現場總線與工業(yè)以太網及其應用技術 第2版 習題及答案 李正軍

第1章習題什么是現場總線？【答案】什么是工業(yè)以太網？它有哪些優(yōu)勢？【答案】現場總線有什么優(yōu)點？【答案】（1）節(jié)省硬件數量與投資由于現場總線系統中分散在設備前端的智能設備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報警和計算功能，因而可減少變送器的數量，不再需要單獨的控制器、計算單元等，也不再需要DCS系統的信號調理、轉換、隔離技術等功能單元及其復雜接線，還可以用工控PC機作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，由于控制設備的減少，還可減少控制室的占地面積。（2）節(jié)省安裝費用現場總線系統的接線十分簡單，由于一對雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設計與接頭校對的工作量也大大減少。當需要增加現場控制設備時，無需增設新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設計、安裝的工作量。據有關典型試驗工程的測算資料，可節(jié)約安裝費用60%以上。（3）節(jié)約維護開銷由于現場控制設備具有自診斷與簡單故障處理的能力，并通過數字通信將相關的診斷維護信息送往控制室，用戶可以查詢所有設備的運行，診斷維護信息，以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護停工時間，同時由于系統結構簡化、連線簡單而減少了維護工作量。（4）用戶具有高度的系統集成主動權用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設備來集成系統。避免因選擇了某一品牌的產品被“框死”了設備的選擇范圍，不會為系統集成中不兼容的協議、接口而一籌莫展，使系統集成過程中的主動權完全掌握在用戶手中。（5）提高了系統的準確性與可靠性由于現場總線設備的智能化、數字化，與模擬信號相比，它從根本上提高了測量與控制的準確度，減少了傳送誤差。同時，由于系統的結構簡化，設備與連線減少，現場儀表內部功能加強；減少了信號的往返傳輸，提高了系統的工作可靠性。此外，由于它的設備標準化和功能模塊化，因而還具有設計簡單，易于重構等優(yōu)點。簡述企業(yè)網絡的體系統結構。【答案】企業(yè)網絡信息集成系統應具有3層結構，企業(yè)網絡信息集成系統的層次結構如下圖所示，從底向上依次為：過程控制層（PCS）、制造執(zhí)行層（MES）、企業(yè)資源規(guī)劃層（ERP）。簡述CAN現場總線的特點?！敬鸢浮喀蘳工業(yè)以太網的主要標準有哪些？【答案】IEC國際標準收錄的工業(yè)以太網技術名稱技術來源應用領域Ethernet/IP美國Rockwell公司過程控制PROFINET德國Siemens公司過程控制、運動控制P-NET丹麥Process-DataA/S公司過程控制Vnet/IP日本Yokogawa橫河過程控制TC-net東芝公司過程控制EtherCAT德國Beckhoff公司運動控制POWERLINK奧地利B&R公司運動控制EPA浙江大學、浙江中控技術股份有限公司等過程控制、運動控制Modbus/TCP法國Schneider-electric公司過程控制SERCOS-III德國Hilscher公司運動控制工業(yè)以太網第2章習題什么是總線與總線段？【答案】從廣義來說，總線就是傳輸信號或信息的公共路徑，是遵循同一技術規(guī)范的連接與操作方式。一組設備通過總線連在一起稱為“總線段”（BusSegment）。可以通過總線段相互連接，把多個總線段連接成一個網絡系統。什么是總線操作？【答案】總線上命令者與響應者之間的連結→數據傳送→脫開這一操作序列稱為一次總線“交易”（Transaction），或者叫做一次總線操作。什么是總線仲裁？【答案】總線在傳送信息的操作過程中有可能會發(fā)生“沖突”（Contention）。為解決這種沖突，就需進行總線占有權的“仲裁”（Arbitration）?？偩€仲裁是用于裁決哪一個主設備是下一個占有總線的設備。畫出單向數字通信系統的組成圖?！敬鸢浮渴裁词谴a元？【答案】計算機網絡系統的通信任務是傳送數據或數據化的信息。這些數據通常以離散的二進制0，1序列的方式表示。碼元是所傳輸數據的基本單位。什么是數字數據編碼？【答案】用高低電平的矩形脈沖信號來表達數據的0，1狀態(tài)的，稱為數字數據編碼。什么是差分碼？【答案】用電平的變化與否來代表邏輯“1”和“0”，電平變化代表“1”，不變化代表“0”，按此規(guī)定的碼稱為信號差分碼。什么是曼徹斯特編碼？【答案】在曼徹斯特編碼中，時間被劃分為等間隔的小段，其中每小段代表一個比特。每一小段時間本身又分為兩半，前半個時間段所傳信號是該時間段傳送比特值的反碼，后半個時間段傳送的是比特值本身?？梢娫谝粋€時間段內，其中間點總有一次信號電平的變化。因此攜帶有信號傳送的同步信息而不需另外傳送同步信號。9.常用的網絡拓撲結構有哪幾種？【答案】星形拓撲、環(huán)形拓撲、總線形拓撲、樹形拓撲。10．什么是CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）？【答案】這種控制方式對任何工作站都沒有預約發(fā)送時間。工作站的發(fā)送是隨機的，必須在網絡上爭用傳輸介質，故稱之為爭用技術。若同一時刻有多個工作站向傳輸線路發(fā)送信息，則這些信息會在傳輸線上相互混淆而遭破壞，稱為“沖突”。為盡量避免由于競爭引起的沖突，每個工作站在發(fā)送信息之前，都要監(jiān)聽傳輸線上是否有信息在發(fā)送，這就是“載波監(jiān)聽”。11．現場控制網絡的節(jié)點有哪些？【答案】1）限位開關、感應開關等各類開關；2）條形碼閱讀器；3）光電傳感器；4）溫度、壓力、流量、物位等各種傳感器、變送器；5）可編程邏輯控制器PLC；6）PID等數字控制器；7）各種數據采集裝置；8）作為監(jiān)視操作設備的監(jiān)控計算機、工作站及其外設；9）各種調節(jié)閥；10）馬達控制設備；11）變頻器；12）機器人；13）作為現場控制網絡連接設備的中繼器、網橋、網關等。12.網絡互連設備主要有哪些？【答案】中繼器、網橋、網關、路由器。13.什么是OSI參考模型？它有幾層？【答案】為了實現不同廠家生產的設備之間的互聯操作與數據交換，國際標準化組織ISO/TC97于1978年建立了“開放系統互聯”分技術委員會，起草了開放系統互聯參考模型OSI（opensysteminterconnection）的建議草案，并于1983年成為正式的國際標準ISO7498，1986年又對該標準進行了進一步的完善和補充，形成了為實現開放系統互聯所建立的分層模型，簡稱OSI參考模型。OSI模型有7層。14.現場總線的通信模型有什么特點？【答案】在工業(yè)生產現場存在大量的傳感器、控制器、執(zhí)行器等，它們通常相當零散地分布在一個較大范圍內。對由它們組成的控制網絡，其單個節(jié)點面向控制的信息量不大，信息傳輸的任務相對也比較簡單，但對實時性、快速性的要求較高。如果按照七層模式的參考模型，由于層間操作與轉換的復雜性，網絡接口的造價與時間開銷顯得過高。為滿足實時性要求，也為了實現工業(yè)網絡的低成本，現場總線采用的通信模型大都在OSI模型的基礎上進行了不同程度的簡化。15．netX網絡控制器能為哪些現場總線和工業(yè)以太網提供解決方案？【答案】第3章習題畫出串行異步收發(fā)（UART）通信的數據格式圖?！敬鸢浮縍S-232和RS-485的區(qū)別是什么？【答案】RS-232接口為非平衡型，每個信號用一根導線，所有信號回路共用一根地線。信號速率限于20kbit/s內，電纜長度限于15m之內。由于是單線，線間干擾較大。其電性能用±12V標準脈沖。值得注意的是RS-232C采用負邏輯。在數據線上：傳號Mark=－5~－15V，邏輯“1”電平空號Space=+5~+15V，邏輯“0”電平在控制線上：通On=+5~+15V，邏輯“0”電平斷Off=－5~－15V，邏輯“1”電平RS-485接口采用二線差分平衡傳輸，其信號定義如下。當采用+5V電源供電時：若差分電壓信號為－2500~－200mV時，為邏輯“0”；若差分電壓信號為+2500~+200mV時，為邏輯“1”；若差分電壓信號為－200~+200mV時，為高阻狀態(tài)。USB接口的特點是什么？【答案】USB接口具有以下特點：①可熱插拔。用戶可以在計算機正常工作的情況下任意連接或斷開USB設備。②高速串行數據通信。USB總線接口通信采用的是串行通信的方式，具有高速傳輸能力。其中USB2.0采用的是半雙工通信方式，而USB3.0采用的是全雙工通信方式，大大加快了傳輸速度。③數據傳輸模式多樣。USB接口支持4種傳輸模式：控制傳輸、中斷傳輸、同步傳輸和塊傳輸。不同的USB設備可根據自身特點選擇不同的傳輸模式。④連接靈活。一個USB控制器理論上可以連接多達127個外設。簡述iMeaCon計算機監(jiān)控網絡系統軟件基本組成?！敬鸢浮縤MeaCon計算機監(jiān)控網絡系統軟件基本組成如下：=1\*GB3①系統圖能顯示配電回路的位置及電氣聯接。=2\*GB3②實時信息根據系統圖可查看具體回路的測量參數。=3\*GB3③報表配出回路有功電能報表（日報表、月報表和配出回路萬能報表）。=4\*GB3④趨勢圖形顯示配出回路的電流和電壓。=5\*GB3⑤通信設備診斷現場設備故障在系統圖上提示。=6\*GB3⑥報警信息查詢報警信息可查詢，報警發(fā)生時間、報警恢復時間、報警確認時間、報警信息打印、報警信息刪除等。=7\*GB3⑦打印能夠打印所有的報表。=8\*GB3⑧數據庫有實時數據庫、歷史數據庫。=9\*GB3⑨自動運行計算機開機后自動運行軟件。=10\*GB2⑽系統管理和遠程接口有密碼登錄、注銷、退出系統等管理權限，防止非法操作。通過局域網TCP/IP，以OPCServer的方式訪問。第4章習題PROFIBUS現場總線由哪幾部分組成？PROFIBUS由以下三個兼容部分組成。PROFIBUS現場總線有哪些主要特點？【答案】PROFIBUS-DP現場總線有哪幾個版本？【答案】說明PROFIBUS-DP總線系統的組成結構。【答案】一個DP系統既可以是一個單主站結構，也可以是一個多主站結構。主站和從站采用統一編址方式，可選用0~127共128個地址，其中127為廣播地址。一個PROFIBUS-DP網絡最多可以有127個主站，在應用實時性要求較高時，主站個數一般不超過32個。單主站結構是指網絡中只有一個主站，且該主站為1類主站，網絡中的從站都隸屬于這個主站，從站與主站進行主從數據交換。多主站結構是指在一條總線上連接幾個主站，主站之間采用令牌傳遞方式獲得總線控制權，獲得令牌的主站和其控制的從站之間進行主從數據交換?？偩€上的主站和各自控制的從站構成多個獨立的主從結構子系統。簡述PROFIBUS-DP系統的工作過程?！敬鸢浮肯到y從上電到進入正常數據交換工作狀態(tài)的整個過程可以概括為以下四個工作階段。圖5-8PROFIBUS-DP系統實例1．主站和從站的初始化上電后，主站和從站進入Offline狀態(tài)，執(zhí)行自檢。當所需要的參數都被初始化后（主站需要加載總線參數集，從站需要加載相應的診斷響應信息等），主站開始監(jiān)聽總線令牌，而從站開始等待主站對其設置參數。2．總線上令牌環(huán)的建立主站準備好進入總線令牌環(huán)，處于聽令牌狀態(tài)。在一定時間（Time-out）內主站如果沒有聽到總線上有信號傳遞，就開始自己生成令牌并初始化令牌環(huán)。然后該主站做一次對全體可能主站地址的狀態(tài)詢問，根據收到應答的結果確定活動主站表和本主站所轄站地址范圍GAP，GAP是指從本站地址（TS，ThisStation）到令牌環(huán)中的后繼站地址NS之間的地址范圍。LAS的形成即標志著邏輯令牌環(huán)初始化的完成。3．主站與從站通信的初始化DP系統的工作過程如圖5-9所示，在主站可以與DP從站設備交換用戶數據之前，主站必須設置DP從站的參數并配置此從站的通信接口，因此主站首先檢查DP從站是否在總線上。如果從站在總線上，則主站通過請求從站的診斷數據來檢查DP從站的準備情況。如果DP從站報告它已準備好接收參數，則主站給DP從站設置參數數據并檢查通信接口配置，在正常情況下DP從站將分別給予確認。收到從站的確認回答后，主站再請求從站的診斷數據以查明從站是否準備好進行用戶數據交換。只有在這些工作正確完成后，主站才能開始循環(huán)地與DP從站交換用戶數據。在上述過程中，交換了下述三種數據。圖5-9DP系統的工作過程（1）參數數據參數數據包括預先給DP從站的一些本地和全局參數以及一些特征和功能。參數報文的結構除包括標準規(guī)定的部分外，必要時還包括DP從站和制造商特有的部分。參數報文的長度不超過244字節(jié)，重要的參數包括從站狀態(tài)參數、看門狗定時器參數、從站制造商標識符、從站分組及用戶自定義的從站應用參數等。（2）通信接口配置數據DP從站的輸入/輸出數據的格式通過標識符來描述。標識符指定了在用戶數據交換時輸入/輸出字節(jié)或字的長度及數據的一致刷新要求。在檢查通信接口配置時，主站發(fā)送標識符給DP從站，以檢查在從站中實際存在的輸入/輸出區(qū)域是否與標識符所設定的一致。如果一致，則可以進入主從用戶數據交換階段。（3）診斷數據在啟動階段，主站使用診斷請求報文來檢查是否存在DP從站和從站是否準備接收參數報文。由DP從站提交的診斷數據包括符合標準的診斷部分以及此DP從站專用的外部診斷信息。DP從站發(fā)送診斷報文告知DP主站它的運行狀態(tài)、出錯時間及原因等。4．用戶的交換數據通信如果前面所述的過程沒有錯誤而且DP從站的通信接口配置與主站的請求相符，則DP從站發(fā)送診斷報文報告它已為循環(huán)地交換用戶數據做好準備。從此時起，主站與DP從站交換用戶數據。在交換用戶數據期間，DP從站只響應對其設置參數和通信接口配置檢查正確的主站發(fā)來的Data_Exchange請求幀報文，如循環(huán)地向從站輸出數據或者循環(huán)地讀取從站數據。其他主站的用戶數據報文均被此DP從站拒絕。在此階段，當從站出現故障或其他診斷信息時，將會中斷正常的用戶數據交換。DP從站可以使用將應答時的報文服務級別從低優(yōu)先級改變?yōu)楦邇?yōu)先級來告知主站當前有診斷報文中斷或其他狀態(tài)信息。然后，主站發(fā)出診斷請求，請求DP從站的實際診斷報文或狀態(tài)信息。處理后，DP從站和主站返回到交換用戶數據狀態(tài)，主站和DP從站可以雙向交換最多244字節(jié)的用戶數據。DP從站報告出現診斷報文的流程如圖5-10所示。圖5-10DP從站報告當前有診斷報文的流程PROFIBUS-DP的物理層支持哪幾種傳輸介質？【答案】雙絞線，光纖等。畫出PROFIBUS-DP現場總線的RS-485總線段結構?！敬鸢浮繉τ谄帘坞p絞電纜的基本類型來說，PROFIBUS的物理層（第1層）實現對稱的數據傳輸，符合EIARS-485標準（也稱為H2）。一個總線段內的導線是屏蔽雙絞電纜，段的兩端各有一個終端器，如下圖所示。傳輸速率從9.6kbit/s到12Mbit/s可選，所選用的波特率適用于連接到總線（段）上的所有設備。RS-485總線段的結構說明PROFIBUS-DP用戶接口的組成。【答案】1．1類主站的用戶接口1類主站用戶接口與用戶之間的接口包括數據接口和服務接口。在該接口上處理與DP從站通信的所有信息交互，1類主站的用戶接口如圖5-22所示。圖5-221類主站的用戶接口（1）數據接口數據接口包括主站參數集、診斷數據和輸入/輸出數據。其中主站參數集包含總線參數集和DP從站參數集，是總線參數和從站參數在主站上的映射。①總線參數集總線參數集的內容包括總線參數長度、FDL地址、波特率、時隙時間、最小和最大響應從站延時、靜止和建立時間、令牌目標輪轉時間、GAL更新因子、最高站地址、最大重試次數、用戶接口標志、最小從站輪詢時間間隔、請求方得到響應的最長時間、主站用戶數據長度、主站（2類）的名字和主站用戶數據。②DP從站參數集DP從站參數集的內容包括從站參數長度、從站標志、從站類型、參數數據長度、參數數據、通信接口配置數據長度、通信接口配置數據、從站地址分配表長度、從站地址分配表、從站用戶數據長度和從站用戶數據。③診斷數據診斷數據Diagnostic_Data是指由用戶接口存儲的DP從站診斷信息、系統診斷信息、數據傳輸狀態(tài)表（Data_Transfer_List）和主站狀態(tài)（Master_Status）的診斷信息。④輸入/輸出數據輸入（InputData）/輸出數據（OutputData）包括DP從站的輸入數據和1類主站用戶的輸出數據。該區(qū)域的長度由DP從站制造商指定，輸入和輸出數據的格式由用戶根據其DP系統來設計，格式信息保存在DP從站參數集的Add_Tab參數中。（2）服務接口通過服務接口，用戶可以在用戶接口的循環(huán)操作中異步調用非循環(huán)功能。非循環(huán)功能分為本地和遠程功能。本地功能由Scheduler或Service_Handler處理，遠程功能由Scheduler處理。用戶接口不提供附加出錯處理。在這個接口上，服務調用順序執(zhí)行，只有在接口上傳送了Mark.req并產生Global_Control.req的情況下才允許并行處理。服務接口包括以下幾種服務。①設定用戶接口操作模式（Set_Mode）用戶可以利用該功能設定用戶接口的操作模式（USIF_State），并可以利用功能DDLM_Get_Master_Diag讀取用戶接口的操作模式。2類主站也可以利用功能DDLM_Download來改變操作模式。②指示操作模式改變（Mode_Change）用戶接口用該功能指示其操作模式的改變。如果用戶通過功能Set_Mode改變操作模式，該指示將不會出現。如果在本地接口上發(fā)生了一個嚴重的錯誤，則用戶接口將操作模式改為Offline。③加載總線參數集（Load_Bus_Par）用戶用該功能加載新的總線參數集。用戶接口將新裝載的總線參數集傳送給當前的總線參數集并將改變的FDL服務參數傳送給FDL控制。在用戶接口的操作模式Clear和Operate下不允許改變FDL服務參數Baud_Rate或FDL_Add。④同步數據傳輸（Mark）利用該功能，用戶可與用戶接口同步操作，用戶將該功能傳送給用戶接口后，當所有被激活的DP從站至少被詢問一次后，用戶將收到一個來自用戶接口的應答。⑤對從站的全局控制命令（Global_Control）利用該功能可以向一個（單一）或數個（廣播）DP從站傳送控制命令Sync和Freeze，從而實現DP從站的同步數據輸出和同步數據輸入功能。⑥讀統計計數器（Read_Value）利用該功能讀取統計計數器中的參數變量值。⑦清零統計計數器（Delete_SC）利用該功能清零統計計數器，各個計數器的尋址索引與其FDL地址一致。2．從站的用戶接口在DP從站中，用戶接口通過從站的主-從DDLM功能和從站的本地DDLM功能與DDLM通信，用戶接口被創(chuàng)建為數據接口，從站用戶接口狀態(tài)機實現對數據交換的監(jiān)視。用戶接口分析本地發(fā)生的FDL和DDLM錯誤并將結果放入DDLM_Fault.ind中。用戶接口保持與實際應用過程之間的同步，并用該同步的實現依賴于一些功能的執(zhí)行過程。在本地，同步由三個事件來觸發(fā)：新的輸入數據、診斷信息（Diag_Data）改變和通信接口配置改變。主站參數集中Min_Slave_Interval參數的值應根據DP系統中從站的性能來確定。什么是GSD文件？它主要由哪幾部分組成？【答案】PROFIBUS設備具有不同的性能特征，特性的不同在于現有功能（即I/O信號的數量和診斷信息）的不同或可能的總線參數，如波特率和時間的監(jiān)控不同。這些參數對每種設備類型和每家生產廠商來說均各有差別，為達到PROFIBUS簡單的即插即用配置，這些特性均在電子數據單中具體說明，有時稱為設備數據庫文件或GSD文件。GSD分為以下三部分。（1）總體說明包括廠商和設備名稱、軟硬件版本情況、支持的波特率、可能的監(jiān)控時間間隔及總線插頭的信號分配。（2）DP主設備相關規(guī)格包括所有只適用于DP主設備的參數（例如可連接的從設備的最多臺數或加載和卸載能力）。從設備沒有這些規(guī)定。（3）從設備的相關規(guī)格包括與從設備有關的所有規(guī)定（例如I/O通道的數量和類型、診斷測試的規(guī)格及I/O數據的一致性信息）。10．PROFIBUS-DP協議實現方式有哪幾種？有協議棧和ASIC專用集成電路兩種。11．SPC3與INTEL總線CPU接口時，其XINT/MOT和MODE引腳如何配置？【答案】XINT/MOT接中斷，MODE接正電源（5V）12．SPC3是如何與CPU接口的？【答案】SPC3通過地址總線、數據總線和控制總線與CPU接口。13．CP5611板卡的功能是什么？【答案】CP5611用于工控機連接到PROFIBUS和SIMATICS7的MPI，同時支持PROFIBUS的主站和從站、PG/OP、S7通信。14.DP從站初始化階段的主要順序是什么？【答案】DP系統的工作過程如下圖所示，在主站可以與DP從站設備交換用戶數據之前，主站必須設置DP從站的參數并配置此從站的通信接口，因此主站首先檢查DP從站是否在總線上。如果從站在總線上，則主站通過請求從站的診斷數據來檢查DP從站的準備情況。如果DP從站報告它已準備好接收參數，則主站給DP從站設置參數數據并檢查通信接口配置，在正常情況下DP從站將分別給予確認。收到從站的確認回答后，主站再請求從站的診斷數據以查明從站是否準備好進行用戶數據交換。只有在這些工作正確完成后，主站才能開始循環(huán)地與DP從站交換用戶數據。在上述過程中，交換了下述三種數據。DP系統的工作過程第5章習題PMM2000數字式電力網絡儀表具有哪些特點？【答案】PMM2000數字式電力網絡儀表具有以下特點：=1\*GB3①采用領先技術采用交流采樣技術、模糊控制功率補償技術、量程自校正技術、精密測量技術、現代電力電子技術、先進的存儲記憶技術等，因此精度高，抗干擾能力強，抗沖擊、抗浪涌、記錄信息不易丟失。對于含有高次諧波的電力系統，仍能達到高精度測量。=2\*GB3②安全性高在儀表內部，電流和電壓的測量采用互感器（同類儀表一般不采用電壓互感器），保證了儀表的安全性。=3\*GB3③產品種類齊全從單相電流/電壓表到全電量綜合測量，集遙測、遙信、遙控功能于一體的多功能電力網絡儀表。=4\*GB3④強大的網絡通信接口用戶可以選擇TCP/IP工業(yè)以太網、M-BUS、RS-485（MODBUS-RTU）、CANBUSPROFIBUS-DP通信接口。=5\*GB3⑤雙CPU結構儀表采用雙CPU結構，保證了儀表的高測量精度和網絡通信數據傳輸的快速性、可靠性，防止網絡通信出現“死機”現象。=6\*GB3⑥兼容性強采用通信接口組成通信網絡系統時，可以和第三方的產品互聯。=7\*GB3⑦可與主流工控軟件輕松相連如iMeaCon、WinCC、Intouch、iFix等組態(tài)軟件。畫出PROFIBUS-DP的RS-485傳輸接口電路圖?！敬鸢浮縋ROFIBUS-DP的從站為80字節(jié)輸入和8字節(jié)輸出，設置3個輸入/輸出數據緩存器的長度和3個輸入/輸出數據緩存器的段基址?！敬鸢浮浚籗PC3通信控制器輸入字節(jié)長度必須和上位機組態(tài)軟件組態(tài)值一致D_LEN_DOUT_BUF EQU 8 ；輸出數據緩存D_DOUT_BUF_PTR1 EQU 08h；D_DOUT_BUF_PTR2 EQU 09h；D_DOUT_BUF_PTR3 EQU 0ah；；SPC3通信控制器輸出字節(jié)長度必須和上位機組態(tài)軟件組態(tài)值一致D_LEN_DIN_BUF EQU 80 ；輸入數據緩存D_DIN_BUF_PTR1 EQU 38H ；一個段8字節(jié)D_DIN_BUF_PTR2 EQU 48H D_DIN_BUF_PTR3 EQU 58H 若PROFIBUS-DP的從站地址為6，80字節(jié)輸入和8字節(jié)輸出，編寫完成此功能的程序?！敬鸢浮繀⒄諘欣蹋瑥穆?。第6章習題簡述DeviceNet具有如下通信特性?！敬鸢浮緿eviceNet具有如下通信特性：（1）媒體訪問控制及物理信號使用控制器局域網（CAN）；（2）有利于應用之間通信的面向連接的模式；（3）面向網絡通信的典型的請求/響應；（4）I/O數據的高效傳輸；（5）大信息量的分段移動；（6）MACID的多重檢測。DevicNet現場總線的主要用途是什么？【答案】DeviceNet有兩個主要用途：傳送與低端設備關聯的面向控制的信息；2）傳送與被控系統間接關聯的其他信息（例如配置參數）。畫出DeviceNet物理層在OSI模型中的位置圖?！敬鸢浮緿evicNet現場總線是如何實現誤接線保護的？【答案】DeviceNet節(jié)點的開發(fā)有哪兩種途徑？【答案】DeviceNet節(jié)點的開發(fā)大致有兩種途徑：1）開發(fā)者本身對DeviceNet規(guī)范相當熟悉，具有豐富的相關經驗，并且有長期深入開發(fā)DeviceNet應用產品的規(guī)劃，選擇從最底層協議做起，根據自身對協議的深刻領會，自己編寫硬件驅動程序，再移植到單片機或其他微處理器系統中，完成開發(fā)調試工作。2）利用開發(fā)商提供的一些軟件包，這些軟件包中的源程序往往可以直接應用于單片機中，對于那些復雜的協議處理內容，已封裝定義好，用戶只需編寫自己的應用層程序，而無須涉及過多的協議內容。但其缺點就是價格昂貴，同時受限于軟件包的現有功能，不能向更深層的功能進行開發(fā)。DeviceNet的設備描述包括哪些內容？【答案】設備描述包括：（1）設備對象模型定義——定義設備中存在的對象類、各類中的實例數、各個對象如何影響行為以及每個對象的接口。（2）設備I/O數據格式定義——包含組合對象的定義、組合對象中包含所需要的數據元件的地址（類、實例和屬性）。（3）設備可配置參數的定義和訪問這些參數的公共接口——配置參數數據、參數對設備行為的影響、所有參數組以及訪問設備配置的公共接口。第7章習題=1\*GB2⑴完全符合以太網標準。=2\*GB2⑵支持多種拓撲結構。=3\*GB2⑶廣泛的適用性。=4\*GB2⑷高效率、刷新周期短。=5\*GB2⑸同步性能好。=6\*GB2⑹無從屬子網。=7\*GB2⑺擁有多種應用層協議接口來支持多種工業(yè)設備行規(guī)。？【答案】IEC61800-7體系結構圖?！敬鸢浮慨嫵鯬ROFINET的系統結構圖。POWERLINK網絡拓撲結構?！敬鸢浮?．什么是POWERLINK的主要應用領域有哪些？【答案】1）運動控制（1）典型應用：伺服驅動器的控制，用于各種機器系統，如包裝機、紡織機、印刷機、機器人等。（2）典型廠家：B&R,ABB，武漢邁信電氣技術有限公司，上海新時達電氣股份有限公司等。2）過程控制9.EPA的技術特點是什么？【答案】EPA的技術特點是：10.畫出EPA網絡拓撲結構圖?！敬鸢浮?1.PROFInet可以采用哪些網絡拓撲結構？【答案】PROFInet可以采用星形結構、樹形結構、總線形結構和環(huán)形結構（冗余）。12.畫出PROFInet系統結構圖。【答案】第8章習題TCP/IP協議的體系結構分為哪4層？【答案】TCP/IP協議的體系結構由高到低分別是：應用層、傳輸層、網絡層和鏈路層，如下圖所示。其中每一層完成不同的通信功能。IP協議的互聯網具有哪些特點？【答案】IP協議的互聯網具有以下重要特點：（1）IP協議是一種無連接（Connectionless）不可靠（Unreliable）的數據報傳輸協議。說它不可靠是因為IP協議不能保證數據報能正確地傳輸到目的主機。它只負責數據報在網絡中的傳輸，而不管傳輸的正確與否，不進行數據報的確認，也不能保證數據報按正確的順序到達（即先發(fā)的不一定先到達），但同時它也是“盡最大努力”傳輸數據的，因為它不隨便丟棄傳輸中的數據報。（2）IP互聯網中的計算機沒有主次之分，所有主機地位平等（因為惟一標識它們的是IP地址），當然從邏輯上來說，所有網絡（不管規(guī)模大?。┮矝]有主次之分。（3）IP互聯網沒有確定的拓撲結構。（4）在IP互聯網中的任何一臺主機，都至少有一個獨一無二的IP地址，有多個網絡接口卡的計算機每個接口可以有一個IP地址，這樣一臺主機可能就有多個IP地址。有多個IP地址的主機叫多宿主機（Multi-homeHost）。（5）在互聯網中有IP地址的設備不一定就是一臺計算機，如IP路由器、網關等，因為與互聯網有獨立連接的設備都要有IP地址。什么是ICMP協議？【答案】ICMP協議是一個用于差錯報告和報文控制的協議。什么是ARP協議？【答案】TCP/IP協議族專門設計了用于地址解析的協議ARP（AddressResolutionProtocol），它可以把一個IP地址映射成對應的物理地址。UDP協議具有哪些特點？【答案】UDP協議具有如下特點：（1）UDP是一種無連接、不可靠的數據報傳輸服務協議。UDP不與遠端的UDP模塊保持端對端的連接，它僅僅是把數據報發(fā)向網絡，并從網絡接收傳來的數據報。關于連接的問題，學完TCP后可能更容易理解。（2）UDP對數據傳輸過程中惟一的可靠保證措施是進行差錯校驗，如果發(fā)生差錯，則只是簡單地拋棄該數據報。（3）如果目的端收到的UDP數據報中的目的端口號不能與當前已使用的某端口號匹配，則將該數據報拋棄，并發(fā)送目的端口不可達的ICMP差錯報文。（4）UDP協議在設計時的簡單性，是為了保證UDP在工作時的高效性和低延時性。因此，在服務質量較高的網絡中（如局域網），UDP可以高效地工作。（5）UDP常用于傳輸延時小，對可靠性要求不高，有少量數據要進行傳輸的情況，如DNS（域名服務）、TFTP（簡單文件傳輸）等。第9章習題SERCOS有哪些特性？【答案】SERCOS工業(yè)應用有哪些？【答案】SERCOS技術在工業(yè)自動化、印刷機械、包裝機械、工業(yè)機器人、半導體制造設備和機床工業(yè)中得到較為廣泛的應用，特別是在一些高可靠性高精度多軸控制的高端設備中得到很好的應用。簡述【答案】SERCOS通信是如何建立的？【答案】SERCOS通信建立的流程如下：1）系統上電后主站和從站都直接進入通常的以太網模式，也就是通信只有NRT通道開放，可進行一般的以太網通信。2）CP0階段主站開始初始化工作，用來檢查環(huán)路是否閉合以及識別所有連在網絡上的從站。3）CP1階段用來配置從站進行非循環(huán)的通信。4）CP2階段進行從站參數的設置及對從站的循環(huán)通信進行配置。5）CP3階段用來對從站進行進一步的配置，并準備好循環(huán)實時通信方式。6）CP4階段開始SERCOS的循環(huán)實時通信。正常通信過程中如果有熱插拔發(fā)生，則通過HP0~HP2三個階段又恢復到正常通信狀態(tài)。SERCON816包含哪些功能？【答案】SERCON816包含以下功能：1）與具有8位或16位數據總線寬度的微處理器的接口，以及符合Intel或Motorola標準的控制線。2）一個串行接口，用于與光纖環(huán)的光學接收器和發(fā)射器或與電環(huán)或總線的驅動器直接連接。集成了數據和時鐘再生、環(huán)形拓撲中繼器以及串行發(fā)送器和接收器。監(jiān)測信號并生成測試信號。串行接口的運行速度高達16Mbaud，無需外部電路。3）用于控制和通信數據的雙端口RAM（2048*16位）。內存的組織是靈活的。4）用于自動傳輸和監(jiān)控同步和數據報文的報文處理。僅處理用于特定接口用戶的傳輸數據。傳輸的數據要么存儲在內部RAM（單緩沖區(qū)或雙緩沖區(qū)）中，要么通過直接內存訪問（DMA)）傳輸。在多個通信周期內傳輸服務通道信息自動執(zhí)行。SERCON816的特性是什么？【答案】SERCON816具有如下特性：1）SERCOS接口的單片控制器。2）工業(yè)控制系統的實時通信。3）8/16位總線接口，Intel和Motorola控制信號。4）帶2048字*16位的雙端口RAM。5）通過光纖環(huán)、RS485環(huán)和RS485總線進行數據通信。6）帶內部時鐘恢復，最大傳輸速率為16MBaud。7）用于環(huán)形連接的內部中繼器。8）全雙工操作。9）光發(fā)射二極管的功率調制。10）在通信周期中自動傳輸同步和數據報文。11）靈活的RAM配置，通信數據存儲在RAM中（單緩沖區(qū)或雙緩沖區(qū)）或通過DMA傳輸。12）外部信號同步。13）定時控制信號。14）自動服務通道傳輸。15）監(jiān)視軟件和外部同步信號的看門狗。16）SERCON410BSERCOS接口控制器的兼容模式。17）100引腳QFP封裝。畫出SERCON816與微處理器的連接圖?！敬鸢浮俊敬鸢浮康?0章習題什么是時間敏感網絡TSN？【答案】TSN網絡即是timesensitivenetwork，中文通常稱為時效性網絡或者時間敏感網絡，其實指的是在IEEE802.1標準框架下，基于特定應用需求制定的一組“子標準”，旨在為以太網協議建立“通用”的時間敏感機制，以確保網絡數據傳輸的時間確定性。TSN網絡是如何產生的？【答案】如今隨著工廠業(yè)務的需要，工業(yè)以太網又存在這各種各樣的瓶頸：在工業(yè)控制自動化領域，目前存在著多種實時工業(yè)以太網，比如EtherCAT、PROFINET、POWERLINK、CC-Link等，這些協議都是在標準以太網的基礎上修改或增加了一些特定的協議以保證實時性和確定性。但是由于這些都是非標準以太網，雖然在滿足機器運動控制等方面已經綽綽有余，但在易用性、互操作性、帶寬和設備成本上都存在一些不足，特別是當前大數據和云計算等進入工業(yè)控制領域、要求IT和OT融合的背景下，不僅要保證大數據傳輸，而且要保證傳輸的實時性和確定性，這時這些現有的實時以太網協議就顯得更力不從心。正是由于工業(yè)以太網存在的這些瓶頸，才催生了TSN網絡的產生。TSN時間敏感網絡關鍵特性有哪些？【答案】TSN時間敏感網絡關鍵特性如下：1）時間同步TSN的流量調度是基于時隙的，因此時鐘同步是TSN的基礎。TSN使用的是精確時間協議，是保證所有網絡設備的時鐘一致，而不需要與自然界的時鐘保持同步。IEEE802.1AS-2011規(guī)定了TSN整個網絡的時鐘同步機制，提出了廣義精確時間協議（generalprecisiontimepro