工业控制及现场总线复习题

1．物理层使用中继器，通过复制位信号延伸网段长度。

2．总线就是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。

3．PROFIBUS的三种典型网络：PA网、DP网和FMS网。

4．FF总线中，设备描述语言是一种用以进行设备描述的标准编程语言。

5．数据通信系统中通常采用三种数据交换方式：线路交换方式、报文交换方式、报文分组交换方式。

6．FF总线的四个层次：物理层、数据链路层、应用层、用户层。

7．LonTalk协议支持多种传输介质：双绞线、电力线、无线射频、红外线、同轴电缆和光纤等。

8．工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的一种工业网络。

9．神经元芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是LON总线的通信处理器，而且是具有I/O 和控制的通用处理器。

10．数据链路层使用网桥，在局域网之间存储或转发数据帧。

11．中继器 (repeater)又称重发器。

12．网络层使用路由器在不同网络间存储转发分组信号。

13．中继器是一个再生器，而不是一个放大器。

14．传输层及传输层以上，使用网关进行协议转换，提供更高层次的接口。

15．中继器放置在传输线路上的位置是很重要的，中继器必须放置在任一位信号的含义受到噪声影响之前。

16．WorldFIP总线与FFHSE可以实现“透明联接”。

17．PROFIBUS-DP:用于传感器和执行器级的高速数据传输。

18．传输层及传输层以上，使用网关进行协议转换，提供更高层次的接口。

19．PA具有本质安全特性。

20．Profibus-PA用于过程控制（连续生产过程）。

21．Profibus-DP、Device-NET用于离散控制。

22．Lonworks用于楼宇自动化。

23．对象的嵌入与链接技术是OLE。

24．PROFIBUS-FMS:解决车间一级通用性通信任务。

25．动态数据交换技术是DDE。

26．PROFIBUS-DP采用RS-485双绞线或光缆传输。

27．FF总线把通信设备分为三类：链路主设备、基本设备和网桥。

28．SIMATICS7通过DP网络连接分散的设备，应用STEP7所具有的硬件和软件组态功能将分散的设备集成在一起，构成分散控制系统。

29．以PC为平台的PLC称之为基于PC的PLC，就是将PC机的硬软件与控制软件集成在一起，既具有30．传统PLC的功能，又具有PC机的操作监视和管理功能。

31．FF总线中链路主设备有能力成为链路活动调度器的设备。

32．CAN用于车辆制造业。

33．SwiftNet用于飞机制造业。

34．P-Net用于农业及养殖业。

35．LonTalk通信协议支持OSI／RM的所有七层模型，是直接面向对象的网络协议。

36．LonMaker是图形化工具，用于图形绘制、系统调试和网络的维修保养；节点开发工具NodeBuilder；节点和网络安装工具LonBilder。

37．LonTalk通信协议中，收发器是神经元芯片与信道的接口。

38．CAN数据链路层由一个CAN控制器实现，采用了CSMA/CD方式。

39．CAN总线数据链路层的媒体访问控制子层是MAC。

40．基于Producer/Consumer通信模式的总线是DeviceNet。

41．现场总线的定义。

答：用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统；广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统；基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS；一种数字化的串行双向通信系统。

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进行双向、串行、多节点、数字式的数据交换的通信技术。

42．结合实例阐述DCS与FCS的各自优点及差别。

答：(1)结构：FCS，一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号。

DCS，一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。

(2)可靠性：FCS，可靠性好：数字信号传输抗干扰能力强，精度高。

DCS，可靠性差：模拟信号传输不仅精度低，而且容易受干扰。

(3)失控状态：FCS，操作员在控制室既可以了解现场设备过现场仪表的工作情况，也能对设备进行参数调整，还可以预测或寻找故障，使设备始终处于操作员的过程监控与可控状态之中。

DCS，操作员在控制室既不了解模拟仪表的工作情况，也不能对其进行参数调整，更不能预测故障，导致操作员对仪表处于“失控”状态。

(4)控制：FCS，控制功能分散在各个智能仪器中。

DCS，所有的控制功能集中在控制站中。

(5)互换性：FCS，用户可以自由选择不同制造事故内提供的性能价格比最优的现场设备和仪表，并将不同品牌的仪表互连，实现“即插即用”。

DCS，尽管模拟仪表统一了信号标准（4~20mA DC），可是大部分技术参数仍由制造厂自定，致使不同品牌的仪表不能互换。

(6)仪表：FCS，智能仪表除了具有模拟仪表的检测、变换、补偿等功能外，还具有数字通信能力，并且具有控制和运算能力。

DCS，模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。

43．组态的定义。

“组态”的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的目的。

也就是通过对软件采用非编程的操作方式，进行参数填写、图形连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。

44.基金会现场总线的通信模型包括哪些层次，各自的作用是什么？
分为4层，从下至上分别为物理层、数据链路层、应用层、用户层。

物理层规定了信号如何发送；
数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信；
应用层则规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式；
用户层则用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备管理，实现网络管理、系统管理等。

1.用速率为1200bps的调制解调器（无校验位，一位停止位），1分钟内最多能传输多少个汉字（一个汉字为两个字节）。

（1）60秒传输位数（2）每个汉字传输位数（3）60秒传输的汉字数
解：（1）60秒传输位数：1200×60=72000位
（2）每个汉字传输位数：（8＋1＋l）×2=20位
（3）60秒传输的汉字数：72000÷20=3600个
45.CRC校验码是网络通信中普通采用的形式，假设待发送的消息为1000100100，生成多项式选用5
=+，CRC校验码为多少，发送方发出的信息为什么？
()1
G x x
解:
根据待发送的消息10 0010 0100,可得
信息字段代码: 952
=++代码为: 10 0010 0100
m x x x x
()
生成多项式: 5
=+代码为:10 0001
G x x
()1
514107
=++代码为:100 0100 100 0000
m x x x x x
()
G x进行模2的除法运算，相当于按位异或，即
5
()
m x x再与()
1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 1 0 0 0 1 0 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 1 0 1 1 1 0 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 1 1 0 1 1 0
1 1 0 1 0 1
------------------------------------
0 0 0 0 1 1 <--------------余数即校验码
发送方发出的信息：100010010111
46. 某企业想要建设工业以太网，其现场设备包括
Profibus DP的设备、模拟数字信号的采集、设备
的流程控制等，按照工业以太网的三层网络标准，
针对画出的以太网络图列出主要的设备及其功能。

其主要以太网图形如下：
答：网络中主要包括以下设备：控制或设计用计算机、交换机、网关等，其功能如下：计算机，主要用来实现企业管理层的决策、网络的组态及维护，生产设备的日常调度及控制等。

网关，主要实现以太网协议与Profibus协议的转换，方便不同协议的网络实现互联，最张实现数据的共享等。

交换机，是以太网组建的主要硬件载体，其功能是实现网络上各设备间的数据链路功能。