工業(yè)計算機復(fù)習(xí)重點

1、第一章1、 工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展史，及不同階段的特點答：（1）模擬儀表控制系統(tǒng)（acs）:從20世紀50年代，模擬儀表和繼電器進入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。基地式儀表主要對單閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)較為簡單的控制；繼電器控制電路主要完成邏輯順序控制。（2） 直接數(shù)字控制系統(tǒng)（ddc）：20世紀60年代，計算機用到工業(yè)控制。直接數(shù)字控制系統(tǒng)缺點：中心計算機的負擔太重；模擬信號傳輸，抗干擾能力差；系統(tǒng)功能集中，危險也集中，相當脆弱。（3） 集散控制系統(tǒng)（dcs）：“分散控制，集中管理”。（4） 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）：fcs特點： 1）fcs的信號傳輸實現(xiàn)了全數(shù)字化；2）fcs系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式；3）fcs的現(xiàn)場設(shè)備具

2、有互操作性；4）fcs的技術(shù)和標準實現(xiàn)了全開放；5）fcs的環(huán)境適應(yīng)性與總線供電。2、 現(xiàn)場總線定義答：現(xiàn)場總線（field bus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。3、 不同領(lǐng)域的總線技術(shù)答：profibus適合于工廠自動化；can適用于汽車工業(yè)；ff總線適用于過程控制；lonworks適用于樓宇自動化；swiftnet適用于飛機制造；p-net適用于農(nóng)業(yè)。第二章1、 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成及衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標答：（1）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成:信息源與信宿；

3、發(fā)送設(shè)備；傳輸介質(zhì)；接收設(shè)備。（2）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標：誤碼率 ；數(shù)據(jù)傳輸速率 ；協(xié)議效率 。2、 常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)答：星形；樹形；環(huán)形；總線形；不規(guī)則形；完整形。3、 網(wǎng)路傳輸介質(zhì)的控制方式及其原理答：（1）載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測（csmacd）：“聽完再講，邊講邊聽”。（2） 令牌訪問控制方式：令牌環(huán)（token-ring）方式： 在環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上，某一瞬間可以允許發(fā)送報文的站點只有一個，令牌在網(wǎng)絡(luò)環(huán)路上不斷地傳送，只有擁有此令牌的站點，才有權(quán)向環(huán)路上發(fā)送報文，而其他站點僅允許接收報文。令牌傳遞總線（token-passing bus）方式：在總線型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上，通過站點地址

4、形成邏輯環(huán)。（3） 時分復(fù)用（tdma）：時分復(fù)用是指為共享介質(zhì)的每個節(jié)點預(yù)先分配好一段特定的占用總線的時間。各個節(jié)點按分配的時間段及其先后順序占用總線。（4） 輪詢（polling）：一個主節(jié)點作為主機來周期性地輪詢各個從節(jié)點，各個從節(jié)點的信息只能發(fā)送給主機，每個通信周期各個從節(jié)點至少被輪詢一次。 （5） 集總幀（summation-frame）方式：通信網(wǎng)絡(luò)為主從式環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)，每個周期，主站發(fā)送一個大的數(shù)據(jù)幀，里面包含有給所有從站的數(shù)據(jù)，稱為集總幀。集總幀沿著環(huán)路傳輸，經(jīng)過一個從站時，從站對數(shù)據(jù)幀進行掃描，將其中尋址到自己的數(shù)據(jù)接收到接收寄存器，并同時將發(fā)送寄存器里的反饋數(shù)據(jù)寫入到集總幀

5、，并繼續(xù)傳輸經(jīng)過處理的集總幀。4、 模擬信號的編碼方式與數(shù)據(jù)信號的編碼方式答：（1）模擬信號的編碼方式：幅移鍵控法ask；頻移鍵控法fsk；相移鍵控法psk。（2）數(shù)據(jù)信號的編碼方式：單極性不歸零碼；雙極性不歸零碼；單極性歸零碼；雙極性歸零碼 。5、 數(shù)字同步方式與差錯控制方式答：（1）數(shù)字同步方式：位同步：包括外同步法和自同步法；字符同步（異步傳輸）；幀同步：包括面向字符型同步方式和面向比特型同步方式。 （2）差錯控制方式：奇偶校驗碼；校驗和；循環(huán)冗余校驗碼。6、 以太網(wǎng)的通信參考模型答：物理層（physical layer）；數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer）；網(wǎng)絡(luò)層（netwo

6、rk layer）；傳輸層（transport layer）；會話層（session layer）；表示層（presentation layer）；應(yīng)用層（application layer）。 第三章1、 modbus協(xié)議規(guī)范的核心答：應(yīng)用層標準。2、 modbus通信原理答：modbus是一種簡單的客戶機/服務(wù)器型應(yīng)用協(xié)議：客戶機向服務(wù)器發(fā)請求，服務(wù)器分析并處理客戶機的請求后返回響應(yīng)；1個主站（客戶機），最多247個從站（服務(wù)器）；可以采用單播模式和廣播模式（0地址）；產(chǎn)生錯誤，服務(wù)器返回通信異常碼。3、 rs232是全雙工還是半雙工通信？txd與rxd上的邏輯0與1分別電氣規(guī)范？答：（1

7、）全雙工通信。（2）在txd與rxd上：邏輯1（mark）=-3v-15v，邏輯0（space）=+3+15v。4、 rs485采用什么方式傳輸？是全雙工還是半雙工通信？最長通信距離與最大通信速率？答：（1）半雙工通信。（2）最長通信距離1200m與最大通信速率10mbit/s。5、 modbus兩種傳輸模式答：ascii模式和rtu模式。第4章1、 profibus由那三個子集組成，其技術(shù)特點各有哪些答：（1）profibus-pa、profibus-fms、profibus-dp。（2） profibus-pa：應(yīng)用于過程控制系統(tǒng)。profibus-fms：應(yīng)用于車間監(jiān)控級通信。 prof

8、ibus-dp：應(yīng)用于設(shè)備級的高速數(shù)據(jù)傳輸。2、 profibus-dp特點答：profibus-dp:傳輸介質(zhì)支持屏蔽雙絞線和光纖；通信速率范圍為9.6kbit/s12mbit/s；總線段最多可以連接32個站點；總線段最長傳輸距離可達1200m；支持總線型或樹型拓撲，有終端電阻；采用不歸零的差分編碼，支持半雙工、異步傳輸；數(shù)據(jù)幀長度為3255字節(jié)。 3、 profibus-dp的物理層支持什么網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)答：總線形拓撲結(jié)構(gòu)和樹形拓撲結(jié)構(gòu)。4、 profibus的節(jié)點類型及介質(zhì)訪問控制方式答：（1）profibus的節(jié)點類型：主從節(jié)點。（2）profibus的介質(zhì)訪問控制方式：分布式令牌方式。

9、第5章1、 can總線特點答：（1）國際標準，應(yīng)用廣泛；（2）多主方式工作，不分主從；（3）廢除站地址編碼，采用報文標識符；（4）通過對報文標識符過濾即可實現(xiàn)點對點、一點對多點傳送和全局廣播等幾種數(shù)據(jù)傳送方式；（5）采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，按優(yōu)先級發(fā)送，大大減少總線沖突仲裁時間；（6）通信距離最遠可達10km（5kbit/s），通信速率最高可達1mbit/s（40m）；（7）總線上節(jié)點數(shù)可達110個；（8）采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低；（9）crc等檢錯措施，保證通信的高可靠性；（10）can節(jié)點具有自動關(guān)閉的功能；（11）通信介質(zhì)可采用雙絞線、同軸電纜或光纖；（12）can總線具

10、有較高的性能價格比。2、 can總線的位編碼答：can位流根據(jù)“不歸零”（nrz）方式來編碼；can總線的數(shù)值為兩種互補邏輯數(shù)值：“顯性”（dominant）或“隱性”（recessive），“顯性”數(shù)值表示邏輯“0”，而“隱性”表示邏輯“1”；當總線上兩個不同的節(jié)點在同一位時間分別傳送顯性和隱性位時，總線上呈現(xiàn)顯性位，即顯性位覆蓋了隱性位。 3、 can總線幀結(jié)構(gòu)和幀類型答：（1）數(shù)據(jù)幀（data frame）：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器。數(shù)據(jù)幀（data frame）由以下7個不同的位場組成：幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、crc場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。幀起始、仲裁場和控制場定義為數(shù)據(jù)幀幀

11、頭。crc場、應(yīng)答場和幀結(jié)束定義為數(shù)據(jù)幀幀尾。 （2）遠程幀（remote frame）：接收單元向發(fā)送單元請求發(fā)送具有相同標識符數(shù)據(jù)所用的幀。遠程幀由也分為標準幀和擴展幀，由幀起始、仲裁場、控制場、crc場、應(yīng)答場、幀結(jié)束6個位場組成。（3） 出錯幀（error fram）：任何單元檢測到一總線錯誤就發(fā)出出錯幀。出錯幀包含兩個場：錯誤標志和錯誤界定符。（4） 超載幀（overload frame）：超載幀用以在先后的數(shù)據(jù)或遠程幀之間提供一附加的延時。 超載幀由兩個場組成：超載標志和超載界定符。4、 常用的can芯片答：sja1000、pca82c250。第6章1、 devicenet與can

12、的差異答：（1）不使用遠程幀以及擴展幀格式；（2）最多支持64個節(jié)點；（3）只支持三種位速率：125kbps、250kbps、500kbps。2、 devicenet的通信模式答：點對點模式和生產(chǎn)者消費者模式。3、 devicenet的報文答：i/o報文和顯示報文。4、 devicenet的特性答：（1）數(shù)據(jù)鏈路層及物理層使用can總線規(guī)范； （2）可支持64個節(jié)點 ；（3）不必切斷網(wǎng)絡(luò)即可移除節(jié)點 ；（4）支持總線供電 ；（5）可使用密封或開放式的連接器 ；（6）具有誤接線保護功能； （7）可選的通信速率為125kbps、250kbps、500kbps； （8）支持基于連接的點對點通信模式有

13、利于節(jié)點之間的可靠通信； （9）支持生產(chǎn)者/消費者通信模式有利于提高通信效率、實現(xiàn)同步； （10）提供多種標準工業(yè)對象；（11）支持位選通、輪詢、狀態(tài)改變（狀態(tài)改變）/周期等多種i/o數(shù)據(jù)觸發(fā)方式；（12）具有重復(fù)mac id檢測機制，滿足節(jié)點主動上網(wǎng)要求。 5、 devicenet中的預(yù)定義主/從連接答：見ppt，重點是知道報文格式如何設(shè)置。第7章1、 canopen的特性 答：（1）介質(zhì)訪問控制及物理信號使用can總線技術(shù)；（2）通信速率可以有多種選擇；（3）采用對象字典作為通信接口與應(yīng)用程序的接口；（4）支持主/從、生產(chǎn)者/消費者和客戶機/服務(wù)器等多種通信模式；（5）制定了多種設(shè)備子協(xié)議

14、； （6）可使用多種線纜和連接器；（7）數(shù)據(jù)通信可采用事件驅(qū)動、遠程請求、同步傳輸?shù)榷喾N方式；（8）采用心跳報文、節(jié)點保護、壽命保護等多種設(shè)備監(jiān)控方式，有利于節(jié)點之間的可靠通信；（9）提供典型的預(yù)定義主/從連接組，最多可支持127個節(jié)點；（10）提供很大的靈活性，應(yīng)用非常廣泛。 2、 canopen的數(shù)據(jù)鏈路層特點答：canopen的數(shù)據(jù)鏈路層遵循can總線規(guī)范 ；canopen使用數(shù)據(jù)幀，也可以使用遠程幀 ；canopen使用標準幀，也可以使用擴展幀；canopen規(guī)范中采用了can總線的錯誤檢測與故障界定方法，并在應(yīng)用層中采用心跳報文、節(jié)點保護、壽命保護等多種設(shè)備監(jiān)控方式進一步保障系統(tǒng)的可靠性。 3、 canopen的設(shè)備模型答：通信單元、應(yīng)用單元、對象字典。4、 canopen的通信對象答：過程數(shù)據(jù)對象、服務(wù)數(shù)據(jù)對象、預(yù)定義對象。第8章1、 提高以太網(wǎng)通信確定性的措施答：利用以太網(wǎng)的高通信速率；控制網(wǎng)絡(luò)負荷；采用全雙工以太網(wǎng)技術(shù)；采