工业控制网络习题

一、绪论1. 与普通计算机网络相比，工业控制网络具有哪些特点？实时性、稳定性、安全性2. 现场总线的定义：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行双向、串行、多节点数字通信的技术3. 判断题：工业以太网具有更高的传输速率，因此可以完全取代现场总线协议（x ）错误，现场总线主要用于底层现场设备间互联，工业以太网主要用于上层信息系统集成。

4. 网络控制系统具有哪些优点？A、结构简单，安装、维护方便b、信息集成度高c、现场设备测控功能强5. 控制网络和信息网络的集成，有哪几种实现方式？硬件实现、dde实现、统一协议标准实现、数据库访问技术实现、opc技术实现二、CAN总线1.CAN协议可以划分为CAN对象层层、CAN传输层层和物理层；2.CAN的4种帧类型分别为：数据帧，远程帧，错误帧和过载帧3.CAN的数据帧由SOF、仲裁域、控制域、数据域、校验域、应答域和帧尾组成，其中校验域是根据SOF到数据域结束的数据计算得到的15 位的crc 校验码。

4. CAN总线中显性电平表示数字逻辑0 ，隐性电平表示数字逻辑 1 。

5.MCP2515属于（Ｃ）A．CAN控制器接口芯片； B.CAN控制器驱动芯片；C.独立CAN控制器芯片；D. 集成了CAN控制器的单片机6.CAN总线使用的数据编码为（Ｂ）A．归零码（RZ）；B. 不归零码（NRZ）；C. 曼彻斯特编码；D. 差分曼彻斯特编码7.CAN总线的终端匹配电阻值为（Ｄ）A．50Ω； B. 60Ω；C. 100Ω；D. 120Ω8.CAN 总线协议2.0B规定扩展帧的标志位有（Ｄ）A．8位； B.11位；C.18位；D.29位9.下面关于TJA1050的特征描述不正确的一项是（Ｃ）A．最高传输速度可达1Mbps； B. 输入级兼容3.3V和5V电平；C.最多可以连接110个节点；D. TXD有防止钳位在显性电平的超时功能。

10.在CAN总线中，当错误计数值大于（Ａ）时，说明总线被严重干扰。

A. 96B. 127C. 128D. 25511.MCP2515与单片机间的通信采用了下面哪一种接口？（Ｄ）A. 并口B.1-wireC. I2CD. SPI12.下面哪种说法是错误的（Ｃ）。

A、CAN总线协议被广泛用于汽车工业。

B、CAN为多主工作方式，而且不分主从C、CAN采用破坏总线仲裁技术D、CAN的直接通信距离可达10Km13.CAN总线的全称是( Ａ)A．Controller Area Network B. Common Auto NetworkC. Complex Area NetworkD. Chinese Advanced Network14.CAN总线通信参考模型中定义了OSI模型中的（Ｃ）A．物理层、应用层； B. 物理层、传输层、应用层C．物理层、数据链路层；D. 物理层、数据链路层、应用层15.可以作为CAN总线的传输介质是（Ｄ）A、光纤B、双绞线C、同轴电缆D、以上均可16.当CAN总线系统传输速率为1000kbps时，两节点间的最大传输距离为（Ｃ）A、5mB、10mC、30mD、100m17.CAN在通信中的错误类型不包括：（Ｄ）A、位错误B、填充错误C、应答错误D、总路冲突错误18.简述CAN总线与RS－485相比较其优点有哪些？①、RS－485总线是不支持竞争的，其通信采用的是“一主多从”的方式，运行效率低，高峰期易堵塞；而CAN总线具有非破坏性总线仲裁，支持竞争，通信采用”多主对等”方式；②、RS－485总线通信及组网的灵活性不强，通信速率也比较低；CAN总线组网非常灵活，通信速率最大可达1Mbps；③、RS－485总线标准只是一个电气标准，并没有自己的通信协议，无故障定位和错误处理功能，所以由RS－485总线构成的网络维护也比较困难，往往一个节点出故障却要每个节点进行排查；而CAN总线在这些方面则具有较强的功能。

19.CAN总线中，若具有下列报文ID的数据帧争用总线，则胜出的为（Ｃ）A、10001100001B、10001010001C、10001000010D、11001000010三、PROFIBUS1.简述PROFIBUS协议特点；答：１、采用短帧结构２、采用总线型或树型拓扑３、传输速率９.６ｋｂ／ｓ～１２Ｍｂ／ｓ４、使用半双工，异步的传输模式５、使用两类站：主站和从站，最多３２主站，总站数可达１２７（６）、总线访问采用两种方式：主站之间的令牌传递方式；主站与从站之间的主——从方式７、ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＰＡ可用于本质安全的场所，还可以总线供电８、数据传输服务有两类：非循环、循环2.PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS DP、ProfiBus PA和ProfiBus FMS。

3.PROFIBUS采用混合的总线存取控制机制，即在主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。

4.ProfiBus DP总线中，线路上的匹配电阻值为220欧。

5.为什么一个Profibus网络上的设备个数为126而不是127个？答：Profibus的地址域中低7位表示实际的地址，在0~127间，其中的127作为广播地址保留，而地址126则是作为初始化时的默认现场设备地址。

在一个Profibus系统进入运行状态之前必须预先赋给各个站点一个明确的地址。

这样在实际运行状态下，在一个网段中最多只能有126个站点（0~125）6.简述GSD文件的作用。

答：PRO FlBUS设备具有不同的性能特点，为达到PROFIBUS简单的即插即用配置．PROFIBUS设备的特性均在电子设备数据库文件(GSD)中具体说明。

标准化的GSD数据将通信扩大到操作员控制级。

使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中．既简单又是对用户友好的。

7.ProfiBus中将设备分为几种类型？分别是什么？DP主站（1类）循环地与DP从站交换用户数据：PLC、PC或可以做1类主站使用的控制器。

2类DP主站是操作元工作站、编程装置，诊断和管理设备，完成各站点的数据读写、系统配置、故障诊断等。

DP从站：PLC、分散式I/O、驱动器、传感器、执行机构等现场设备。

四、LONWORKS1.1992年，美国Echelon 公司推出了LonWorks智能控制网络。

2.载波侦听多路访问有三种常用的退避算法，分别是非坚持、1坚持和p坚持，其中Lonworks使用的是p坚持。

3.Lonworks技术的核心是神经元芯片，该类芯片内部一般具有3个CPU，分别为MAC处理器、网络处理器和应用处理器。

4.LonTalk协议提供了哪几种类型的报文服务答：（1）确认服务；（2）请求-响应（3）非确认重发（4）非确认方式p1675.神经元芯片支持多种通信介质，其中使用最广泛的是双绞线，其次是电力线。

6.向神经元芯片的Service Pin输入一个低电平，则神经元芯片会传送一个Neuron ID。

7.神经元通信端口为适应不同的通信介质，可配置3种不同的接口模式：单端模式，差分模式和专用模式。

8.Lonworks网络中，支持双绞线的收发器主要有三类：直接驱动，EIA-485和变压器。

9.简述LonTalk协议的特点。

答：（p159）1、发送的报文都是很短的数据2、通信带宽不高3、网络上的节点往往是低成本、低维护的单片机4、多节点，多通信介质5、可靠性高6、实时性高10.LonTalk协议中定义了三种寻址方式：通过域地址寻址、通过子网地址寻址和通过节点地址寻址11.Lonworks技术提供了Nodebuilder 和LonBuilder 两种节点开发工具。

12.关于P-坚持的CSMA特点正确的一项是（d ）A．介质一旦空闲，立即发送；B．介质一旦空闲，等待一个随机时间后再发送；C．介质空闲时，以P的概率发送，以1+P的概率延迟一个时间单位。

D．侦测到介质空闲时，以P的概率发送，否则延迟一定时间，再继续监听介质。

五、FF1.基金会现场总线为设备提供了两种供电方式，即总线供电与非总线供电。

2.FF总线的终端器由100欧姆电阻和1uF电容组成。

3.按FF的H1技术规范，采用总线供电时，数字信号以31.25的频率，将峰值0.75~1V的数字信号叠加至9~32 V的直流供电电压上。

4.FF总线上每段有一个链路媒体访问中心，称为LAS 。

5.请简述LAS的主要功能。

答：（P225）1、维护调度，发送强制数据CD给网络设备2、探查未使用地址，将其分配给新设备，并加到活动表上3、在链路上周期分配数据链路时间和链路调度时间4、发送传递令牌给设备，进行无调度数据传输控制5、监视设备响应授权令牌，从活动表上删掉不能使用或不能返回令牌的设备6.在FF的应用层中，存在哪几种应用关系？答：（P226）1、队列传输、用户活动、单向的AREP（QUU）2、队列传输、用户活动、双向的AREP（ＱＵＢ）３、缓冲器传输、网络启动、单向的ＡＲＥＰ（ＢＮＵ）7.FF定义了２９个功能块，其中包括基本功能块、先进功能块、计算功能块和辅助功能块四类。

8.基金会现场总线有哪几种虚拟通信关系？试分析它们的通信特点，信息类型分别是什么以及它们的应用场合。

FAS-PDU包含了哪几种类型？答：（Ｐ２２８）１、确认的数据传输——请求ＰＤＵ２、确认的数据传输——响应ＰＤＵ３、非确认的数据传输——ＰＤＵ４、连接——请求ＰＤＵ５、连接——响应ＰＤＵ６、连接——错误ＰＤＵ７、放弃——ＰＤＵ9.FF使用的节点地址范围是什么？这些地址被分为哪几大类？答：０～２５５10.某化工生产装置的温度-流量串级控制系统如下图所示，请用FB设计其控制图。

六、工业以太网1.工业以太网具有哪些优点？答：１、可以保证控制网络的可持续发展２、可以得到丰富的软、硬件资源３、可以降低成本４、可以提高通信速率５、易于与上层网络无缝集成2.EIA-TIA 568B中规定的双绞线接线线序为：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕标准568A：绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕；3.了解IPv4中A、B、C三类地址的范围和定义答：IP地址中A类：一个A类IP地址由1字节（每个字节是8位）的网络地址和3个字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。

A类IP的地址第一个字段范围是0~127，但是由于全0和全1的地址用作特殊用途，实际可指派的第一个字段范围是1~126。

IP地址中B类：前两个八位字节指明网络，后两个八位字节指明网络上的主机。

B类地址范围：128.0.0.1到191.255.255.254。

IP地址中C类：前三个八位字节指明网络，后一个八位字节指明网络上的主机。

“网络负载平衡”为C 类IP 地址提供可选的会话支持（除了支持单个IP 地址以外）以适应在客户站点使用多个代理服务器的客户。