒查杀D 系统升级10、以下哪个是工业控制网络中的现场总线？（）A TCP/IPB WiFiC DeviceNetD 蓝牙三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述工业控制网络与传统办公网络的区别。
2、说明工业控制网络中冗余技术的作用和实现方式。
3、解释工业控制网络中“一网到底”的概念及其优势。
四、综合应用题（20 分）某工厂有一个自动化生产线，包括多个传感器、执行器和控制器。
请设计一个基于工业以太网的网络架构，包括网络拓扑结构、设备选型和通信协议的选择，并说明设计的理由。
工业控制网络思考题
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思考题
习题4. 工业控制系统用的国际标准是哪个标准？ 设备层的现场总线国际标准是哪个标准？道路交 通工具用的现场总线国际标准是哪两个标准？ 答：工业控制系统用的现场总线国际标准是 IEC61158，设备层的现场总线国际标准是 IEC62026，道路交通工具用的现场总线国际标 准是ISO11898和ISO11519。
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思考题
习题6. OSI参考模型和TCP/IP参考模型的相似之处 和不同之处？ 答：相似之处：（1）都是基于独立的协议栈的概 念。（2）层的功能也大体相似。（3）在两个模 型中，传输层以上的层都是传输服务的由应用主 导的用户。 不同之处：（1）OSI参考模型把服务、接口 和协议这3个概念之间的区别明确化了。TCP/IP 参考模型最初没有明确区分服务、接口和协议。 OSI模型中的协议比TCP／IP参考模型的协议具 有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对比较 容易地替换掉。
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思考题
习题9. 使用晶振频率为24MHz的独立CAN控制器 SJA1000，若总线定时寄存器BTR0=01Hex， BTR1=1Bhex，则由其所决定的位速率是多少？ 答：见下一页
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思考题
习题9. 答案
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思考题
习题10.在数据链路层和物理层中，DeviceNet与 CAN的主要区别是什么？ 答：CAN的最高通信速率可达1Mbps，DeviceNet 只用了125kbps、250kbps、500kbps三种速率 ；DeviceNet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；在CAN 定义的4种帧类型中，DeviceNet不使用其中的远 程帧。
春季学期《工业控制网络》试题答案
哈工大 2009 年 春 季学期工业控制网络 试题A一、填空题（18分，每空0.5分）1、ControlNet 的MAC 帧由前同步、 起始界定符 、源MACID 、 链路数据包 、 CRC 和结束界定符组成。
ControlNet 使用 隐形令牌传递 机制获取媒体访问权。
2、DeviceNet 的位选通命令和响应报文可在一个主站与它的从站间传送 少量 的I/O 数据，而轮询命令和响应报文可在一个主站与它的轮询的从站间传送 任意量 的I/O 数据。
3、DeviceNet 主站是为过程控制器 采集和分配I/O 数据的设备。
DeviceNet 对象用于提供到DeviceNet 上的一个物理连接的 配置 及状态。
DeviceNet 的网络速度可为 125kbps 、 250kbps 和 500 kbps ，总线长度最长可达 500 m 。
4、CAN 远程帧由6个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是： 帧起始 、 仲裁场 、 控制场 、 CRC 场 、 应答场 和帧结束。
第 1 页 （共 12 页）5、CAN总线借助位填充或非归零码规则进行编码。
CAN的总线长度最长可达10 km，通信速率最高可达1M bps。
6、TCP/IP参考模型的4层分别是：主机至网络层、互联网层、传输层和应用层。
7、无证实服务包括请求和指示2个原语。
8、国际电工委员会IEC61158对现场总线的定义是：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。
9、进入国际标准IEC62026的现场总线包括AS-i 、DeviceNet 、SDS 和Seriplex 。
10、模拟数据编码的三种编码方法为幅键键控ASK 、频移键控FSK 、和相移键控PSK。
二、单选题（共14分，每题1分）1、CAN总线定时寄存器1（BTR1）的BIT7位即SAM位为“1”时，总线被采样A. 1次B. 2次C. 3次D. 4次答：（C ）2、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？A. LonworksB. HARTC. CC-LinkD. Sensoplex2 答：（A ）第2 页（共12 页）3、下列设备中哪个不属于总线设备？A. 普通按钮开关B. 变送器/传感器C. 执行器D. 现场总线网桥/网关答：（A ）4、SJA1000的最大时钟频率为多少？A. 24MHzB. 30MHzC. 20MHzD. 16MHz 答：（A ）5、CAN总线在进行故障界定时，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？A. 96B. 119C. 127D. 255 答：（A ）6、标准格式的CAN数据帧，若不计填充位A. 最短为42位，最长为105位B. 最短为42位，最长为109位C. 最短为44位，最长为108位D. 最短为44位，最长为110位答：（C ）7、双绞线按规则螺旋结构排列的目的是A. 使各线对之间易于区别B. 使各线对之间的电磁干扰最小C. 使各线对的韧性更强D. 以上皆不是答：（B ）第3 页（共12 页）8、在DeviceNet现场总线中，若显式请求报文的服务区字节内容为0x05，则在该报文的响应报文中的服务区字节内容为：A. 0x00B. 0x05C. 0x85D. 0xC5 答：（C ）9、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）10、ControlNet不支持下面哪种I/O数据触发方式？A. 位选通B. 轮询C. 状态改变D. 周期答：（A ）11、ControlNet的最大网络速度为A. 500kbpsB. 1MbpsC. 2MbpsD. 5Mbps 答：（D ）12、根据DeviceNet预定义主/从连接组报文规定，若主站有I/O轮询命令要发给从站，则使用下面哪一个报文？第4 页（共12 页）A. 组1报文ID DB. 组2报文ID5C. 组1报文ID FD. 组2报文ID 2 答：（ B ） 13、DeviceNet 规范规定，DeviceNet 使用几芯电缆？ A. 2 B. 3 C. 4D. 5 答：（ D ） 14、目前使用的DeviceNet 传送类-触发属性的传送类包括： A. 类0、类1、类2、类3 B. 类0、类1、类2 C. 类0、类2、类3D. 类1、类2、类3 答：（ C ）四、简答题（18分，每小题3分）1. CAN 总线采用非破坏性逐位仲裁机制解决总线访问冲突问题，请简述其基本原理。
《工业控制网络》哈工大 试题4
工业控制网络试题B一、名词解释（共3分）1、FCS（本题0.5分）答：现场总线控制系统。
2、SAP（本题0.5分）答：服务访问点。
3、CSMA/CD（本题0.5分）答：载波监听多路（点）访问/冲突检测。
4、SDU（本题0.5分）答：服务数据单元。
5、全双工通信（本题0.5分）答：能同时进行双向通信。
6、点对点网络（本题0.5分）答：由一对对机器之间的多条连接构成的网络。
第1 页（共9 页）试题：工业控制网络班号：姓名：二、填空题（共24分，每空0.5分）1、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、ISO OSI开放系统互联参考模型分为7层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
3、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（ED2.0）中的现场总线类型有FF H1、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE、SwiftNet、WorldFIP、Interbus。
4、CAN总线数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。
5、CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示和控制：数据帧、远程帧、错误帧、超载帧，长度可变的位场是数据场。
6、DeviceNet现场总线的优点是开放、低价、可靠、高效。
7、在DeviceNet现场总线中，一个连接中一般包含3种类型的定时器，即发送触发定时器、静止/看门狗定时器和生产停止定时器。
8、CAN总线中，就错误界定而言，一个单元可能处于下列3种状态之一：错误激活、错误认可和总线脱离；为了界定故障，在每个单元中都设有两种计数：发送错误计数和接收错误计数。
第2 页（共9 页）三、单选题（共8分，每题1分）1、ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的：A. SiemensB. BoeingC. RockwellD. Fisher-Rosemount 答：（C ）2、SJA1000是：A. CAN控制器接口芯片B. CAN控制器驱动芯片C. 在片CAN控制器芯片D. 独立CAN控制器芯片答：（D ）3、标准格式的CAN数据帧，若计填充位，A. 最短为42位，最长为125位B. 最短为42位，最长为129位C. 最短为44位，最长为127位D. 最短为44位，最长为132位答：（D ）4、独立CAN控制器SJA1000采用BasicCAN模式，关于其接收滤波公式，下列表述正确的是：A. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)同或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收B. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)异或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收C. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位同或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收D. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位异或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收答：（ C ）第3 页（共9 页）5、CAN总线两端应加终端电阻，其标准阻值为：A. 75ΩB. 120ΩC. 200ΩD. 330Ω答：（B ）6、使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01Hex，BTR1=1Chex，则由其所决定的位速率是：A. 1MbpsB. 500kbpsC. 250kbpsD. 125kbps 答：（C ）7、在DeviceNet现场总线中，若显式请求报文的服务区字节内容为0x05，则在该报文的响应报文中的服务区字节内容为：A. 0x00B. 0x05C. 0x85D. 0xC5 答：（C ）8、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）第4 页（共9 页）四、判断题（10分，每小题1分）1、CSMA的1-坚持退避算法缺点是介质的利用率较低。
龙岩学院2016-2017年-《工业控制网络》期末试题
龙岩学院2016-2017年《工业控制网络》期末试卷部分题一、填空题30.模拟数据编码的三种编码方式为幅键键控ASK、频移键控FSK和相移键PSK。
38.CAN总线数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。
40.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。
41.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。
46.PROFIBUS的OSI模型由应用层、数据链路层和物理层组成三层模型。
2. 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；a) 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 b) 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。
c) 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。
6.循环冗余校验的工作原理答：原理如图所示：注意：（1）k为生成多项式G(x)的最高幂值；（2）CRC校验码生成是采用二进制模二算法，即减法不借位，加法不进位。
这是一种异或操作。
【例】设数据为1011010，生成多项式为G（x）＝x4+x+1，求数据1011010的CRC编码。
求解过程如下：余数多项式对应的校验码为：1111, 所求的CRC编码为10110101111。
25.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。
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。
工业控制系统的多功能扩展应用考核试卷
B. PROFIBUS
C. CAN
D. TCP/IP
12.工业控制系统的多功能扩展应用可能面临以下哪些挑战？（）
A.系统集成
B.数据安全
C.人员培训
D.成本控制
13.以下哪些技术可以用于实现工业控制系统的远程访问？（）
A. VPN
B. SSL
C.虚拟化技术
D.移动通信技术
14.工业控制系统中，以下哪些设备可能用于执行物理操作？（）
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. B
3. C
4. B
5. C
6. B
7. B
8. A
9. B
10. D
11. D
12. A
13. C
14. C
15. A
16. D
17. C
18. B
19. D
20. D
二、多选题
1. ABCD
2. ABD
3. ABC
4. ABC
5. ABCD
6. ABCD
7. ABCD
（以下为其他题型，本题仅要求完成单项选择题）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.工业控制系统（ICS）的常见安全威胁包括以下哪些？（）
A.网络攻击
B.硬件故障
C.恶意软件
D.操作失误
2.以下哪些技术可以被用于提高工业控制系统的可靠性？（）
7. OPC UA是面向工业自动化的_______通信标准。（）
8.工业控制系统中的_______技术可以实现设备的预测性维护。（）
9.在工业控制网络中，_______协议常用于实现现场设备与监控层的通信。（）
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工业控制网络 试题A一、填空题（共5分，每空0.5分）1、罗克韦尔推出的现场总线控制系统的三层网络结构，其设备层、控制层、信息层三层网络分别为：DeviceNet 、ControlNet 、 EtherNet/IP 。
2、传输介质的特性主要包括：物理特性、传输特性、连通特性、地理范围、抗干扰性、相对价格。
3、DeviceNet 现场总线网络上节点数最多可达64个，支持 125kbps 、250kbps 、500kbps 三种波特率。
二、单选题（共5分，每小题1分）1、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？ A. L onworks B. HART C. C C-Link D. Sensoplex2 答：（ A ）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：2、CAN 控制器接口PCA82C250的作用可归纳为： A. 驱动和隔离 B. 驱动和保护C. 保护和隔离D. 以上都不是 答：（ B ） 3、独立CAN 控制器SJA1000采用BasicCAN 模式，关于其接收滤波公式，下列表述正确的是：A. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)同或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收B. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)异或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收C. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位同或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收D. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位异或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收答：（C ）4、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）5、ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的：A. S iemensB. BoeingC. R ockwellD. Fisher-Rosemount 答：（C ）第 2 页（共11页）三、判断题（共5分，每小题1分）1、FF、Profibus、FF HSE、P-Net、WorldFIP、SwiftNet、Ethernet/IP、PROFInet均进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（第3版）。
答：（对）2、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、形式错误、应答错误。
答：（ 对 ）3、ControlNet 现场总线物理介质使用RG6同轴电缆、光纤。
网络速度5Mbps 。
答：（ 对 ）4、DeviceNet 现场总线仅支持3种I/O 数据触发方式：位选通、轮询、状态改变（COS ）。
答：（ 错 ）5、在CAN 总线中，当错误计数值大于90时，说明总线被严重干扰。
答：（ 错 ）四、简答题（共20分，每小题4分）1、你是如何看待有多种现场总线成为国际标准这一事实？你认为现场总线标准是否有统一的可能？ 答：（1）对第一个问题的回答：一是技术原因。
（1分）目前尚没有一种现场总线对所有应用领域在技术上都是最优的。
二是利益驱动。
（1分）出于保护自身投资利益的需要，各大公司和总线组织都力争使自己支持的现场总线成为国际标准。
（注：其他回答言之有理即可）（2）对第二个问题，可有多种回答，言之有理即可（2分）第 3 页 （共 11页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：2、CAN 有哪几种帧类型？其中标准数据帧的组成是怎样的（以图说明），并指出标准数据帧最少和最多各有多少位？（不计填充位） 答：CAN 有4种帧类型，分别为数据帧、远程帧、错误帧与超载帧。
（1分） 数据帧组成如下图所示：（1分）标准数据帧不计填充位，最少44位（1分），最多108位（1分）。
3、数据链路层的主要功能是什么？一般分为哪两个子层？答：数据链路层的主要功能：产生和识别帧边界；（1分）解决由于帧的破坏、丢失和重复所出现的问题；（1分）流量调节机制；（1分）控制对共享信道的访问——MAC机制。
（1分）数据链路层一般分为逻辑链路控制子层LLC和媒体访问控制子层MAC。
（1分）（注：答出上述任意4点即可）第4 页（共11页）试题：工业控制网络班号：姓名：4、简述MAC（煤体访问控制）的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）控制方案。
答：先听再讲。
一个站要发送，首先需监听总线，以确定介质上是否存在其它站的发送信号。
（1分）如果介质是空闲的，则可以发送。
（1分）如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
（1分）每个工作站发送信息之后，还要继续监听总线，以判定是否有其它站正在与本站同时向传输线发送，一旦发现，便中止当前发送。
（1分）5、在Modbus RTU模式下，如何界定报文帧的起始与结束？再给出2种你所知道的将EIA-485作为物理层接口的现场总线，试分析在用于通信时，为什么EIA-485比EIA-232的抗干扰能力强？答：帧间字符间隔大于等于3.5个字符时间（1分）；Profibus,Interbus,LonWorks,P-NET,BACnet,BIT bus中选两个做答（2分）；EIA-485的平衡差分电路电气连接图如下：由于噪声电压往往在两根通信线上同时出现，并且方向一致，因此对于差分接收端来说，一根通信线上的噪声会被另一根通信线上的噪声抵消。
同时，一般也不受地电位的波动的影响，因为接收端是根据两根通信线之间的电位差来判断信号逻辑的，地电位差对其无影响（1分）。
第5 页（共11 页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：五、设计分析题（共10分，每小题5分）1、NRZ 编码带宽利用率高，但缺乏时钟同步；曼彻斯特编码自带同步，但带宽利用率不高。
请你结合它们的优点，自己设计一种编码。
答：V AN 总线有一种编码方案，由振荡器时钟周期派生出一个时间单元称为时隙，用5位时隙表示4位数据。
前3个时隙采用NRZ 编码，表示3位；后2个时隙采用曼彻斯特编码，表示1位。
如图所示：（注：有多种答案，只要符合思想即可）2、分析DeviceNet 的报文组的优先权，并加以解释。
答：DeviceNet 有4个报文组（1分），分别为组1、组2、组3与组4报文。
报文标识符如下表所示：（2分，每个报文0.5分） 由于DeviceNet 采用CAN 的物理层（1分），根据CAN 的MAC 机制，可以得出优先级由高到低依次为：组1>组2>组3>组4。
（1分）六、计算题（15分，第1小题10分，第2小题5分）1、已知有3个CAN 总线节点，分别为节点1、节点2与节点3。
各节点使用独立CAN 控制器SJA1000，晶振频率为16MHz 。
若要实现总线通信的波特率为250kbps ，给定发送报文ID 为10001000100，节点1发送报文，节第6 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：点2接收报文，但节点3不接收报文。
试写出各节点的BTR0、BTR1、ACR（注：节点3也要求波特率设置为250kbps）与AMR的设置，并给出计算过程。
答：（1）波特率计算BTR0各位为：SJW.1/ SJW.0/BRP.5/BRP.4/BRP.3/BRP.2/BRP.1/BRP.0BTR1各位为：SAM/TSEG2.2/TSEG2.1/TSEG2.0/TSEG1.3/TSEG1.2/TSEG1.1/TSEG1.0因t CLK=1/f XTAL=1/16M=62.5ns，则CAN系统时钟tscl =2 tCLK BRP=125BRP纳秒。
（1分）若使波特率为250kbps，则每一位的位时间T须为4us（1分）（即4000ns），令其含有p（8-25的整数）个（1分）CAN系统时钟，则应使125*p*BRP=4000，故波特率预引比例因子BRP=2，p=16。
（1分）因BRP=32BRP.5+16BRP.4+8BRP.3+4BRP.2+2BRP.1+BRP.0+1，故BRP.5-BRP.0各位皆应为0x01。
可取同步跳转宽度（不应超过下文的pTSEG1或pTSEG2）SJW为1，则SJW.1-SJW.0各位皆应为0。
故解得BTR0=0x01。
因波特率为250kbps，属高速总线，所以应采用1次采样，SAM取值0。
（1分）因每一位时间T=t SYNCSEG+t TSEG1+t TSEG2，所以有：p=p SYNCSEG+p TSEG1+p TSEG216=1+ p TSEG1+p TSEG2可令p TSEG1=13，p TSEG2=2（1分）则TSEG2.2=0、TSEG2.1=0、TSEG2.0=1TSEG1.3=1、TSEG1.2=1、TSEG1.1=0、TSEG1.0=0故解得BTR1=0x1C。
所以BTR0=0x01、BTR1=0x1C（1分）为本题的一组解。
答案：0x01 0x1C ；0x01(41) 0x2B；0x01(41/81) 0x3A；0x01(41/81/C1) 0x49；0x01(41/81/C1) 0x58；0x01(41/81/C1) 0x67；0x03 0x14；0x03(43) 0x23；(注：节点1、节点2与节点3采用上面答案中任选一组即可)（2）节点1由于只是发送报文，故ACR与AMR可以任意设置。
（1分）节点2由于要接收节点1发送的报文，满足[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111即可。
（1分）节点3由于不接收报文，只要不满足[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111即可。
（1分）第7 页（共11 页）2、以图解的方式说明一个预定义主/从连接组的轮询I/O连接的成功分配。
从站是一个UCMM能力设备。
假定一个显式信息连接已通过组3建立，并已约定好后面的通信主站使用组3报文ID4，从站使用组3报文ID0。
报文体格式为DeviceNet（16/16）。
主站MAC ID为0A，从站MAC ID为02。
答：（第一个报文3分，第二个报文2分。
其中标识符各占1分。
）第8 页（共11页）七、综合题（共10分）1、通过这门课，你主要学习到了什么？试对本门课程的内容进行概括答：内容概括中应体现出绪论（现场总线概念及其技术特点）、数据通信/计算机网络、CAN、DeviceNet、Modbus等部分。
（每部分1分）第9 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：图1 预定义主/从连接组标识符区定义[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111图2 SJA1000的BasicCAN模式报文滤波公式图3总线定时寄存器0（BTR0）各位的说明图4总线定时寄存器1（BTR1）各位的说明图5 分配选择字节内容第10 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：图6 分配_主/从_连接_组请求报文图7 分配_主/从_连接_组请求的成功响应报文第11 页（共11 页）。