DCS与现场总线技术复习提纲
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。
DCS与现场总线技术复习提纲
仅供参考，如有错误，及时修正一、填空、名词解释、问答题1、世界上第一台DCS系统。
DCS的设计思想答:Honeywell的TDC-2000。
设计思想:集中管理，分散控制2、DCS的硬件主要包括哪几种设备？答:CPU、电源卡件、数据库转发卡、I/O卡件、通讯电缆、机柜机笼等机械结构等。
3、4C技术答:Computer, Communication, Control, CRT显示技术4、模拟量输入模块的技术指标主要包括？答:指标一:1、精度;2、分辨率;3、稳定度;4、温度漂移指标二:1、输入阻抗;2、电气隔离;3、抗干扰能力;4、采样率;5、阶跃响应指标;6、建立时间。
5、DCS的体系结构包括哪几层？在哪里？有什么？各层的基本功能？答:生产现场: 包括各种装置(仪表，变送器等)与控制计算机相连，对系统实施控制检测，接受上层的控制信息，向上层传递采集的数据。
现场控制层: 这一层主要由现场控制站(控制计算机)构成。
主要完成控制功能，实现与现场构成闭环回路，向工业现场发出控制指令，向监控层传输采集到的数据。
生产监控层: 这一层主要有监控计算机，操作站，工程师站。
实施综合监视过程各站所有信息集中显示操作，控制回路组态和参数修改和优化等功能。
生产管理层: 该层居于中央计算机之上并与办公自动化连接，负责全厂总体协调管理经营管理人事管理等6、在DCS中应用较多的网络拓扑结构有哪四种？各自的特点？（P140）7、IEC61131-3软件模型规定DCS/PLC使用哪五种编程语言答:指令表、结构化文本、梯形图、功能块图、顺序功能图8、DCS的主控制器的容量答:主控制器容量指主控制器可以挂接的1/0数量和可装载的程序容量。
9、控制层软件、监督控制软件及组态软件分别安装和运行在DCS的什么硬件设备上？各完成什么功能？答:控制层软件: 安装和运行在现场控制站。
主要完成各种控制功能包括回路控制，逻辑控制，顺序控制以及这些控制所必须针对现场设备连接的I/O处理。
DCS 分散控制系统与现场总线技术 考试资料
1dcs发展历程：(1)集中式计算机控制阶段（2）计算机，模拟仪表混合式分散控制阶段（3）第一代dcs阶段（初创期）；（4）第二代dcs（成熟期）；（5）第三代dcs（扩展期）2Dcs结构（典型结构）：（1）现场级(现场级一般位于生产过程附近。
典型的现场级设备是各种传感器，变送器和执行器，他们将生产过程中的各种物理量转换成电信号) （2）控制级（过程控制站和数据采集站构成）（3）监控级（主要设备有运行员操作站，工程师工作站和计算站）（4）管理级（分为：实时监控（任务：承担全厂性能监视，运行优化，全厂负荷分配和日常管理等任务，主要为执长服务）和日常管理（任务：承担全厂的管理决策，计划管理，行政管理等任务主要是为厂长和各管理部门服务）要求是：能够对控制系统做出高速反应的实时操作系统）3Dcs分散方式：(1)功能分散：一个单元机组的控制功能在纵向上分为四个级。
包括：a.单元机组级（实现与机组协调控制系统高层控制有关的控制功能）b.功能组级（实现子系统中较高层次的顺序控制任务有关的控制功能）c.子功能组级（实现每个被控对象的顺控和连控）d.过程I/O级（是分散控制系统与被控生产过程之间的桥梁）(2)物理分散：层次分散型（上层实现较高级控制功能和下层实现一些基本的控制功能）；水平分散型（各控制器在硬件结构上处于平等地位）。
(3)地理分散：地理集中式和地理分散式4dcs特点：具有较强的适应性和扩展性（递进性和整体性）；高度的灵活性和完善的控制能力（由于系统控制功能主要由软件实现）；先进的人机联系手段（由于采用CRT图形显示和键盘操作）；较高的可靠性（反应为：模块化结构的应用；广泛采用了各种冗余技术；采用软件模块组态方法形成各种控制方案）；可维修性较好（由于完善的在线故障诊断）；安装费用（经济性）。
5数据交换方式：线路交换方式：通信两点之间线路建立、数据通信、线路拆除阶段报文交换方式（存储转发方式）报文分组交换方式：虚电路方法、数据报方法6传输介质：双绞线（简单）、同轴电缆（复杂）、光缆（困难）7奇偶校验：偶校验、水平奇偶校验、矩阵奇偶校验（码组内附加奇偶校验位）8计算机网络体系结构（ISO/OSI网络参考模型）open system interconnection协议的参考模型/ ISO/OSI参考模型物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表达层、应用层9运行员工作站（MMI）功能监视和控制工业过程，监视DCS的状态，管理运行过程，维护和调整生产过程与DCS10工程师工作站（EWS）功能用EWS做系统组态设计；系统调试与设计更改；运行记录；文件整理11系统组态过程前期准备，创建工程，设备组态，数据库组态，数据可基本编译，服务器算法组态，数据联编，控制器算法组态，画面组态，下装12典型的现场总线有哪些？及其特点CAN/控制局域网络（采用短帧结构。
现场总线技术期中考试复习总结要点.doc
现场总线技术期中考试复习要点一、现场总线技术基本概念部分什么是现场总线、常用现场总线的名称、工业控制系统发展过程中典型的控制系统及结 构特点、现场总线的技术特点与结构特点、企业管理层与现场总线控制系统的关系与网络体系结构。
1. 相关作业的内容。
什么是现场总线：现场总线是应用在纶产现场、在微机化测量控制设备之间实现双 向串行多节点数宁通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网2. 3.常用现场总线的名称：基金会现场总线（FF ）, Lonworks, profibus, can, harto 工业控制系统发展过程中典型的控制系统及结构特点：• 基地式气动仪表控制系统：各测控点形成自封闭状态，无法与外界沟通信息, 操作人员只能通过生产现场的巡视，了解生产的过程。
• 集中式数字控制系统：用一台计算机取代控制室的几乎所有的仪表盘，可靠性 还较差，一旦计算机出现某种故障，就会造成所有控制回路瘫痪、生产停产的 严重局面。
• DCS 分布式控制系统：集中与分散相结合，不同厂家的设备不能互连在一起, 难以实现互换与互操作，组成更大范围信息共享的网络系统存在很多休1难。
• 新型现场总线控制系统：遵守同一协议规范，新型全分布式结构，把控制功能 彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能。
4. ■■ 现场总线的技术特点与结构特点：• 结构特点：1. 分散控制，全分布。
2.相互数字通信• 技术特点：1. 系统的开放性（统一协议）2. 互可操作性与互用性3.现场设备的智能化与功能自治性 4. 系统结构的高度分散性 5.对现场环境的适应性企业管理层与现场总线控制系统的关系：以现场总线为基础的企业信息系统，企业 网络屮的信息是多层次的，要把多层次的信息互联成网络，实现信息的沟通汇集与 数据分享，则需要结合现场总线控制系统。
企业管理层与现场总线控制系统的网络体系结构：< 血M 络） Ell II 一*一 J mcrnc,[矗陌 其他工作屹二、MODBUS 协议与应用部分功能码1〜6的定义、根据产品说明书写th MODBUS报文、对给出的主站或从站报文分析其中的意义。
dcs和现场总线复习资料1
第一章集散控制系统1、在控制系统中，软件是各种程序的统称，是控制系统的灵魂。
因此，软件的优劣直接关系到控制系统的正常运行、硬件功能的充分发挥及其推广应用。
软件通常分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件是一组支持系统开发、测试、运行和维护的工具软件，核心是操作系统，还有编程语言等辅助工具。
应用软件是系统设计人员利用编程语言或开发工具编制的可执行程序。
以下几类功能模块是必不可少的：过程输入模块、基本运算模块、控制算法模块、报警限幅模块、过程输出模块、数据管理模块等。
2、计算机控制系统的分类：数据采集系统(DAS)、操作指导控制系统(OGC)、直接数字控制系统(DDC)、计算机监督控制(SCC)系统、集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统（FCS）3、分散控制系统(Distributed Control System，DCS)。
DCS 采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，自下而上可以分为若干级，如过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级等。
DCS 又称分布式或集散式控制系统。
4、DCS是四C技术的产物；采用危险分散、控制分散，操作和管理集中的基本设计思想，通过分层、分级和合作自治的结构形式，实现的工业生产和管理的现代化。
5、DCS 作一个比较完整的定义：(1) 以回路控制为主要功能的系统。
(2) 除变送和执行单元外，各种控制功能及通信、人机界面均采用数字技术。
(3) 以计算机的CRT、键盘、鼠标，轨迹球代替仪表盘形成系统人机界面。
(4) 回路控制功能由现场控制站完成，系统可有多台现场控制站，每台控制一部分回路。
(5) 人机界面由操作员站实现，系统可有多台操作员站。
(6) 系统中所有的现场控制站、操作员站均通过数字通信网络实现连接。
6、集散控制系统的特点：(1)系统构成灵活：从总体结构上看，DCS可以分为通信网络和工作站两大部分，各工作站通过通信网络互连起来，构成一个完整的系统。
DCS与现场总线技术第1章
第1节 计算机控制系统
计算机控制系统的概述 计算机控制系统的信号特点 计算机控制系统的组成 计算机控制系统的分类
3
1、 计算机控制系统概述
计算机控制系统的定义：计算机控制系统 是应用计算机参与控制并借助一下辅助部件 与被控对象相联系，以获得一定控制目的而 构成的系统。
4
2、计算机控制系统的信号特点
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信号特点4
计算机控制系统的采样的合理性 采样器接通时间τ远小于采样周期T 采样信号y*(t)复现原信号在采样瞬间的值y(t) A/D转换后， y*(t) y(kT), k=1，2，……
当满足上述条件时， y*(t) 与y(kT)只相差量化误差
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信号特点5
零阶保持器恢复信号的示意图
计算机
给定值
数字
控制器 －
模/数 转换
数/模
执行
转换
机构
检测 装置
被控 被控量ห้องสมุดไป่ตู้对象
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计算机控制与传统的继电控制比较，具有很大的优势： 1、改变控制策略及算法时，只要改变计算机程序，就 可以进行功能实现。 2、精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等。 3、可实现高级复杂的控制策略。
(3)实时控制: 将实时决策结果转化为控制信号适时地送 给执行装置——实现过程控制。
(4)信息管理: 随着网络技术和控制策略的发展，信息共 享及管理在控制系统得到了充分的应用。
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*上述测、算、控、管的过程不断重复，使系统按一定的
动态(过渡过程)指标进行工作。并同时可对被控制量和设 备本身所出现的异常状态及时进行监督并迅速做出处理—— 计算机控制系统最基本的功能。
现场总线技术期中考试复习要点
现场总线技术期中考试复习要点一、现场总线技术基本概念部分什么是现场总线、常用现场总线的名称、工业控制系统发展过程中典型的控制系统及结构特点、现场总线的技术特点与结构特点、企业管理层与现场总线控制系统的关系与网络体系结构。
相关作业的内容。
1.什么是现场总线：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
2.常用现场总线的名称：基金会现场总线（FF），Lonworks，profibus，can，hart。
3.工业控制系统发展过程中典型的控制系统及结构特点：●基地式气动仪表控制系统：各测控点形成自封闭状态，无法与外界沟通信息，操作人员只能通过生产现场的巡视，了解生产的过程。
●集中式数字控制系统：用一台计算机取代控制室的几乎所有的仪表盘，可靠性还较差，一旦计算机出现某种故障，就会造成所有控制回路瘫痪、生产停产的严重局面。
●DCS分布式控制系统：集中与分散相结合，不同厂家的设备不能互连在一起，难以实现互换与互操作，组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。
●新型现场总线控制系统：遵守同一协议规范，新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能。
4.现场总线的技术特点与结构特点：●结构特点：1.分散控制，全分布。
2.相互数字通信●技术特点：1.系统的开放性（统一协议）2.互可操作性与互用性3.现场设备的智能化与功能自治性4.系统结构的高度分散性5.对现场环境的适应性⏹企业管理层与现场总线控制系统的关系：以现场总线为基础的企业信息系统，企业网络中的信息是多层次的，要把多层次的信息互联成网络，实现信息的沟通汇集与数据分享，则需要结合现场总线控制系统。
⏹企业管理层与现场总线控制系统的网络体系结构：二、MODBUS协议与应用部分功能码1～6的定义、根据产品说明书写出MODBUS报文、对给出的主站或从站报文分析其中的意义。
现场总线复习大纲答案
1.什么是现场总线？现场总线的定义(四种)（1）用于现场仪表与控制主机系统之间一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统；（2）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；（3）基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS；（4）一种数字化的串行双向通信系统。
2.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？FCS的特点：（1）系统的开放性（2）互可操作性与互用性（3）现场设备的智能化与功能自治性（4）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性FCS的优越性：（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3.什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（1）限位开关、感应开关等各类开关; （2）条形码阅读器; （3）光电传感器; 温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器; （4）可编程逻辑控制器 PLC; PID 等数字控制器; （5）各种数据采集装置; （6）作为监视操作设备的监控计算机、工作站及其外设; 各种调节阀; （7）电动机控制设备; （8）变频器; 机器人; （9）作为现场控制网络连接设备的中继器、网桥、网关等4.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。
5. 现场控制网络与普通计算机网络有哪些不同？其特点是什么？不同：现场总线控制网络的设备类型、传输信息的种类、网络所执行的任务、网络所处的工作环境等都与普通计算机网络不同。
广工“现场总线”复习提纲(20150625)(打印版)
一、考试题型：选择题、填空题、名词解释、简答题、论述题二、复习掌握知识点提纲：第一讲：现场总线概述●现场总线概念（P1）-关键字：设备（节点），介质。
规范（协议），通信✧现场总线是一种应用于生产现场，在现场控制设备之间、现场设备与监控装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。
-有多个分散在生产现场、具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点-以双绞线等传输介质为纽带-按公开、规范的通信协议-实现数据传输与信息交换，完成测量控制任务的网络系统、控制系统●控制系统结构变迁及网络化控制系统的特点（P2）-气-电-集中-集散-网络化✧控制系统的结构变迁：1.基地式气动仪表控制系统2.气动、电动单元组合式模拟仪表控制系统3.集中式数字控制系统4.集散控制系统 DCS 、PLC5.现场总线控制系统FCS✧网络化控制系统的特点：1.结构上形成设备的网络式连接–节省大量线缆、槽架、连接件；–连线设计与接头校对的工作量也大大减少–增加现场控制设备无需增设新的电缆2.实现了工业数据的网络式远程传输与集中管理，扩大了操作人员的视野，为远程监视与操作提供了基础条件–无人值守机站3.将控制功能模块置入现场设备，实现了全分布式控制系统4.支持总线供电5.为自动化系统与其它信息系统的沟通，为实现企业的管理控制一体化创造了条件●对控制系统网络的要求（PPT）-开放、互操作、实时（确定）、环境容忍✧开放性、互可操作性、通信的实时性、对环境的适应性1.开放性：通信协议公开，能与任一遵守相同标准的其它厂商设备互连为系统2.互可操作性：-互连设备间的信息传送与沟通；-互用：不同生产厂家性能类似的设备可实现相互替换3.通信的实时性：具有严格的时序和定时要求：达不到实时性要求或因时间同步等问题影响了网络节点间的动作时序，甚至会造成灾难性的后果。
4.环境适应性：在高温、严寒、粉尘等恶劣环境下能正常工作，能抗震动、抗电磁干扰、在易燃易爆环境下能保证本质安全，有能力支持总线供电等●控制网络与计算机网络的区别（P38）-环境，任务，实时性（小数据量，快速性，确定性，可靠性）✧网络节点不同：-计算机网络：计算机、工作站、打印机、显示终端-控制网络：除了以上设备之外，还有PLC、数字调节器、开关、马达、变送器、阀门、按钮等。
贵州师范大学 现场总线复习提纲
现场总线复习提纲——贵州师范大学2014学年第一章1、名词解释：现场总线、现场总线技术、现场总线系统、网络化控制系统、全分布式控制系统、数据终端设备、数据通信设备。
2、现场总线系统具有哪些特点？3、指出企业网络的层次与各层功能。
4、现场总线之间采用网络连接具有哪些优势?5、什么是终端器、中继器？它们在现场总线系统中各起何作用？6、什么是通信确定性？为什么要求现场总线系统具有通信确定性？第二章1、名词解释：（1）主设备、从设备（2）基带传输、载波传输（3）比特率、波特率（4）协议效率、通信效率（5）串行传输、并行传输（6）单极性码、双极性码（7）归零码、非归零码（8）检错码、纠错码2、数据通信系统由哪些部分组成？请画出数据通信系统的基本构成图。
3、简述曼切斯特编码、差分码和差分曼切斯特编码的编码规则。
4、画出十六进制数据B6、E2的曼切斯特编码波形。
5、画出二进制数据11011101、01001100的差分曼切斯特编码波形。
6、简述循环冗余校验CRC的工作原理，并以实例说明CRC的校验过程（设发送数据多项式f(x)为110011，生成多项式G(x)为11001）。
7、字符A的ASCII码为41，采用7位数据来表示字符A，分别对它进行奇校验、偶校验时，求其校验位。
指出单词YES的3个字符的偶校验位。
8、要纠正一个ASCII码7位数据中的单比特错误，至少需要几个冗余位？简述采用海明码对ASCII字符单位出错的纠错过程。
第三章1、控制网络常见的拓扑结构形式有哪些？总线形拓扑用于数据传输有哪些特点？2、什么是载波监听多路访问/冲突检测的介质访问控制方式？在现场总线系统中采用这种介质访问控制方式会存在什么问题？3、什么是令牌访问？什么是令牌环？什么是令牌总线？4、什么是实令牌？什么是虚令牌？5、ISO/OSI通信参考模型具有哪7层？哪种总线采用了完整的7层模型？哪种总线只具有物理层和数据链路层？6、网桥、路由器、网关各属于工作在哪个层次的网络连接设备？第六章1、PROFIBUS现场总线协议结构中包含哪几部分协议？简述各自的应用场合及特点。
DCS与现场总线技术复习提纲
仅供参考，如有错误，及时修正一、填空、名词解释、问答题1、世界上第一台DCS系统。
DCS的设计思想答:Honeywell的TDC-2000。
设计思想:集中管理，分散控制2、DCS的硬件主要包括哪几种设备？答:CPU、电源卡件、数据库转发卡、I/O卡件、通讯电缆、机柜机笼等机械结构等。
3、4C技术答:Computer, Communication, Control, CRT显示技术4、模拟量输入模块的技术指标主要包括？答:指标一:1、精度;2、分辨率;3、稳定度;4、温度漂移指标二:1、输入阻抗;2、电气隔离;3、抗干扰能力;4、采样率;5、阶跃响应指标;6、建立时间。
5、DCS的体系结构包括哪几层？在哪里？有什么？各层的基本功能？答:生产现场: 包括各种装置(仪表，变送器等)与控制计算机相连，对系统实施控制检测，接受上层的控制信息，向上层传递采集的数据。
现场控制层: 这一层主要由现场控制站(控制计算机)构成。
主要完成控制功能，实现与现场构成闭环回路，向工业现场发出控制指令，向监控层传输采集到的数据。
生产监控层: 这一层主要有监控计算机，操作站，工程师站。
实施综合监视过程各站所有信息集中显示操作，控制回路组态和参数修改和优化等功能。
生产管理层: 该层居于中央计算机之上并与办公自动化连接，负责全厂总体协调管理经营管理人事管理等6、在DCS中应用较多的网络拓扑结构有哪四种？各自的特点？（P140）1、每一个节点都通过一条链路连接到中央节点上。
2、任何两个节点之间的通信都要经过中央节点。
3、在中央节点有一个“智能”开关装置，用来接通两个节点之间的通信路径4、中央节点的构造比较复杂，一旦发生故障，整个通信系统就要瘫痪。
5、DCS很少应用这种结构1、所有的节点通过链路组成一个封闭的环路。
2、需要发送信息的节点将信息送到环上，信息在环上只能按某一确定的方向传输。
3、当信息到达接收节点时，该节点识别信息中的目的地址。
现场总线复习大纲.doc
第一章现场总线技术概述1.什么是现场总线。
2.现场总线系统的技术特点。
3•企业网络系统按功能结构划分为三个层次：企业资源规划层ERP、制造执行层MES、现场控制层FCS。
第二章数据通信基础1.总线。
2•总线协议。
3.现场设备。
4.总线仲裁。
5•信号带宽与介质带宽。
6•数据编码波形。
单极性码、双极性码；归零码、非归零码；差分码；曼彻斯特编码；差分曼彻斯特编码7.通过改变信号的幅度、频率、相位可以实现模拟数据编码。
&数据传输方式。
串行通信、并行通信；同步传输、异步传输；同步是数据通信中必须要解决的重要问题。
传输同步包括位同步、字符同步和帧同步。
9.通信线路的工作方式分为单工通信、半双工通信和全双工通信。
10•循环冗余校验的工作原理：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1000100101, 生成多项式选用G=X5+X4+X2+1, CRC校验码为多少，发送方发出的信息为什么？第三章控制网络基础1•控制网络与计算机网络。
2.网络拓扑结构式指网络中节点的互联形式，控制网络中常见的拓扑结构有环形、星形、总线形和树形。
3.常用的网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆以及无线传输。
4.在计算机网络中普遍采用载波监听多路访问/冲突检测的随机访问方式，在控制网络中则采用主/从、令牌总线、并行时间多路存取等受控的介质访问控制方式。
5.0SI参考模型的七层结构。
6•常见的网络互连设备有中继器，网桥，路由器，网关。
各自的功能及区别。
第四章CAN总线与基于CAN的控制网络1.CAN通信及特点。
2•参照ISO/OSI标准模型，CAN通信分为数据链路层和物理层，而数据链路层又包括逻辑链路子层LLC和媒体访问控制子层MAC。
3.CAN报文帧的类型包括数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。
4.数据帧由帧起始、仲裁场、CRC场、应答场和帧尾组成。
5•基于CAN通信的时间触发协议和事件触发协议有何不同，常用的基于CAN的时间触发协议有哪些，各自特点如何。
DCS及现场总线技术(实践)自学考试大纲
《DCS及现场总线技术（实践）》自学考试大纲一、课程性质与设置目的（一）课程性质、特点和设置目的《DCS及现场总线技术》是一门研究有关集散型控制系统（DCS）及现场总线控制系统（FCS）的综合性技术科学的课程，是自动化专业所开设的一门必修技术专业课。
DCS和FCS是当今工业过程控制技术发展和更新很快的主流系统。
本课程具有较强的理论性、应用性和综合性，涉及众多学科领域的知识。
本课程自学考试目的是使学生掌握有关DCS及FCS的基本知识，了解常用DCS及FCS的特点、结构、原理的关系。
初步掌握DCS的硬件配置、软件组态技术方法和设计方法。
为以后进一步学习和从事自动化技术打好必要的基础。
（二）本课程的基本要求通过本课程的实验和综合实训，达到如下目标1、学习DCS及FCS的基本原理；2、培养学生具有DCS及FCS的基本概念、特点、结构、原理、功能等知识；3、培养学生基本掌握DCS硬件配置、软件组态技术方法和设计方法。
4、培养学生配置DCS的初步能力；5、培养学生严谨的科学态度，实践动手能力，以及分析问题的能力。
二、课程实践考核内容与要求实验1 DCS的组态设计（仿真）（一）内容根据典型的控制方案（如单回路反馈控制系统、串级反馈控制系统、串级加前馈控制系统、比值控制系统等），完成DCS控制站相应的控制卡组态、I/O卡组态、控制方案组态以及操作站相应的各种监控画面组态。
（二）考核知识点与要求掌握DCS掌握组态概念、软件组态原理及其组态技术方法。
（三）实验设备（提供实验环境）浙大中控的JX-300X DCS 仿真系统实验2 典型控制系统的DCS 系统构成（一）内容：根据典型的控制方案，完成DCS的相应硬件结构组成。
其中包括检测仪表、DCS的主控卡、数据转发卡、I/O卡等卡件的配置，操作站组态平台的应用（组成控制系统结构和功能的各种组态操作）。
（二）考核知识点与要求掌握DCS基本硬件配置方法；掌握操作站组态平台的应用技术方法。
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仅供参考，如有错误，及时修正一、填空、名词解释、问答题1、世界上第一台DCS系统。
DCS的设计思想答:Honeywell的TDC-2000。
设计思想:集中管理，分散控制2、DCS的硬件主要包括哪几种设备？答:CPU、电源卡件、数据库转发卡、I/O卡件、通讯电缆、机柜机笼等机械结构等。
3、4C技术答:Computer, Communication, Control, CRT显示技术4、模拟量输入模块的技术指标主要包括？答:指标一:1、精度;2、分辨率;3、稳定度;4、温度漂移指标二:1、输入阻抗;2、电气隔离;3、抗干扰能力;4、采样率;5、阶跃响应指标;6、建立时间。
5、DCS的体系结构包括哪几层？在哪里？有什么？各层的基本功能？答:生产现场: 包括各种装置(仪表，变送器等)与控制计算机相连，对系统实施控制检测，接受上层的控制信息，向上层传递采集的数据。
现场控制层: 这一层主要由现场控制站(控制计算机)构成。
主要完成控制功能，实现与现场构成闭环回路，向工业现场发出控制指令，向监控层传输采集到的数据。
生产监控层: 这一层主要有监控计算机，操作站，工程师站。
实施综合监视过程各站所有信息集中显示操作，控制回路组态和参数修改和优化等功能。
生产管理层: 该层居于中央计算机之上并与办公自动化连接，负责全厂总体协调管理经营管理人事管理等6、在DCS中应用较多的网络拓扑结构有哪四种？各自的特点？（P140）1、每一个节点都通过一条链路连接到中央节点上。
2、任何两个节点之间的通信都要经过中央节点。
3、在中央节点有一个“智能”开关装置，用来接通两个节点之间的通信路径4、中央节点的构造比较复杂，一旦发生故障，整个通信系统就要瘫痪。
5、DCS很少应用这种结构1、所有的节点通过链路组成一个封闭的环路。
2、需要发送信息的节点将信息送到环上，信息在环上只能按某一确定的方向传输。
3、当信息到达接收节点时，该节点识别信息中的目的地址。
4、若与自己的地址相同，就将信息取出，并加上确认标记，以便由发送节点清除。
5、主要问题是：节点数量太多时会影响通信速度；结构是封闭，不便于扩充。
1、所有的工作站都通过相应的硬件接口直接接到总线上。
2、所有的节点都共享一条公用的传输线路。
3、每次只能由一个节点发送信息4、信息由发送它的节点向两端扩散。
5、由于网络是无源的，在采取冗余措施时不会增加系统的复杂性；总线结构对总线的电气性能要求很高，对总线的长度也有一定限制，导致其通信距离不可能太长。
1、树型拓扑形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支。
2、当节点发送信息时，根接收该信息，然后再重新广播发送到全网。
7、IEC61131-3软件模型规定DCS/PLC使用哪五种编程语言答:指令表、结构化文本、梯形图、功能块图、顺序功能图8、DCS的主控制器的容量答:主控制器容量指主控制器可以挂接的1/0数量和可装载的程序容量。
9、控制层软件、监督控制软件及组态软件分别安装和运行在DCS的什么硬件设备上？各完成什么功能？答:控制层软件: 安装和运行在现场控制站。
主要完成各种控制功能包括回路控制，逻辑控制，顺序控制以及这些控制所必须针对现场设备连接的I/O处理。
监控软件: 安装运行于操作员站或工程师站上的软件主要完成操作人员所发出的各个命令的执行，图形与画面的显示，报警信息的显示处理，对现场各类检测数据采集的集中处理。
组态软件: 安装在工程师站中，主要完成系统的控制层软件和监控软件的组态功能。
10、操作站/工程师站的基本功能答:操作员站: 主要完成人机界肉功能，其功能有四类，即与系统有关的功能、操作员功能、操作员应用功能以及系统维护保养功能。
工程师站: 其主要作用是对DCS进行应用组态，承担从系统开发到系统保养等工程技术工作。
11、工业中常用的现场总线包括哪几种？各有什么特点？答:ControlNet现场总线: 在单根电缆上支持两种信息传输，支持点对点通信，而且允许同一时间向多个设备通信;可使用同轴电缆;安装简单、扩展方便及介质冗余、木质安全、良好诊断功能。
Profibus现场总线: 国际化、开放式、不依赖于设备生产商。
FF现场总线: 以ISO/OSI开发系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
SwiftNET现场总线: 结构简单，实时性强、真正同步、高速数据总线。
Wor1dFTP现场总线: 实时性、同步性、可靠性。
LonWorks现场总线: 同时具备了通信与控制功能，并而固化了ISO/OSI的全部七层通信协议以及34中常见的工/0控制对象;改善了CSM;网络通信采用面向对象的设计方法;针对不同的通信介质有不同是收发器和路由器。
CAN现场总线: 采用短帧传输，传输时间短、具有较强的抗干扰能力、支持多主方式工作，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。
Interbus现场总线: 是一种开放的串行总线系统，具有强大的可靠性、可诊断性和易维护性。
12、温度漂移，时间漂移。
答:温度漂移: 由温度变化所引起的仪器仪表参数的变化的现象时间漂移: CPU时钟出现细微的误差，导致使用内部脉冲信一号的程序出现时间上的偏差13、什么是冗余？DCS的冗余主要包括哪些冗余？答:冗余: 是指重复配置系统的一些部件当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件工作以保证系统正常稳定运行。
冗余类别: CPU冗余(1:1)、数据转发卡冗余、网络冗余、电源冗余，现场控制站冗余。
在特殊情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。
14、什么是现场总线？现场总线的优点包括？答:现场总线: 是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输和多分支结构的通信网络。
优点是: 1、全数字化通信2、彻底的分散式控制3、增强了系统的可靠性可维护性4、降低系统工程成木。
15、三种离散PID算法及各自的优缺点，积分分离答:1、位置算法;2、增量算法;3、速度算法;积分分离: 常规PI、PID控制器会出现积分饱和现象，为了消除积分饱和，在e的值小于某一值时，即控制输出接近于设定值时，才把积分引入，在其余情况下，把积分去掉。
只作微分和比例运算。
从而减低了控制输出的超调，过度过程时间只有微分和比例时间缩短了。
16、JX-300X的三层网络结构答:第一层网络是信息管理层: 用于工厂级的信息传输和管理，是实现全常综合管理的信息通道，该网络通过在多功能站上安装双层网络接口转接的方法，实现企业信J自、管理网与过程控制网络之间的桥接，以获取JX-300X集散控制系统的过程参数和系统运行信息，同时也向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指导意见。
第二层网络是过程控制网简称SCnet II: 它直接连接了系统的控制站，操作站，工程师站，通讯接口单元等是传送过程控制实时信息的通道，具有很高的实时性和可靠性，通过连接网桥SCnet II可以与上层信息管理网或其他厂家设备连接。
第三层网络是控制站内部I/O总线称为SBUS: 主控制卡，数据转发卡，I/O卡进行信息交互的通道。
17、ISO/OSI模型的7层协议的内容、作用（P136）答：物理层: 物理层协议规定了通信介质、驭动电路和接收电路之间接口的电气特性和机械特性。
例如.信号的表示方法、通信介质、传输速率、接插件的规格及使用规则等。
数据链路层: 通信链路是由许多节点共享的。
这层协议的作用是确定在某一时刻由够一个节点控制链路，即链路使用权的分配。
它的另一个作用是确定比特级的信息传愉结构，也就是说，这一级规定了信息每一位和每一个字节的格式.同时还确定了检错和纠错方式.以及每一帧信息的起始和停止标记的格式。
祯是链路层传愉信息的基本单位.由若干字节组成，除了信息本身之外.它还包括表示帧开始与结束的标志段、地址段、控制段及校脸段等。
网络层: 在一个通信网络中，两个节点之间可能存在多条通信路径。
网络层协议的主要功能就是处理信息的传转路径问题。
在由多个子网组成的通信系统中.这层协议还负责处理一个子网与另一个子网之间的地址变换和路径选择。
如果通信系统只由一个网络组成.节点之间只有唯一的一条路径，那么就不需要这层协议。
传输层: 传翰层协议的功能是确认两个节点之间的信息传输任务是否已经正确完成。
其中包括信息的确认、误码的检测、信息的重发、信息的优先级调度等。
会话层: 会话层协议用来对两个节点之间的通信任务进行启动和停止调度。
表示层: 表示层协议的任务是进行信息格式的转换，它把通信系统所用的信息格式转换成它的上一层.即应用层所需的信息格式。
应用层: 严格地说，这一层不是通信协议结构中的内容，而是应用软件的一部分内容。
它的作用是召唤低层协议为其服务。
在高级语言程序中，它可能是向另一节点请求获得信息的语句，在功能块程序中可以是从控制单元中读取过程变量的愉人功能块.18、常用的网络传输介质及各自的传输特性（P141）答：有限介质：双绞线：简单、成本低、比较可靠，但高频时损耗较大，由于存在电容效应而引起信号衰减，其传输距离不宜太长。
同轴电缆：与双绞线相比，具有较高的传输频带、较低的传输损耗、较强的抗干扰能力和较稳定的一次参数(电阻、电感、电容、电导)等优点，在相同的传输距离内.它的数字传输速率高于双绞线。
但它的结构较为复杂.造价较高。
光纤通信特点:①传输信号的频带宽，通信容量大;信号衰减小，传输距离长;抗干扰能力强，应用范围广。
②光纤有着非常高的数据传输率(Gb/s 级)和极低的误码率(1010)。
③原材料资源丰富。
④抗化学腐蚀能力强，适用于一些特殊环境下的布线。
光缆的主要缺点是分支、连接比较困难和复杂，一般需要采用专用的光缆连接器。
无限介质：无线电波，微波，红外19、现场总线的定义，FCS 与DCS 的异同 答：20、 总线主/从设备 答：1、总线主设备（Bus Master）可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”，又称命令者。
2、总线从设备（Bus Slaver）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，也称基本设备，又称“响应者”。
特点：在总线上可能有多个主设备，这些主设备都可以主动发起信息传输。
某一设备既可以是主设备，也可以是从设备，但不能同时既是主设备又是从设备。
21、总线中继器、总线终端器、终端电阻（含上拉下拉电阻）、DP/PA耦合器答：22、Profibus-DP和Profibus-PA的传输介质、传输速率、应用领域。
DP网络中，一个总线段包含的站点数量，整个总线网络包含的站点数量。
答：Profibus-DP的RS-485传输：RS-485传输技术的基本特征通信介质:屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件。