现场总线考试复习资料
现场总线-复习资料
Ch11、 现场总线定义:在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统。
2、 现场总线技术特点：1开放性2互可操作性与互换性 3设备智能化4彻底分散5现场环境适应性6系统可靠性7信息一致性，8经济性9易于安装和维护3、 实时性：信号的输入、运算、输出都要在一定时间范围内完成，亦即，系统对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定时间内做出响应或者进行 控制，若超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。
练习题：Ch21、 传输模式：并行、串行；异步、同步；单工，半双工，双工2、 传输损伤：衰减和衰减失真，时延失真，噪声噪声分类？热噪声、互调噪声、串扰和冲激噪声。
热噪声计算？（计算题）3、 信道容量，在给定条件下，某一通信信道上的数据所能达到的传输速率称为信道容量。
误码率，即差错发生率。
这里的差错是指发送的是0而接收的却是1，或者发送的是1而接收的却是0。
信道带宽，一个信号的绝对带宽是指它的频谱宽度信噪比它是指在传输过程中某一点的信号功率与噪声功率比,4、 香农公式 )SNR 1(log 2+=B C （计算题）奈奎斯特公式M B C 2log 2=5、 传输媒体？有线传输媒体包括？传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通路。
包括：双绞线，同轴电缆，光纤6、 数据编码：不归零码，曼彻斯特编码7、 奇偶校验，在7单位的ASCII 代码后增加一位,使码字中1的个数成奇数(奇校验)或偶数(偶校验).(适合随机性错误)CRC 码检错方法(计算题)8、 多路复用技术：时分复用，频分复用练习题：1,2,3，4，Ch31、 OSI 的三级抽象图3-3 OSI 的三级抽象的示意图OSI 模型OSI 服务OSI 协议包括所有可能的服务、协议及其实现包括所有可能的协议及其实现包括所有可能的实现由高到低依次是体系结构、服务定义和协议规范说明 。
2、 OSI 参考模型的分层，7层物理层:为上一层提供一个物理链接，以透明的传送比特流数据链路层：负责相邻两个节点间的链路上，无差错的传送以帧为单位的数据网络层：选择合适的路由和交换节点，透明的向目的节点交付发送发送节点所发送的数组传输层：根据通信子网的特性最佳的利用资源，并以可靠和经济的方式，在两个末端系统之间，透明的传送报文。
现场总线技术及应用复习题
现场总线技术及应用一、名词解释1、现场总线2、异步传输3、总线仲裁4、同步传输5、基带传输6、总路线仲裁7、宽带传输8、时分复用9、中继器10、载波传输二、填空题1、通信线路的工作方式有（）、（）和（）三种工作方式。
2、现场总线系统在企业网络中的主要作用是（）。
3、传输差错主要有（）、（）和（）三种错误形式。
4、通信系统的有效性指标包括（）、（）、（）、（）、（）和（）5、CAN信号的位电平有（）和（），其中，0信号的电平信号表示是（），1信号的电平信号表示是（）。
6、CAN总线的报文帧分为（）、（）、（）和（）四种类型的报文帧。
7、帧间空间的作用是（）。
8、控制网络的拓扑结构有（）、（）、（）和（）四种拓扑形式。
9、CAN总线中位时间中同步段的作用是（）。
10、LIN的报文帧有（）、（）、（）、（）、（）和（）六种类型的帧，不同帧的区别主要是采用不同的标识符。
11、在LIN报文的出错状态变量Response_Error和Successful_transfer值分别为1和1表示LIN处于（）通信状态。
12、ECU作为J1939网段上的节点，有三种通信方式，它们分别是（）、（）和（）。
13、在现场基金会总线的通信中，由链路活动调度器按预定调度时间表周期性依次发起的通信活动，称为（）。
14、在现场基金会总线通信系统中，那些有能力成为链路活动调度器的设备称为（），不具备链路活动调度能力的设备称为（）。
15、CAN总线的节点出错方式有（）、（）和（）三种方式。
三、判断题1、吞吐量是用来衡量通信系统的有效性指标之一。
（）2、平均误码率是衡量通信系统可靠性的重要性指标。
（）3、通信信号在通过实际信道后，其幅值和相位发生某些变化，会导波形失真。
（）4、差分曼彻斯特编码无需另外传送同步信号。
（）5、82C200是适应于CAN2.0B总线的通信控制器。
（）6、网络拓扑结构是指网络中节点的互连形式。
（）7、1坚持CSMA是介质空闲则发送，忙则继续监听，直到介质空闲则立即发送。
现场总线复习整理
第一章1、自动控制系统的发展四个阶段及其体系结构1.模拟仪表控制系统(ACS)缺点：信号变化缓慢，计算速度精度比较低、信号传输的抗干扰能力较差。
2.直接数字控制系统(DDC)优点：集中管理、控制、监视、报警和收集历史数据等。
缺点：布线费用高、不便于扩展、危险集中、可靠性低等。
3集散控制系统（DCS)系统主要缺点（1）信息集成能力不强（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强（3）可靠性不易保证4）可维护性不高。
4、现场总线控制系统（FCS)现场总线技术主要特征是采用数字式通信方式取代设备级的4-20mA(模拟量)/24VDC(开关量)信号，使用一根电缆连接所有现场设备。
2、DCS的结构由分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统三部分组成3、现场总线定义：数字通信协议，应用与生产现场，在一些智能化的控制设备之间所执行双向串行通信，多节点的数字通信系统，是开放的数字化多点通信的底层控制网络。
4、现场总线控制系统的技术特点（1）系统的开放性、可集成性2）互操作性与互用性3）现场设备的智能化与功能自治性4）系统的高度分散性5）对现场环境的适应性。
5、与DCS相比FCS在结构上有哪些优越性：1 实现全数字化通信；2实现彻底的全分散式控制；3实现不同厂商产品互连、互操作；4增强系统的可靠性、可维护性；5降低系统工程成本。
第二章 1、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。
一组设备通过总线连在一起称为“总线段”。
2、总线主设备：可在总线上发起信息传输的设备,又称命令者。
总线从设备：能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备，也称基本设备。
3、总线上的控制信号通常有三种类型：a、控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操作；b、用于改变总线操作的方式； c、表明地址和数据的含义。
总线协议：管理主、从设备使用总线的一套规则称为“总线协议”。
这是一套事先规定的、必须共同遵守的规约。
现场总线复习提纲
ch2 CAN总线1、CAN总线的全称是什么？应用于什么场合？2、CAN总线是如何表示数值逻辑的？3、CAN总线协议中，什么逻辑具有较高的优先级？4、CAN总线采用什么样的总线仲裁技术？5、CAN总线协协议帧中的数据场最长为多少个字节？最高传输速率？最远传输距离？6、CAN的一个位时钟分为那几个段？各自的作用是什么？7、CAN的物理层采用什么编码？位填充机制？8、CAN总线位同步分哪几种？（硬同步？重同步？）9、CAN的总线拓扑结构是怎样的？为什么要加终端电阻？10、CAN规定了几种类型的帧结构？（4种）数据帧和远程帧的区别是什么？11、CAN总线协议中是高位先发还是地位先发？12、CAN有哪几种错误类型？哪几种错误状态？系统刚启动时，所处的错误状态是什么？做严重的错误状态是什么？13、CAN控制器的作用是什么？CAN收发器的作用是什么？14、SJA1000与微控制器的硬件连接方法？SJA1000数据发送和接收流程？15、ch3 Profibus1、Profibus 的全称是什么？Profibus 协议有那三个子集，各自的特点什么？2、Profibus 的总线拓扑结构是什么？是否需要终端电阻？3、profibus 支持的物理层技术有哪些？分别应用于那个协议子集？4、RS485传输技术采用什么传输方式？最高速率？最远距离？5、RS485中继器在什么场合下使用？如何正确使用？6、RS485传输技术中，先传地位还先传高位？7、IEC11582 采用什么什么编码？8、Profibus的总线存取协议？海明距离是多少？9、profibus 提供了哪四种基本服务？10、Profibus-DP将站点分为三类？哪三类？各自的作用是什么？11、LSPM2站地址和ID号的设置方式有哪三种？硬件连接方式？profibus 接口电路？12、SPC3的微控制器接口电路？其中的双口RAM划分为三个区,哪三个区？各自的作用？ch4 Devicenet1、Devicenet 的网络模型？拓扑结构？是否支持分段？网络容量？2、Devicenet的传输线中含五条导线，分别是？3、MWP 模块的作用是什么？4、是否需要终端电阻？5、Devicenet 报文分为哪两种？各自的作用是什么？6、各个信息组的优先级如何判别？7、Devicenet 节点开机后能偶识别的两个端口是什么？什么是组2服务器？什么是仅限组2服务器？8、Devicenet 重复MAC ID检测原理？9、Devicenet 中存在四级寻址？分别是什么？10、Devicenet 网络的通信模型？11、UCMM的全称？提供那两种服务？建立显式连接后可以做什么？12、I/O信息的传送方式有哪些？预定义主从连接组的连接ID 如何确定？。
现场总线技术复习题
现场总线技术复习题
1. 现场总线技术的定义是什么？
2. 现场总线技术的主要特点有哪些？
3. 请列举至少三种常见的现场总线技术。
4. 简述现场总线技术在工业自动化中的应用。
5. 现场总线技术与传统的模拟信号传输相比有哪些优势？
6. 描述现场总线系统的组成结构。
7. 现场总线技术中，主站和从站的功能是什么？
8. 请解释现场总线技术中的“实时性”概念。
9. 现场总线技术中的“冗余”设计有什么作用？
10. 列举现场总线技术中的几种常见的通信协议。
11. 现场总线技术在安全性方面有哪些考虑？
12. 简述现场总线技术在远程监控中的应用。
13. 描述现场总线技术在数据采集和处理中的作用。
14. 现场总线技术在设备诊断和维护中的优势是什么？
15. 请举例说明现场总线技术在智能建筑中的应用。
16. 现场总线技术在节能减排方面的贡献有哪些？
17. 简述现场总线技术在提高生产效率方面的作用。
18. 现场总线技术在系统集成中的重要性是什么？
19. 现场总线技术在现代制造业中的地位如何？
20. 现场总线技术的未来发展趋势是什么？。
现场总线复习提要
现场总线复习提要第一章（思考与练习）1、过程控制系统的发展经历了那几代控制系统基地式仪表控制系统、模拟式仪表控制系统、直接式数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）8、生产过程包括哪些装置答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
9、什么是现场总线现场总线有哪些特点答：现场总线是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实现双向、串行、多节点数字通信的技术。
特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。
10、现场总线的本质含义表现在哪些方面答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络12、常用现场总线有哪些它们各有什么特点第二章（思考与练习）3、总线的寻址方式有哪些各有什么特点答：3种。
1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。
特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。
2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。
3.用于选择多个响应者。
4、数据通信系统由哪些设备组成各起什么作用答：1.信息源 2.发送设备 3.传输介质 4.接收设备 5.信息接受者作用：1.把各种消息转换成原始电信号；2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；3.传输信号的媒介4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。
5.将复原的原始信号转换成相应的消息。
6、什么是数据传输率它的单位是什么答：单位时间内传送的数据量。
单位有比特率S和波特率B7、试比较串行通信和并行通信的优缺点答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。
并行通信的缺点：优点：传送数据速度很快，传输效率高，8、什么是异步传输什么是同步传输各用于什么场合答：异步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。
现场总线总复习
4.1 PROFIBUS基本概念
主要用于车间级控制 网络，解决车间级通 用性能通信任务
用于传感器和执行器 的高速数据传输。 12Mbit/s 单主站系统
对于安全性要求较高 的场合
河南理工大学
交通信息工程与控制系
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4.2 PROFIBUS协议结构
河南理工大学
交通信息工程与控制系
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4.3 PROFIBUS-DP总线设备类型
容错与隔离
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交通信息工程与控制系
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2.3 通信系统的结构
• 信源编码 • 信道编码 多路复用 的情况
• 模拟信息源 • 数字信息源
常用的信号 变换方法
从带有干扰的信号 中恢复出原始信息
河南理工大学
交通信息工程与控制系
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2.4 模拟数据编码技术（结合课本掌握）
ì sin(w t + j ) ï a创 x =í ï î0
确认
中断 轮询 差错检验
数据通信中的接受者可以通过差错检验来判断所接收的 数据是否正确。
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3.3 RS-232C串行通信接口技术
信号速率限于20kbit/s以内 线间干扰大，限于15m之内 负逻辑
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3.4 RS-485串行通信接口技术
交通信息工程与控制系
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1.7 工业以太网基本概念
优势： 全开放、全数字化的网络
工业控制网络与企业信息网络的无缝连接 软硬件成本低廉 通信速度高 可持续发展潜力大
问题： 实时性问题
对工业环境的适应性与可靠性 适用于工业自动化控制的应用层协议 本质安全和网络安全 服务质量问题
现场总线复习题
（一）、现场总线是什么：现场总线是以测量控制设备作为网络节点，以双绞线等传输介质作为纽带，把位于生产现场、具备了数字计算和数字通信能力的测量控制设备连接成网络系统，按照公开、规范的网络协议，在多个测量控制设备之间、以及现场设备与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成适应各种应用需要的自动控制系统。
现场总线控制系统的技术特点：1.开放性；2.全数字化；3.双向通信；4.互可操作性与互用性；5.现场设备的智能化与功能自治性6.系统结构的高度分散性7.对现场环境的适应性现场总线的主要优点：一对N结构、增强了现场级信息集成能力、开放式、互操作性、互换性、可集成性系统可靠性高、可维护性好、降低了系统及工程成本请列举4类现场总线设备：基金会现场总线、LonWorks、Profibus、CAN、HART、RS-485（二）、通信线路的工作方式：根据通信过程中信息流的传输方向，可将通信线路的工作方式分成：单工通信方式、半双工通信方式和全双工通信方式：通信系统的性能指标：衰减、延迟、噪声（三）、OSI参考模型的分层及其功能划分：物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层：提供与传输介质的接口、与物理介质相连所涉及到的机械的、电气的功能和规程方面的特性，最终达到物理的连接。
提供了位(bit)传送的物理通路。
数据链路层：用于链路连接的建立、维持和拆除，实现无差错传输。
网络层：处理路径选择和分组交换技术，提供报文分组从源节点至目的节点间可靠的逻辑通路，且担负着连接的建立、维持和拆除。
传输层：完成收发之间的数据传送控制，在源节点到目的节点提供端到端的可靠传输服务会话层：两应用进程间建立起一次联络表示层：实现用户或应用程序之间交换数据的格式转换应用层：实现各种应用进程之间的信息交换，为用户提供服务。
（四）、PCA82C250收发器的典型应用如图：SJA1000的RX和TX分别通过光电隔离电路连接到82C25082C250的差动收发端CANH和CANL连接到总线电缆。
现场总线考试要点
1、工业企业的类型是如何划分的？按照加工处理模式，一般把工业划分为流程工业、制造业和混合型三种。
2、DCS`PLC`IPC`FCS等控制系统的特点是什么？DCS特点：集中管理分散控制系统、冗余系统很好、控制系统功能强精度高。
PLC：高可靠性、低价位、控制系统功能强、可靠性高，主要用于控制环境恶劣而且以开关量为主的场合，以模拟量为主，规模不大要求有较强的数据处理能力。
IPC：以模拟量为主，规模不大，要求有较强的数据处理能力。
FCS：采用总线通信的拓扑结构，整个系统处于全开放、全数字全分散的机制平台上，信息技术全面应用于整个系统的现场设备，具备了通信控制诊断和管理能力。
3、什么是工业网路？工业网络是由哪些主要部分组成的？工业网络是在一个企业范围内将信号检测数据传输、处理存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部资源共享，信息管理、过程控制、经营决策并能够访问企业外部资源和提供限制性外部访问，是的企业的生产管理和经营能够高效率的协调运作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。
按网络连接结构，将企业的网络系统划分为三层：底层、控制层、企业的内部网络外部的互联网；按网络的功能结构，将工业网络划分为3层：企业资源计划层、制造执行系统层、现场总线控制系统层。
4、现场总线在工业网络中处于什么位置？他的主要作用是什么？现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于底层的位置，所以它是构成整个工业网络的基础。
主要作用：进行过程数据采集，进行直接的数据控制，进行设备和系统的监测和诊断，实施安全性和冗余方面的措施。
5、什么是NRZ 编码和曼彻斯特编码？它们各有什么特点？非归零码是相对于归零码来说的，如果逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，则在整个码元时间内都维持有效电平的编码就是NRZ。
曼彻斯特编码是工业中数据通信中最常用的一种基带信号编码，也叫相位编码。
具有内在的时钟信号，它的特点是在每一个码元中间都产生一个跳变，这个跳变沿既可以作为时钟也可以代表数字信号的取值。
现场总线技术考试试题及答案
现场总线技术考试试题及答案一、选择题1. 现场总线技术是指通过总线连接各个设备，实现数据传输和设备控制。
以下哪个不是现场总线技术的应用场景？A. 工业自动化控制系统B. 智能家居系统C. 电子商务系统D. 智能交通系统答案：C2. 现场总线技术的特点包括以下哪些？A. 数据传输速率高B. 线缆布线简单C. 系统扩展性强D. 数据传输可靠性差答案：B、C3. 现场总线技术中，CAN总线是一种常用的现场总线标准。
以下哪个说法是正确的？A. CAN总线只能用于小规模系统B. CAN总线只支持点对点通信C. CAN总线具有高抗干扰性能D. CAN总线传输速率较慢答案：C4. PROFIBUS是一种常用的现场总线协议。
以下哪个说法是正确的？A. PROFIBUS只支持数据传输，不支持设备控制B. PROFIBUS-DP用于分布式控制系统C. PROFIBUS-PA用于过程自动化控制系统D. PROFIBUS速率固定不可调节答案：B、C5. 下面哪种现场总线技术是在工业控制领域应用最广泛的？A. EthernetB. ModbusC. DeviceNetD. LonWorks答案：B二、填空题1. 现场总线技术中，总线是连接各个设备的通信介质。
答案：电缆2. 现场总线技术中，总线上的各个设备通过地址进行通信。
答案：节点3. 现场总线技术中，总线上的设备可以通过总线供电，不需要额外的电源线。
答案：真4. 现场总线技术中，总线上的设备可以通过总线对其进行配置和监控。
答案：真5. 现场总线技术中，总线上的设备可以同时传输多个数据。
答案：真三、简答题1. 简述现场总线技术的优势和应用场景。
现场总线技术通过总线连接各个设备，实现数据传输和设备控制。
其优势和应用场景如下：优势：- 线缆布线简单，减少工程成本- 系统扩展性强，易于部署和维护- 数据传输可靠性高，抗干扰能力强应用场景：- 工业自动化控制系统：通过现场总线技术可以将传感器、执行器等设备连接在一起，实现对工业生产过程的监控和控制。
现场总线复习资料
现场总线复习资料1、三种工业类型：流程工业、制造业、混合型工业。
2、工业网络结构划分：a）按网络系统划分：互联网、企业内部网、底层控制网。
b）按网络功能划分：企业资源计划层、制造执行系统层、现场总线控制系统层。
3、现场总线作用：a）进行过程数据采集即对被控设备中的每个过程量和状态信息进行实时采集，获得所有设备监测、过程控制、状态检测的现场信息。
b进行直接的数字控制根据控制模式、控制算法实施连锁控制、顺序控制和批量控制。
c进行设备和系统的监测和诊断根据过程变量和状态信息，分析并确定是否对被控装置实施调节，同时判断计算机和控制板卡的状态和性能，在必要时实施报警和错误诊断即处理。
d实施安全性和冗余方面的措施一旦发现计算机硬件系统或控制板卡有故障，可及时在热备份下切换到备用件，已确保整个系统的安全可靠地运行。
4、数据传输速率比特率(Bit Rate)：数据传输速率(bps，b/s)。
每妙钟传递的bit数。
波特率（Baud Rate）：信号传输速率（baud）。
每秒钟传递的信号脉冲（波形）数。
还可以说是每秒钟传送的码元数。
R bit = R baud log2M式中：M为信号的有效状态数，即码元数。
当M＝2时（二进制数表示信号波形），两者相等。
一般来说波特率小于比特率。
5、数字数据的数字编码定义：用高低电平的矩形脉冲信号来表示数据的0、1状态。
数字编码的种类有：单极性码、双极性码、归零码、非归零码、差分码、Manchester编码等。
工业通信中常用的是非归零码和Manchester编码。
非归零码：逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，在整个码元期间都维持有效电平的编码。
优点：能够比较有效地利用信道的带宽，这是最常用的编码之一。
缺点：存在直流分量，不具备自同步机制，必须使用外同步。
曼彻斯特编码：在每个码元的中间都要发生跳变。
接收端可将此变化提取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送设备的时钟保持一致。
是工业数据通信中最常用的一种基带信号编码优点：不需要外同步信号，不存在直流分量。
现场总线复习资料
现场总线复习资料1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）8.生产过程包括哪些装置？答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
9.什么是现场总线？现场总线有哪些特点？答：现场总线是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实现双向、串行、多节点数字通信的技术。
特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。
10.现场总线的本质含义表现在哪些方面？答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络12.常用现场总线有哪些？它们各有什么特点？答：FF Profibus LonWorks CC-Link Modbus特点：FF：采用ISO/OSI参考模型的简化模型。
只具备其中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层。
FF分低速H1和高速H2两种通信速率。
Profibus:采用了ISO/OSI模型中的3层，，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层，由.Profibus-DP/Profibus-PA/Profibus-FMS 这3各版本组成。
Profibus采取主站之间令牌传递方式和主、从站之间的主-从通信方式。
LonWorks：采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议，并采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。
3.总线的寻址方式有哪些？各有什么特点？答：3种。
1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。
特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。
6.什么是数据传输率？它的单位是什么？答：单位时间内传送的数据量。
单位有比特率S和波特率B7.试比较串行通信和并行通信的优缺点？答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。
现场总线考试资料(删减版)
第一章概论1、什么是总线总线是各种部件之间传送信息的公共通信干线，其实质是通信网络。
任何一种总线都包括硬件和软件两部分。
2、现场总线现场总线是应用在生产现场，实现自动化控制系统现场设备或仪表之间互连的通信网络，具有的开放性、数字化、多点通信、可靠性强等特点。
3、现场总线的内涵a.它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。
b.它是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的开放的、全数字化的、双向的、多站的通信系统。
c.主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。
4、现场总线的应用现场总线的产生对工业的发展起着非常重要的作用，对国民经济的增长有着非常重要的影响。
现场总线主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。
5、现场总线的关键----使自动控制系统与现场设备具有通信能力----连接成网络系统6、现场总线的技术特点a全数字化通信b系统的开放性c互可操作性与互换性d现场设备的智能化与功能自治性e系统结构的高度分散性f对现场环境的适应性两种方式详细对比现场总线方式传统方式结构一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号。
一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。
可靠性可靠性好：数字信号传输抗干扰能力强，精度高。
可靠性差：模拟信号传输不仅精度低，而且容易受干扰控制控制功能分散在各个智能仪器中。
所有的控制功能集中在控制站中。
互换性各智能仪表基于统一的总线标准设计，不同品牌的仪表互连，实现“即插即用”。
尽管模拟仪表统一了信号标准，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。
现场总线控制系统的软件1.操作系统2.网络管理软件3.通信软件4.底层测控软件企业管理层(数据网络)--过程监控层(数据网络)--现场控制层(控制网络)几种典型的现场总线１.CAN 总线 2.ControlNet 现场总线3.LonWorks 总线 4.DeviceNet 总线 5.Modbus 总线6.HART 总线第二章数据通信基础2.1 数据通信的基本概念p122.1.1 信息a信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。
现场总线复习资料
注意：复习提纲给你们，希望你们能够利用有限的时间抓紧复习，不要寄希望于监考老师。
此次考试监考将从严，凡是准备抄袭的，一旦发现，立即离开考场。
考试时间初步定在16周的周三上午10点：试题形式：选择题（10*2=20分），填空题（10*2=20分），判断题（10*1=10分），名词解释（4*3=12分），简答题（7*4=28分），综合应用题（1*10分）选择题主要考核对基础知识的掌握，包括各种现场总线的基本参数：如终端电阻，报文格式，仲裁方式和仲裁过程，各种总线的网络结构及重要特性。
OSI模型与其它模型的比较等方面的内容。
填空题考核的主要方面同选择题，参考题目如下：网络层向传输层提供的服务有哪些在OSI模型中，数据链路层要解决的问题主要有模拟数据的数字信号编码要经过几个步骤网络层主要解决的问题是串行通信常用的传输方式有哪三种数据交换是指按照某种方式动态地分配传输线路的资源，实现数据交换的方法主要有哪三种局域网中常用的数据传输方式主要有哪两种根据工作原理划分，网络交换技术通常采用哪两种方式令牌访问控制方式包括哪两种目前，局域网中的基本的网络拓扑结构有哪些Profibus由三个兼容部分组成，分别是什么Profibus-DP规定，1类主站哪三种状态状态CAN总线的两种逻辑状态分别是CAN总线中，超载帧包括哪两个位场CIP地址可分为哪几种DeviceNet网络中，最大可以容纳的节点数DeviceNet所允许的最大拓扑距离为CIP的报文分类一个ControlNet网络最多可以有多少个节点。
ControlNet总线中，网络刷新时间（NUT）可划分为哪3个主要部分ControlNet所支持的通信波特率为工业以太网的生存性通常通过什么技术来保证对于不同协议的现场总线系统进行集成，可以采用什么方式判断题主要考核对基本知识点的掌握名词解释主要考核对基本概念的准确记忆，题目全部从作业中选取，现列举如下：名词解释：带宽、基带传输、同步通信、异步通信、位速率，仲裁，报文路由，时间份额、NUT、CTDMA；隐式报文、显式报文、ＯＰＣ、COM、简答题主要考核对现场总线重要问题的理解，要求大家在答题时不要只写要点，要有对要点的简要说明，如果只答要点，要扣分，参考题目全部从作业中选取，现列举如下：阐述现场总线与现场总线控制系统的技术特点简述OSI模型简述CSMA比较OSI参考模型和TCP/IP模型简述常用的网络互连设备简述网络交换技术的工作原理简述RS-485的传输特性与电气特性简述RS-485应用中的常见问题简述PROFIBUS数据链路层报文格式简述PROFIBUS-DP的通信原理简述MBP传输技术应用PROFIBUS构建自动化控制系统应该考虑的问题有哪些简述CAN数据帧简述CAN总线中存在的错误类型简述CAN协议的分层结构简述DeviceNet的网络参考模型简述CIP协议的数据触发方式简述DeviceNet的报文分组简述ControlNet网络参考模型简述工业以太网产品的特性简述Ethernet/IP通信模型简述如何保证工业以太网通信的实时性简述以太网的系统结构简述控制网络与信息网络互连集成的关键问题综合应用题主要考核对这门课程的理解和应用，与我们的实验相关。
现场总线复习题
现场总线考试题型：1.判断题15分共10题2.填空题25分共25题3.简答题40分共4题4.论述题20分共1题第一章现场总线技术概述1.自动控制系统的发展经历了哪几个阶段？大致经历了四个发展阶段，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表控制系统；直接数字控制系统；70年代中期出现集散控制系统；90年代后期现场总线控制系统。
2.DCS控制系统的结构包括哪几部分？包括三部分：分散过程控制装置部分，操作管理装置部分，通信系统部分3.现场总线的基本定义？现场总线(Fieldbus)：是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备（例如，变送器、执行器、控制器)与高层设备(例如主机、网关、人机接口设备)之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。
4.现场总线的分类？5. 现场总线控制系统的技术特点。
1.开放性；2.全数字化；3.双向通信；4.互可操作性与互用性；5.现场设备的智能化与功能自治性6.系统结构的高度分散性7.对现场环境的适应性6. FCS相对于DCS具有哪些优越性？1．FCS实现全数字化通信2．FCS实现彻底的全分散式控制3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作4．FCS增强系统的可靠性、可维护性5．FCS降低系统工程成本7. 分析现场总线的现状，展望其发展前景。
第二章数据通信基础与网络互联1.何谓现场总线的主设备、从设备？可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”(bus master) ，又称命令者。
不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备(bus slaver)，也称基本设备。
2.总线操作过程的内容是什么？总线上命令者与响应者之间的连结→数据传送→脱开，这一操作序列称为一次总线“交易”(transaction)，或者叫做一次总线操作。
3.寻址方式有几种？物理寻址逻辑寻址广播寻址4.通信系统由哪几部分组成?各自具有什么功能?通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。
现场总线复习资料
现场总线复习资料1、选择题（每题1.5分，共15分）2、填空题（每空1.5分，共30分）3、名词解释（共15分）4、简答题（20分）5、计算题（共20分）1、国际电⼯委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（fieldbus）的定义：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、在现场总线控制系统中，总线设备主要分为⼏类，分别是什么？6类。
变送器／传感器；执⾏器；控制器；监控／监视计算机；⽹桥／⽹关/中继器/集线器/交换机/路由器；其他现场总线设备。
3、现场总线的基本特征：1）开放互连⽹络 2）现场设备的互操作性与互换性 3）设备智能化 4）结构与功能⾼度分散的系统 5）现场通信⽹络 6）数字通信⽹络4、IEC61158第2版（ED2.0）有⼏种现场总线？8种现场总线。
5、通信模型的三个要素？信源、信宿和信道6、数据有模拟数据和数字数据，信号也有模拟信号与数字信号两种7、不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况8、信道最⼤数据传输率？Nyquist 公式： C = 2W log2 M= R baud log2MC = 数据传输率，单位bit/sW = 带宽，单位HzM = 信号编码级数R baud =波特率Shannon公式：有限带宽⾼斯噪声⼲扰信道C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪⽐9、数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的⽅式。
按数据代码传输的顺序分：并⾏传输、串⾏传输按数据传输的同步⽅式分：异步传输、同步传输以传输的⽅向性来分：单⼯数据传输、双⼯数据传输、全双⼯数据传输按被传输的数据信号特点分：基带传输、频带传输、数字数据传输10、传输介质可分为：有线介质(双绞线,同轴电缆,光纤)⽆线介质(⽆线电,微波、红外线)11模拟数据编码的三种编码⽅法：幅度键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK12 编码归零码（RZ）：归零码在每⼀位⼆进制信息传输之后均返回零电平的编码。
现场总线复习资料电子版
现场总线复习资料2015-6考试形式：闭卷带2B铅笔与橡皮题型：选择题、填空题简答题一、选择题1. 在ISO通信模型中，用于定义如何开始、控制和结束一个会话的是（B）A 应用层B 会话层C表示层D网络层2. MPI网络通过加中继器最大通信距离可扩展到（C.）。
A. 2100mB. 5100mC. 9100mD. 12100m3. S7-300的MPI全局数据包通信方式中，全局数据包的最大长度为（C.）。
A. 76BB. 128BC. 22BD. 54B4. 在S7基本通信的单边通信方式中，CPU要调用（B）A. “GET”、” PUT”B. “X_GET”、”X_PUT”C. “I_GET”、” I_PUT”D. “U_GET”、”U_PUT”5. 下列哪种现场设备不能使用PROFIBUS-PA总线技术通信（D）A 启动执行器B 电磁阀C 测量变送器D 电动机6. 下列那种协议或通信技术不属于PROFIBUS总线技术（D）A DPB PAC FMSD PROFINET7. 每个DP系统均由不同类型的设备组成，这些设备分为不包括哪一类（D）A 1类DP主站B 2类DP主站C 从站D 3类DP主站8. CP1613是带有微处理器的（B.）以太网卡。
A. PS2B. PCIC. USBD. IDE9.下列哪一型号的网络交换机不具备网络管理功能？（A）A. SCALANCE X100B. SCALANCE X200IRTC. SCALANCE X300D. SCALANCE X40010.下列通信接口中不属于串行通信接口的是（C）A. RS-232C接口B. RS-485接口C. PROFIBUS接口D. 20mA TTY接口11. 下列选项中，哪个不属于全集成自动化的三个统一性（C）A 统一的数据管理B 统一的通信C 统一的系统设计D 统一的组态和编程12. 在S7基本通信的双边通信方式中，CPU要调用(A)功能块。
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现场总线考试复习资料计算机科学学院第二章现场总线与工业控制网络技术基础1.数据概念信息是指有用的知识或消息，网络通信的目的就是为了交换信息。
数据是信息的表达方式，可以是数字，文字，声音，图像和图形等。
信号时数据在传输过程中的电磁波表达形式2.模拟信号和数字信号模拟信号是指信号的因变量对时间的取值是连续变化的信号。
数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号通常表现为离散的脉冲形式。
3.通信方式有几种？串行通信，并行通信4.通信系统由哪几部分组成?各自具有什么功能?通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。
它一般由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部分组成。
信息源和接收者是信息的产生者和使用者发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。
传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经媒介。
它可以是无线的，也可以是有线的(包括光纤)。
有线和无线均有多种传输媒介，如电磁波、红外线为无线传输介质，各种电缆、光缆、双绞线等为有线传输介质。
接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等。
它的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。
5.通信方式按照信息的传输方向分为哪几种?单工 (simplex)方式；半双工(Half duplex)方式；全双工 (Full duplex)方式6.通信的传输模式分为哪几种?基带传输载波（带）传输宽带传输异步转移模式ATM7.在载带传输中有哪几种常用的数据表示方法？调幅方式、调频方式、调幅方式8.在数据通讯系统中，通常采用哪几种数据交换方式?线路交换方式报文交换方式报文分组交换方式9.比较通信系统中的几种拓扑结构。
星型结构：在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。
中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。
环型结构：通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。
中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。
链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。
总线型结构：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。
一个站发送数据，所有其它站都能接收。
10. 介质访问控制方式主要有哪两种?说明各自的含义。
1.CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测) 。
载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。
一个站要发送，首先需监听总线，以决定介质上是否存在其他站的发送信号。
如果介质是空闲的，则可以发送。
如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
2.令牌访问控制方式。
令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌(Token)的方法。
谁得到令牌，谁才有发报权。
11.什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几个例子。
具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。
例如限位开关、感应开关等各类开关；条形码阅读器；光电传感器；温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器；可编程逻辑控制器PLC； PID等数字控制器；各种数据采集装置等。
12.现场控制网络完成哪些通信任务？1.将现场运行的各种信息(现场设备的运行参数、状态以及故障信息等)传送到远离现场的控制室；2.又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场的测量控制现场设备中；3.现场级控制设备之间数据联系与沟通；4.还要在与操作终端、上层管理网络的数据连接和信息共享中发挥作用。
13. ISO/OSI参考模型为哪7层？各层的主要功能是什么？ISO/OSI的7层参考模型包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
物理层(physical layer)主要是处理机械的、电气的和过程的接口，以及物理层下的物理传输介质等问题。
数据链路层(data link layer)的主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。
网络层(network layer)关系到子网的运行控制，其中一个关键问题是确定分组从源端到目的端如何选择路由。
传输层(transport layer)的基本功能是从会话层接收数据，并且在必要时把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。
会话层(Session layer)允许不同机器上的用户建立会话 (session)关系。
表示层 (presentation layer)完成某些特定功能，例如用一种大家一致同意的标准方法对数据编码。
应用层 (application layer)包含大量人们普遍需要的协议。
14.常用的网络互联设备有哪些？各自对应OSI参考模型的哪一层？1.物理层使用中继器 (Repeater)，通过复制位信号延伸网段长度2.数据链路层使用网桥(bridge)，在局域网之间存储或转发数据帧3.网络层使用路由器 (Router)在不同网络间存储转发分组信号4.传输层及传输层以上，使用网关 (gateway)进行协议转换，提供更高层次的接口第三章 PROFIBUS总线1、PROFIBUS由哪三个兼容部分组成？各自应用的行业有哪些？2、PROFIBUS-PA、DP、FMS通信模型包括哪几层？PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加了用户层。
6、PROFIBUS的总线存取控制机制是什么？主站之间采用令牌总线机制，主站与从站之间采用主从机制。
7、PROFIBUS-DP的主要功能是什么？1)DP主站和DP从站间的循环用户数据传输;2)各DP从站的动态激活和撤消;3)DP从站组态的检查;4)强大的诊断功能，三级诊断信息;5)输人或输出的同步;6)通过总线给DP从站赋予地址;7)通过总线对DP主站 (DPM1)进行配置;8)每个DP从站最大为246字节的输人和输出数据。
8、 PROFIBUS控制系统有哪几部分组成？（5、一类主站、二类主站包括哪些设备？）1．一类主站一类主站指PLC、PC或可做一类主站的控制器。
一类主站完成总线通信与管理。
2．二类主站二类主站指操作员工作站（如PC机加图形监控软件）、编程器、操作员接口等。
完成各站点的数据读写、系统配置、故障诊断等。
3．从站（1）分散式I/O（2）PLC（3）驱动器、传感器、执行机构等现场设备9、简述RS-485传输技术的基本特征。
网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率： 9.6kbit/s—12Mbit/s；介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）；站点数：每段32站（无中继），127站（有中继）；插头连接：9针D型插头第五章监控组态软件的功能和使用1. 组态及组态软件的概念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。
开发商事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产若干种规格的硬件模块（如I/O模块、通信模块、控制模块），然后，再根据用户的要求在软件平台上进行二次开发以及硬件模块的连接。
这种软件的二次开发工作就称为“组态”，相应的软件开发平台就称为“监控组态软件”，简称“组态软件”。
2.监控组态软件主要解决哪些问题?（1）如何与采集、控制设备间进行数据交换；（2）使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；（3）处理数据报警及系统报警；（4）存储历史数据并支持历史数据的查询；（5）各类报表的生成和打印输出；（6）为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；（7）最终生成的应用系统运行稳定可靠；（8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
第六章基金会现场总线（FF）1. FF总线特点。
可以工作在生产现场，并能适应本质安全防爆的要求，还可以通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。
传输速率的典型值为31.25kbit/s。
2. 基金会现场总线通信模型只具备ISO/ OSI参考模型中的哪几层？它们各自的作用是什么？基金会现场总线的参考模型只具备了ISO/OSI参考模型七层中的三层，即物理层、数据链路层和应用层，并在原有ISO/OSI参考模型第七层应用层之上增加了用户层。
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、设备描述，实现网络管理、系统管理等。
3.何谓FF现场总线的通信栈？FF总线的参考模型中的数据链路层和应用层统称为通信栈。
4.按照各部分在物理设备中要完成的功能可分为三大部分：通信实体、系统管理内核、功能块应用进程。
5.物理层被分为哪两层？媒体相关子层和媒体无关子层。
6. FF总线的信号由哪几种信号编码组成？协议报文编码、前导码、帧前定界码、帧结束码。
7. FF总线通信设备类型按照各自的通信能力分为哪三类？链路主设备、基本设备和网桥8. FF总线的通信活动归结起来有哪两类？受调度通信：由链路活动调度器按预定的时间表周期性依次发起的通信活动。
（这种受调度通信一般用于在设备间周期性地传送控制数据。
如在现场变送器与执行器之间传送测量或控制器输出信号。
）和非调度通信：在预定调度时间表之外的时间，通过得到令牌的机会发送信息的通信方式。
9. FF现场仪表的功能模块包括？资源块、功能块、转换块。
第九章 CAN总线1.CAN总线最初是有BOSCH公司设计的。
2. CAN1. 多主方式工作。
网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。
2. 网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求。
3. 非破坏性总线仲裁技术。
当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
4. 采用报文滤波。
即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。
5.节点数主要取决于总线驱动电路，可达110个。
6.采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。
7.每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。
3. CAN的通信模型只采用了ISO/OSI模型中的物理层和数据链路层。
4.CAN总线具有两种逻辑状态：隐形和显性。
5.CAN的最大传输速率：1Mbit/s；最远传输距离：10KM。
6. 数据链路层包括：逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC）7. 报文传送由哪4种不同类型的帧表示和控制？数据帧携带数据由发送器至接收器；远程帧通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧；出错帧由检测出总线错误的任何单元发送；超载帧用于提供当前的和后续的数据帧的附加延迟。