西南科技大學(xué)2014-2015年《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)》期末復(fù)習(xí)題

1、西南科技大學(xué)2014-2015年工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)期末復(fù)習(xí)題一、填空題1. 按照地理分布距離和覆蓋范圍來看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和 局域網(wǎng)。 2. 光纖分為單模和多模兩種類型，其傳輸原理都是基于光的 全反射。 3. 工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不單單是一個(gè)完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，還是一個(gè)借助網(wǎng)絡(luò)完成控制功能的自控系統(tǒng)。 4.工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)為_現(xiàn)場設(shè)備層、車間監(jiān)控層和工廠管理層三個(gè)層次。5. 參照ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)模型，CAN通信模型包括 物理層 和 數(shù)據(jù)鏈路層 兩層。 6. CAN的報(bào)文幀有以下四種類型：數(shù)據(jù)幀、 遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。 7. 同步是數(shù)據(jù)傳輸中必須要解

2、決的重要問題，在報(bào)文幀的傳送過程中有三種同步方式：位同步、 字同步 和 幀同步。8.工業(yè)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了基地式儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等主要階段。 9.CAN總線是有效支持分布式實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，從定位時(shí)的同步方式考慮，它屬于異步通信。 10.現(xiàn)場總線是用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。 11.CAN總線支持位仲裁的介質(zhì)訪問方式，是多主工作方式。 12.CAN通信協(xié)議規(guī)定了4種不同類型的幀：數(shù)據(jù)幀，遠(yuǎn)程幀，錯(cuò)誤幀，過載幀。 13.CAN總線上用顯性和隱性兩個(gè)互不的邏輯值表示0和1。 1

3、4.CAN協(xié)議可以檢測到位錯(cuò)誤，填充錯(cuò)誤，CRC錯(cuò)誤，格式錯(cuò)誤，應(yīng)答錯(cuò)誤。 15. CAN總線是多主工作方式，任意節(jié)點(diǎn)可以主動(dòng)發(fā)送信息。通過非破壞性總線仲裁機(jī)制解決多節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送時(shí)的沖突問題。 16.CAN的ISO/OSI參考模型包括兩層：數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。 17.CAN空閑時(shí)網(wǎng)絡(luò)電平保持隱性1位。 18.現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。 19.RS-422接口通信需要4根線，它是全雙工的，RS-485接口通信需要2根線，它是半雙工的。 20.Modbus基于串行鏈路的通信方式有ASCII和RTU。21.PROFIBUS-DP協(xié)議的兩個(gè)主要部分

4、是用戶接口層和直接數(shù)據(jù)鏈接映射層。 22.目前的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)IEC61158提供了三種傳輸方式：雙絞線、同軸電纜、光纖。 23.基于PROFIBUS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三層組成：底層控制層、SCADA層（現(xiàn)場監(jiān)控層）、遠(yuǎn)程監(jiān)控層。 24.CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)達(dá)10km ，通信速率最高可達(dá)1Mbps。 25.DeviceNe的應(yīng)用層采用的是控制與信息協(xié)議（CIP）,CIP也是ControlNet/和Ethernet/IP所采用的應(yīng)用層協(xié)議。 26.報(bào)文接受節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)文的目的地址段是否與自己的地址相同，來判斷報(bào)文是否是發(fā)給自己的。 27.CIP要發(fā)送的報(bào)文分為顯式報(bào)文和隱式報(bào)文兩種。

5、 28.ControlNet是高速的控制和I/0網(wǎng)絡(luò)，具有增強(qiáng)的I/O性能和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信能力，支持多主方式，可以從任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 29.ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP是羅克韋爾公司推出的三種現(xiàn)場總線產(chǎn)品。30.模擬數(shù)據(jù)編碼的三種編碼方式為幅鍵鍵控ASK、頻移鍵控FSK和相移鍵PSK。 31.局域網(wǎng)中基本的網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有3種：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 32.DDE通信功能包括：啟動(dòng)、停止、推動(dòng)、執(zhí)行、終止。33.自動(dòng)控制從非智能、低智能到高智能的發(fā)展階段經(jīng)歷了：模擬儀表控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)四個(gè)

6、階段。 34. 分布控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較多采用 星形 、 環(huán)形 、和 總線型 等 三種結(jié)構(gòu)。 35. 通信方式按照信息的傳輸方向分為 單工、雙工 和 半雙工 等三種方式。 36.介質(zhì)訪問方式包含 隨機(jī)訪問 和 受控訪問 兩大類，其中常用爭用總線技術(shù) 為 CSMA/CD 。 37.在CAN總線中存在5種不同的錯(cuò)誤類型，即：位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤、 形式錯(cuò)誤、應(yīng)答錯(cuò)誤。 38.CAN總線數(shù)據(jù)幀由7個(gè)不同的位場組成：幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、應(yīng)答場、幀結(jié)束。 39.控制網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比主要特點(diǎn)有： 數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性、 高可靠性 及 互可操作 。40.局域網(wǎng)常

7、用的拓外結(jié)構(gòu)有總線、星形和環(huán)形三種。著名的以太網(wǎng)（Ethernet）就是采用其中的 總線 結(jié)構(gòu)。 41.開放系統(tǒng)互連參考模型OSI中，共分七個(gè)層次，分別是 應(yīng)用層 、 表達(dá)層 、 會(huì)話層 、 傳輸層 、 網(wǎng)絡(luò)層 、 數(shù)據(jù)鏈路層 和物理層。42. PROFIBUS由以下三個(gè)兼容部分組成: PROFIBUS-DP 、 PROFIBUS-PA 和 PROFIBUS-FMS 。43. LonWorks擁有三個(gè)處理單元的神經(jīng)元芯片：一個(gè)用于 鏈路層的控制 ，一個(gè)用于 網(wǎng)絡(luò)層的控制，另一個(gè)用于 用戶的應(yīng)用程序 。44.LonTalk協(xié)議提供了 應(yīng)答方式 、請(qǐng)求/響應(yīng)方式 、非應(yīng)答重發(fā)方式 和 非應(yīng)答方式

8、四種類型的報(bào)文服務(wù)。45.PROFIBUS的總線存取方式有：主站之間采用令牌方式 傳送，主站和從站之間采用 主從方式 傳送。46.PROFIBUS的OSI模型由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層 和 物理層 組成三層模型。47.CAN總線上用 顯性和隱形 兩個(gè)互補(bǔ)的邏輯值表示“0”和“1”。48.PROFINET由PROFIBUS國際組織推出, 是新一代基于 工業(yè)以太網(wǎng) 的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn). 49.現(xiàn)場總線PROFIBUS通常采用 雙絞線 作為傳輸介質(zhì),在電磁干擾很大的環(huán)境下,可使用_光纖_。50.本質(zhì)安全技術(shù)是指保證電氣設(shè)備在 易燃 、 易爆 環(huán)境下安全使用的一種技術(shù)。它的基本思路是限制在上述危險(xiǎn)場所中工作的

9、電氣設(shè)備中的能量 ，使得在任何故障的狀態(tài)下所產(chǎn)生的電火花都不足以引爆危險(xiǎn)場所中的 易燃 、 易爆物質(zhì) 。51. PROFIBUS-DP協(xié)議是為自動(dòng)化制造工廠中分散的I/0設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備所需要的高速數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的。PROFIBUS-PA是PROFIBUS的過程自動(dòng)化解決方案。PROFIBUS-FMS的設(shè)計(jì)旨在解決車間一級(jí)的通信。52. PROFIBUS主站具有總線存取控制權(quán)，從站沒有總線存取控制權(quán)。53. PROFIBUS采用混合的總線存取控制機(jī)制，即在主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。54. DP主站（1類）循環(huán)地與DP從站交換用戶數(shù)據(jù)：PLC、PC或可以做1類主站使用的

10、控制器。 2類DP主站是操作員工作站、編程裝置，診斷和管理設(shè)備，完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。 DP從站：PLC、分散式I/O、驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備。55.網(wǎng)橋把數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，使得處于兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可以互相通話。56.LonTalk通信協(xié)議支持OSI的所有七層模型，是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這也是一般現(xiàn)場總線所不具備的特點(diǎn)。57.LonTalk協(xié)議提供了應(yīng)答方式、請(qǐng)求響應(yīng)方式、非應(yīng)答重發(fā)方式和非應(yīng)答方式四種類型的報(bào)文服務(wù)。58. LonWorks擁有三個(gè)處理單元的神經(jīng)元芯片：一個(gè)用于鏈路層的控制，一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)層的控制，另一個(gè)用于用戶的應(yīng)用程序。

11、59.交換式控制網(wǎng)絡(luò)中，交換技術(shù)常采用兩種工作方式：直通方式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。60.專門為LonWorks的神經(jīng)元芯片設(shè)計(jì)的編程語言叫Neuron C語言，它是以ANSI C為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。62.Modbus總線的尋址空間為256，其中，地址0為廣播地址。62.工業(yè)以太網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的機(jī)制主要包括采用交換式集線器（交換機(jī)）、使用全雙工通信模式、采用虛擬局域網(wǎng)、服務(wù)質(zhì)量。63.工業(yè)以太網(wǎng)中通常采取措施來緩解通信不確定性：采用全雙工以太網(wǎng)技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、采用交換式以太網(wǎng)技術(shù)64.控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)可以通過DDE實(shí)現(xiàn)兩者的集成，其實(shí)質(zhì)是各應(yīng)用程序通過共享內(nèi)存來交換數(shù)據(jù)。65.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)NCS是通過

12、網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋的控制系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)而言具有很多優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)程操作與控制、實(shí)現(xiàn)資源共享、增加系統(tǒng)靈活性。66.通信方式根據(jù)CPU與外設(shè)之間連線結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳送方式不同，分為并行通信和串行通信。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式不同分為同步通信和異步通信。二、選擇題1. CSMA/CD的通信原理可以歸結(jié)為四句話，下列哪個(gè)選項(xiàng)正確（ C ） A.發(fā)前先偵聽、邊發(fā)邊檢測、空閑即發(fā)送、沖突時(shí)退避 B.發(fā)前先偵聽、邊發(fā)邊檢測、沖突時(shí)退避、空閑即發(fā)送 C.發(fā)前先偵聽、沖突時(shí)退避、空閑即發(fā)送、邊發(fā)邊檢測D.發(fā)前先偵聽、空閑即發(fā)送、邊發(fā)邊檢測、沖突時(shí)退避 2. 工業(yè)自動(dòng)化主要包括三個(gè)層次，下列哪個(gè)不是（ B ） A基礎(chǔ)

13、自動(dòng)化 B.應(yīng)用自動(dòng)化C管理自動(dòng)化 D.過程自動(dòng)化 3. Profibus的通信參考模型中不包括下面那一項(xiàng)（ D ） A.物理層 B.數(shù)據(jù)鏈路層 C.應(yīng)用層 D.網(wǎng)絡(luò)層4. 以下幾種通訊協(xié)議不屬于以太網(wǎng)范疇的是( D ) A. PROFINET B. Modbus/TCP C. EhterNet/IP D. ProFibus 5. 工業(yè)以太網(wǎng)在使用中可以揚(yáng)長避短，緩解其通信不確定性弊端，以下措施不屬于緩解通信不確定性的是( A ) A. 采用大容量服務(wù)器 B. 控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷 C. 采用全雙工以太網(wǎng)技術(shù) D. 采用交換式以太網(wǎng)技術(shù) 6. 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式有三種，以下不屬于其中的是（ A

14、 ） A. 數(shù)據(jù)同步 B. 令牌訪問 C. 時(shí)分復(fù)用 D. 載波監(jiān)聽多路訪問 7、CAN總線使用的數(shù)據(jù)編碼是（ B ）。 A. 歸零碼（RZ） B.非歸零碼（NRZ） C. 曼徹斯特編碼 D. 差分曼徹斯特編碼 8、OSI通信模型中七層都具有的現(xiàn)場總線是（ A ）。 A. LonWorks B. CAN C. DeviceNet D. HART 9、CAN總線中，若具有下列報(bào)文ID的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀爭用總線，勝出的是（ C ）。 A. 11001100001b B. 11001101001 C. 11001000001 D. 11001000010 10、通信方式按照信息的傳輸方向分類，不正

15、確的是（ D ）。 A. 單工方式 B. 半雙工方式 C. 全雙工方式 D.異步方式 11、通過復(fù)制位信號(hào)和延伸網(wǎng)段長度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是（ C ）。 A. 網(wǎng)關(guān) B. 路由器 C. 中繼器 D.網(wǎng)橋 12現(xiàn)場總線PROFIBUS決定數(shù)據(jù)通信的是( C )。A智能從站 BDP從站C主站 D中繼器13.PROFINET是基于( D )的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。A. MPI B. PROFIBUS-DPC. PROFIBUS-PA D. 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)14PROFIBUS總線每個(gè)段上最多可接多少個(gè)站（ B ）。A16 B32 C126 D12715下面哪個(gè)說法不對(duì)（ B ）。A中繼器為信號(hào)放大器 B中繼器可實(shí)現(xiàn)

16、星型總線結(jié)構(gòu)C中繼器占用總線地址 D中繼器是總線負(fù)數(shù)16. 一個(gè)快速以太網(wǎng)交換機(jī)的端口速率為100Mbit/s，若該端口可以支持全雙工傳輸數(shù)據(jù)，那么該端口實(shí)際的傳輸帶寬為（ C）A100Mbit/s B 150Mbit/s C200Mbit/s D1000Mbit/s17.在常用的傳輸介質(zhì)中，（ C）的帶寬最寬，信號(hào)傳輸衰減最小，抗干擾能力最強(qiáng)。 A雙絞線B同軸電纜 C光纖 D微波18集線器和路由器分別運(yùn)行于OSI模型的（ D）A數(shù)據(jù)鏈路層和物理層B網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層C傳輸層和數(shù)據(jù)鏈路層D物理層和網(wǎng)絡(luò)層19. 在 TCP/IP 參考模型中TCP協(xié)議工作在（B ）A應(yīng)用層B傳輸層C互連層D主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)

17、層20在不同的網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)分組的存貯和轉(zhuǎn)發(fā)，并在網(wǎng)絡(luò)層提供協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)互連器稱為（ B ）。 A轉(zhuǎn)接器 B路由器 C網(wǎng)橋 D中繼器21、我國第一個(gè)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接收和發(fā)布的工業(yè)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)是（ B ）A. AnyBusB. EPAC. Modbus/TCPD. Industrial Ethernet22、下面關(guān)于令牌方式的說法中不正確是（ ）A. 令牌方式是一種按一定順序在各站點(diǎn)傳遞令牌的方法，誰得到令牌，誰才有權(quán)發(fā)起通信。B. 令牌方式是一種非確定性通信方式C. 令牌環(huán)適用于環(huán)形局域網(wǎng)，令牌在環(huán)形信道上不斷循環(huán)D. 令牌總線適用于總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，網(wǎng)上各工作站按一定順序形成一個(gè)邏輯環(huán)三、簡答題

18、1. 請(qǐng)簡述現(xiàn)場總線的概念及其技術(shù)特點(diǎn) 答： 現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。由此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。a) 開放性：相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和公開性；系統(tǒng)集成的透明性和開放性；產(chǎn)品競爭的公正性和公開性。b) 交互性：上層網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備之間具有相互溝通的能力；現(xiàn)場設(shè)備之間具有相互溝通能力；不同廠家的同類設(shè)備可以相互替換。c) 自治性：單獨(dú)的現(xiàn)場設(shè)備即具有自動(dòng)控制的基本功能，可以隨時(shí)診斷自己的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)功能的自治。d) 適應(yīng)性：專為惡劣環(huán)境而設(shè)計(jì)的，對(duì)現(xiàn)場環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 2. Profibus由

19、那三個(gè)子集組成，其技術(shù)特點(diǎn)各有哪些？ 答：Profibus由Profibus Dp，Profibus FMS 和Profibus PA三個(gè)子集組成；a) Profibus Dp是專為自動(dòng)控制系統(tǒng)與設(shè)備級(jí)分散IO之間的通信而設(shè)計(jì)的，用于分布式控制系統(tǒng)設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸 b) Profibus FMS適用于承擔(dān)車間級(jí)通用性數(shù)據(jù)通信，可提供通信量大的相關(guān)服務(wù)，完成中等傳輸速度的周期性和非周期性通信任務(wù)。 c) Profibus PA是專為過程自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的，采用IEC1158-2中規(guī)定的通信規(guī)程，適用于安全性要求較高的本質(zhì)安全應(yīng)用，及需要總線供電的場合。 3.試述CAN總線的同步機(jī)制及規(guī)則。答：同

20、步機(jī)制：CAN總線的位同步只有在節(jié)點(diǎn)檢測到隱性位1到顯性位0的跳變時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，當(dāng)跳變沿不位于位周期的同步段之內(nèi)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生相位誤差，該相位誤差就是跳變沿與同步段結(jié)束位置之間的距離。如果跳變沿發(fā)生在同步段之后采樣點(diǎn)之前，則為正的相位誤差；如果跳變沿位于同步段之前采樣點(diǎn)之后，則為負(fù)的相位誤差，相位誤差源于節(jié)點(diǎn)的振蕩器漂移，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的傳播延遲及噪聲干擾等。CAN協(xié)議規(guī)定了兩種類型的同步：硬同步和重同步。同步規(guī)則：在一個(gè)位時(shí)間內(nèi)僅允許一種同步；只要先前采樣點(diǎn)檢測到的數(shù)值不同于邊沿后即現(xiàn)的總線數(shù)值，邊沿即用于同步；總線空閑期間，當(dāng)存在隱性至顯性的跳變沿時(shí)即完成硬同步；所有滿足規(guī)則的其他隱性至顯性的跳變

21、沿用于重同步；例外情況是，若只有隱性至顯性沿用于重同步，則由于具有正相位誤差的隱性至顯性沿的結(jié)構(gòu)，發(fā)送器將不完成重同步。 4.現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接方式有哪幾種？ 答：一是采用專用網(wǎng)關(guān)完成不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，把控制網(wǎng)段或DCS連接到以太網(wǎng)上。二是將現(xiàn)場總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入到工業(yè)PC的PCI插槽內(nèi)，在PC內(nèi)完成數(shù)據(jù)交換。三是將WED服務(wù)器直接置入到PLC或現(xiàn)場控制設(shè)備中，借助WED服務(wù)器和通用瀏覽工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)交互。 5.傳輸差錯(cuò)的類型，冗余校驗(yàn)技術(shù)的類型有哪些？答： 一般按照單位數(shù)據(jù)域內(nèi)發(fā)生差錯(cuò)的數(shù)據(jù)位數(shù)及其分布分為以下三種錯(cuò)誤類型： （1）單比特錯(cuò)誤：在單位數(shù)據(jù)域內(nèi)只

22、有一個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò)。 （2）多比特錯(cuò)誤（離散錯(cuò)誤）： 在單位數(shù)據(jù)域內(nèi)有1個(gè)以上不連續(xù)的數(shù)據(jù)位出錯(cuò)。 （3）突發(fā)錯(cuò)誤：在單位數(shù)據(jù)域內(nèi)有2個(gè)或2個(gè)以上連續(xù)的數(shù)據(jù)位出錯(cuò)。 差錯(cuò)檢測中廣泛采用冗余校驗(yàn)技術(shù)。即在基本數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上加上附加位，在接收端通過這些附加位的數(shù)據(jù)特征，校驗(yàn)判斷是否發(fā)生了傳輸錯(cuò)誤。 （1）奇偶校驗(yàn)（2）縱向冗余校驗(yàn)LRC（Longitudinal Redundancy Check） （3）循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC（Cyclic Redundancy Check）6.循環(huán)冗余校驗(yàn)的工作原理 答：原理如圖所示：注意：（1）k為生成多項(xiàng)式G(x)的最高冪值 ； （2）CRC校驗(yàn)碼生成是采用二進(jìn)

23、制模二算法， 即減法不借位，加法不進(jìn)位。這是一種異或操作。 【例】設(shè)數(shù)據(jù)為1011010，生成多項(xiàng)式為G（x）x4+x+1，求數(shù)據(jù)1011010的CRC編碼。 求解過程如下： 余數(shù)多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)碼為：1111, 所求的CRC編碼為10110101111。 7、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式有哪些？各自特點(diǎn) 答：a載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（ CSMA/CD ） 載波監(jiān)聽CSMA的控制方案是先聽再講。一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)，首先需監(jiān)聽總線。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。如果介質(zhì)是忙的，則等待一定間隔后重試。這種避免沖突的發(fā)送等待策略，稱為堅(jiān)持退避算法。 沖突檢測：由于傳輸線上不可避免的有傳輸延遲，有可

24、能多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。故每個(gè)工作節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息之后，還要繼續(xù)監(jiān)聽線路，判定是否有其他節(jié)點(diǎn)正與本節(jié)點(diǎn)同時(shí)向傳輸線發(fā)送。一旦發(fā)現(xiàn)，便中止當(dāng)前發(fā)送。 b. 令牌（token) 令牌方式是一種按一定順序在各站點(diǎn)傳遞令牌的方法。誰得到令牌，誰才有權(quán)發(fā)起通信。 （1）令牌環(huán)（token-ring）方式 用于環(huán)形局域網(wǎng)。表示發(fā)送權(quán)的令牌在環(huán)形信道上不斷循環(huán)。環(huán)上每個(gè)相應(yīng)站點(diǎn)都可獲得發(fā)報(bào)權(quán)，而任何時(shí)刻只會(huì)有一個(gè)站點(diǎn)利用環(huán)路傳送報(bào)文。 （2）令牌總線（token- bus）方式 用于總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＞W(wǎng)上各工作站按一定順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后

25、站就是首站，即首尾相連。每站都了解先行站（PS）和后繼站（NS）的地址，總線上各站的物理位置與邏輯位置無關(guān)。 c. 時(shí)分復(fù)用（Time Division Multiplex ，TMD） 是指為共享介質(zhì)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)先分配好一段特定的占用總線的時(shí)間。各個(gè)節(jié)點(diǎn)按分配好的時(shí)間及其先后順序占用總線的介質(zhì)訪問控制方式。 （1）同步時(shí)分復(fù)用：指為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配相等的時(shí)間，而不管通信數(shù)據(jù)量的大小。（2）異步時(shí)分復(fù)用：指為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配的時(shí)間長度不一，根據(jù)通信數(shù)據(jù)量的大小不同而不同。 8.按不同用途，CAN報(bào)文幀的類型主要有哪些？ CAN2.0A規(guī)范所規(guī)定的報(bào)文幀被稱為標(biāo)準(zhǔn)格式的報(bào)文幀； CAN2.0B規(guī)范規(guī)定了標(biāo)

26、準(zhǔn)和擴(kuò)展兩種不同的幀格式； 標(biāo)準(zhǔn)格式具有11位標(biāo)識(shí)符；擴(kuò)展格式具有29位標(biāo)識(shí)符。 （1）根據(jù)報(bào)文幀標(biāo)識(shí)符的長度，可分為標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀。 （2）根據(jù)CAN報(bào)文幀的不同用途，可分為：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀、超載幀。 9.PROFIBUS的物理層傳輸技術(shù)有什么？分別應(yīng)用于那個(gè)子集？ 答：DP和FMS采用RS-485傳輸技術(shù), PA的IEC 1158-2傳輸技術(shù) 10.PROFIBUS的介質(zhì)存取控制協(xié)議是什么？ 答：三種PROFIBUS（DP、PA、FMS）均使用到介質(zhì)存取控制協(xié)議Token Passing。(令牌環(huán)協(xié)議)。介質(zhì)存取控制（MAC）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍仨毚_保在任何一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)站

27、點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。主站之間采用令牌傳送方式，主站和從站之間采用主從方式。 11.信號(hào)在電纜上高速傳輸時(shí)，如何避免信號(hào)反射引起的信號(hào)畸變？ 答：通常在電纜的兩端接入終端電阻，用來吸收傳到兩端的能量。 12什么是監(jiān)控組態(tài)軟件？ 答：監(jiān)控組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 13令牌總線機(jī)制 答：令牌總線是一種在總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中利用“令牌”（token）作為控制節(jié)點(diǎn)訪問公共傳輸介質(zhì)的確定型介質(zhì)訪問控制方法。在采用令牌總線方法的局域網(wǎng)中，任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有在取得令牌

28、后才能使用共享總線去發(fā)送數(shù)據(jù)。14.CAN報(bào)文由由哪些幀組成？構(gòu)成一幀的基本元素是哪些? 答：（1）CAN報(bào)文由數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀組成。（2）構(gòu)成一幀的結(jié)構(gòu)由幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和CRC序列均借助位填充規(guī)則進(jìn)行編碼,當(dāng)發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢測到5位連續(xù)的相同數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)地在實(shí)際發(fā)送的位流中插入一個(gè)補(bǔ)碼位。 15.通信方式按照信息的傳輸方向分為哪幾種? 答：單工 (simplex)方式 ；半雙工(Half duplex)方式；全雙工 (Full duplex)方式 16.什么樣的現(xiàn)場設(shè)備可以作為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)？舉出幾個(gè)例子。 答：具有計(jì)算與通信能力的測量控制設(shè)備可以作為

29、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。例如限位開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等各類開關(guān)；條形碼閱讀器；光電傳感器；溫度、壓力、流量、物位等各種傳感器、變送器；可編程邏輯控制器PLC； PID等數(shù)字控制器； 各種數(shù)據(jù)采集裝置等。 17.現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)完成哪些通信任務(wù)？ 答：1.將現(xiàn)場運(yùn)行的各種信息(現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)以及故障信息等)傳送到遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室； 2.又將各種控制、維護(hù)、組態(tài)命令等送往位于現(xiàn)場的測量控制現(xiàn)場設(shè)備中； 3.現(xiàn)場級(jí)控制設(shè)備之間數(shù)據(jù)聯(lián)系與溝通； 4.還要在與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接和信息共享中發(fā)揮作用。 18.常用的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備有哪些？各自對(duì)應(yīng)OSI參考模型的哪一層？ 答：1.物理層使用中繼器 (R

30、epeater)，通過復(fù)制位信號(hào)延伸網(wǎng)段長度 2.數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋 (bridge)，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀 3.網(wǎng)絡(luò)層使用路由器 (Router)在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組信號(hào) 4.傳輸層及傳輸層以上，使用網(wǎng)關(guān) (gateway)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口 19.工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展分為幾個(gè)階段？ 答：工業(yè)控制系統(tǒng)大致經(jīng)歷了基地試儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等幾個(gè)主要階段。每個(gè)階段的控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上都有明顯的改進(jìn)，都有一種標(biāo)志性的設(shè)備。 20.現(xiàn)場總線與一般計(jì)算機(jī)通信的區(qū)別？ 答：1.功能不同2.性能指標(biāo)的差異3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同 21.簡述RS

31、-485傳輸技術(shù)的基本特征。 答：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻； 傳輸速率： 9.6kbit/s12Mbit/s； 介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）； 站點(diǎn)數(shù)：每段32站（無中繼），127站（有中繼）； 插頭連接：9針D型插頭22.什么是本質(zhì)安全：答：本質(zhì)安全技術(shù)是指保證電氣設(shè)備在易燃、易爆環(huán)境下安全使用的一種技術(shù)。它的基本思路是限制在上述危險(xiǎn)場所中工作的電氣設(shè)備中的能量，使得在任何故障的狀態(tài)下所產(chǎn)生的電火花都不足以引爆危險(xiǎn)場所中的易燃、易爆物質(zhì)。23.什么是控制網(wǎng)絡(luò)：答：將多個(gè)分散在生產(chǎn)現(xiàn)場，具有數(shù)字通信能力的測量控制儀表作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用公開、規(guī)范

32、的通信協(xié)議，以現(xiàn)場總線作為通信連接的紐帶，把現(xiàn)場控制設(shè)備連接成為可以相互溝通信息，共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。24.什么是總線仲裁？答：總線在傳送信息的操作過程中有可能會(huì)發(fā)生“沖突”。為解決這種沖突，就需進(jìn)行總線占有權(quán)的“仲裁”?？偩€仲裁是用于裁決哪一個(gè)主設(shè)備是下一個(gè)占有總線的設(shè)備。25.請(qǐng)簡述現(xiàn)場總線技術(shù)的特點(diǎn)答：開放性：相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和公開性；系統(tǒng)集成的透明性和開放性；產(chǎn)品競爭的公正性和公開性。交互性：上層網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備之間具有相互溝通的能力；現(xiàn)場設(shè)備之間具有相互溝通能力；不同廠家的同類設(shè)備可以相互替換。自治性：單獨(dú)的現(xiàn)場設(shè)備即具有自動(dòng)控制的基本功能，可以隨時(shí)診斷自己的運(yùn)行狀況

33、，實(shí)現(xiàn)功能的自治。a) 適應(yīng)性：專為惡劣環(huán)境而設(shè)計(jì)的，對(duì)現(xiàn)場環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。26.工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)有哪些特點(diǎn)？答：(1)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境的高溫、潮濕、空氣污濁以及腐蝕性氣體的存在，要求工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品具有氣候環(huán)境適應(yīng)性，并要求耐腐蝕、防塵和防水。(2)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的粉塵、易燃易爆和有毒性氣體的存在，需要采取防爆措施保證安全生產(chǎn)。(3)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的振動(dòng)、電磁干擾大，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)必須具有機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性（如耐振動(dòng)、耐沖擊）、電磁環(huán)境適應(yīng)性或電磁兼容性等。(4)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)器件的供電，通常是采用柜內(nèi)低壓直流電源標(biāo)準(zhǔn)，大多的工業(yè)環(huán)境中控制柜內(nèi)所需電源為低壓24V直流。(5)采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，安裝方便，適用于

34、工業(yè)環(huán)境安裝的要求。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)器件要能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場控制柜內(nèi)，并容易更換。27. 分析一下CAN總線如何進(jìn)行位仲裁的？答：利用CSMA訪問總線，可對(duì)總線上信號(hào)進(jìn)行檢測，只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，才允許發(fā)送。利用這種方法，可以允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)掛接到同一網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)檢測到一個(gè)沖突位時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)重新回到監(jiān)聽總線狀態(tài)，直到該沖突時(shí)間過后，才開始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術(shù)可能會(huì)造成發(fā)送信號(hào)經(jīng)過許多延遲。為了避免發(fā)送時(shí)延，可利用CSMA/CD方式訪問總線。當(dāng)總線上有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送時(shí)，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權(quán)的的報(bào)文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報(bào)文都具有唯一的一個(gè)1

35、1位或29位數(shù)字的ID。CAN總線狀態(tài)取決于二進(jìn)制數(shù)0而不是1，所以ID號(hào)越小，則該報(bào)文擁有越高的優(yōu)先權(quán)。因此一個(gè)為全0標(biāo)志符的報(bào)文具有總線上的最高級(jí)優(yōu)先權(quán)。可用另外的方法來解釋：在消息沖突的位置，第一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送0而另外的節(jié)點(diǎn)發(fā)送1，那么發(fā)送0的節(jié)點(diǎn)將取得總線的控制權(quán)，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。28.什么是現(xiàn)場總線？現(xiàn)場總線出現(xiàn)的歷史背景是怎樣的？定義：1、用于現(xiàn)場儀表與控制主機(jī)系統(tǒng)之間的一種開放的、全數(shù)字化的、雙向、多站的通信系統(tǒng)；2、廣義上是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行裝置進(jìn)行雙向數(shù)字通信的串行總線系統(tǒng)；3、基于智能化儀表及現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)FCS；4、一種數(shù)字化的串行雙向通信系統(tǒng)。從

36、20世紀(jì)50年代至今一直都在使用著一種信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，那就是4一2OmA的模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)70年代，數(shù)字式計(jì)算機(jī)引人到測控系統(tǒng)中，而此時(shí)的計(jì)算機(jī)提供的是集中式控制處理。20世紀(jì)80年代，微處理器在控制領(lǐng)域得到應(yīng)用，微處理器被嵌人到各種儀器設(shè)備中，形成了分布式控制系統(tǒng)。隨著微處理器的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了以IC代替常規(guī)電子線路，以微處理器為核心，實(shí)施信息采集、顯示、處理、傳輸及優(yōu)化控制等功能的智能設(shè)備。一些具有專家輔助推斷分析與決策能力的數(shù)字式智能化儀表產(chǎn)品，其本身具備了諸如自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、自動(dòng)調(diào)零、自校正、自診斷等功能，還能提供故障診斷、歷史信息報(bào)告、狀態(tài)報(bào)告、趨勢圖等功能通信技術(shù)的發(fā)展，促使傳

37、送數(shù)字化信息的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始得到廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，基于質(zhì)量分析的維護(hù)管理、與安全相關(guān)系統(tǒng)的測試記錄、環(huán)境監(jiān)視需求的增加，都要求儀表能在當(dāng)?shù)靥幚硇畔?，并在必要時(shí)允許被管理和訪問，這些也使現(xiàn)場儀表與上級(jí)控制系統(tǒng)的通信量大增。另外，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，控制界也不斷在控制精度、可操作性、可維護(hù)性、可移植性等方面提出新需求。由此，導(dǎo)致了現(xiàn)場總線的產(chǎn)生29.與DCS系統(tǒng)相比，F(xiàn)CS有哪些特點(diǎn)？有哪些優(yōu)越性？答：特點(diǎn)：系統(tǒng)的開放性 互可操作性與互用性 現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性 優(yōu)越性：FCS實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信 FCS實(shí)現(xiàn)徹底的全分散式控制 FCS實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品

38、互聯(lián)、互操作 FCS增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性 FCS降低系統(tǒng)工程成本4.通信系統(tǒng)由哪幾部分組成?各自具有什么功能?它一般由信息源和信息接收者，發(fā)送、接收設(shè)備，傳輸媒介幾部分組成信息源和接收者是信息的產(chǎn)生者和使用者發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信息源和傳輸媒介匹配起來，即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)經(jīng)過編碼，并變換為便于傳送的信號(hào)形式，送往傳輸媒介。傳輸介質(zhì)指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)媒介。接收設(shè)備的基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解密等。30.以太網(wǎng)技術(shù)作為現(xiàn)場總線技術(shù)具有哪些技術(shù)優(yōu)勢？答：1）采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線，可以保證現(xiàn)場總線技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展2）以太網(wǎng)受到廣泛的開發(fā)技術(shù)支

39、持3）由于以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它也受到硬件開發(fā)商的高度重視，這使得以太網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有廣泛的硬件產(chǎn)品可供選擇。（4）由于以太網(wǎng)己被使用多年，以太網(wǎng)具有大量的軟件資源，人們對(duì)以太網(wǎng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用有很多的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)十分熟悉。最重要的是，如果采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線技術(shù)，可以避免現(xiàn)場總線技術(shù)游離于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主流之外，使現(xiàn)場總線技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來，形成現(xiàn)場總線技術(shù)和一般的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互促進(jìn)的局面。31.簡述自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展四個(gè)階段及其體系結(jié)構(gòu)答：1.模擬儀表控制系統(tǒng)(ACS) 缺點(diǎn)：信號(hào)變化緩慢，計(jì)算速度精度比較低、信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力較差。2.直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC) 優(yōu)點(diǎn)：集中管理、控制、監(jiān)視、報(bào)警和收集歷史數(shù)據(jù)等