工业控制网络现场总线复习资料
西南科技大学《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题
西南科技大学2014-2015年《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题一、填空题1. 按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和局域网。
2. 光纤分为单模和多模两种类型，其传输原理都是基于光的全反射。
3. 工业自动化网络控制系统不单单是一个完成数据传输的通信系统，还是一个借助网络完成控制功能的自控系统。
4.工厂自动化网络的分层结构为_现场设备层、车间监控层和工厂管理层三个层次。
5. 参照ISO/OSI标准模型，CAN通信模型包括物理层和数据链路层两层。
6. CAN的报文帧有以下四种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。
7. 同步是数据传输中必须要解决的重要问题，在报文帧的传送过程中有三种同步方式：位同步、字同步和帧同步。
8.工业控制系统经历了基地式仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等主要阶段。
9.CAN总线是有效支持分布式实时控制的串行通信网络，从定位时的同步方式考虑，它属于异步通信。
10.现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。
11.CAN总线支持位仲裁的介质访问方式，是多主工作方式。
12.CAN通信协议规定了4种不同类型的帧：数据帧，远程帧，错误帧，过载帧。
13.CAN总线上用显性和隐性两个互不的逻辑值表示0和1。
14.CAN协议可以检测到位错误，填充错误，CRC错误，格式错误，应答错误。
15. CAN总线是多主工作方式，任意节点可以主动发送信息。
通过非破坏性总线仲裁机制解决多节点同时发送时的冲突问题。
16.CAN的ISO/OSI参考模型包括两层：数据链路层、物理层。
17.CAN空闲时网络电平保持隐性1位。
18.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、多分支结构的通信网络。
19.RS-422接口通信需要4根线，它是全双工的，RS-485接口通信需要2根线，它是半双工的。
现场总线复习题
现场总线复习题现场总线复习题现场总线（Fieldbus）是一种用于工业自动化领域的通信协议，它通过一组标准化的通信规范，实现了不同设备之间的数据传输和控制。
在现场总线的学习过程中，我们需要掌握一些基本的概念和技术，下面是一些现场总线的复习题，帮助大家回顾和巩固所学的知识。
1. 现场总线的主要特点是什么？现场总线的主要特点包括：分布式控制、实时性、可编程性、可扩展性、可靠性和开放性。
2. 现场总线的通信速率是如何定义的？现场总线的通信速率是指数据传输的速度，通常以位/秒（bps）来表示。
常见的现场总线通信速率有：1 Mbps、2 Mbps、5 Mbps等。
3. 现场总线的物理层有哪些常见的传输介质？现场总线的物理层常见的传输介质包括：双绞线、同轴电缆、光纤等。
4. 现场总线的数据传输方式有哪些？现场总线的数据传输方式包括：主从模式、多主模式和对等模式。
5. 现场总线的拓扑结构有哪些常见的类型？现场总线的拓扑结构常见的类型有：总线型、星型、树型、环型等。
6. 现场总线的通信协议有哪些？现场总线的通信协议有：Profibus、Modbus、CAN、Ethernet等。
7. 现场总线的数据传输方式有哪些？现场总线的数据传输方式包括：同步传输和异步传输。
8. 现场总线的数据帧结构是怎样的？现场总线的数据帧结构一般包括：帧头、帧数据和帧尾。
9. 现场总线的错误检测和纠正方法有哪些？现场总线的错误检测和纠正方法有：奇偶校验、CRC校验、重发机制等。
10. 现场总线的应用领域有哪些？现场总线广泛应用于工业自动化领域，包括：工厂自动化、过程控制、机械控制等。
通过对这些复习题的回顾，我们可以加深对现场总线的理解和应用。
同时，我们还需要进一步学习和掌握现场总线的相关知识，包括通信协议的详细规范、数据传输的具体方法等。
只有通过不断的学习和实践，我们才能在工业自动化领域中灵活应用现场总线技术，提高生产效率和质量。
总结起来，现场总线是工业自动化领域中常用的通信协议，具有分布式控制、实时性、可编程性、可扩展性、可靠性和开放性等特点。
现场总线与控制网技术复习资料
v1.0 可编辑可修改１１一、填空题1．物理层传送数据的单位是( 比特 )，数据链路层传送数据的单位是( 帧 )，传输层传送数据的单位是( 报文 )，应用层传送数据的单位是( 报文 )。
2．OSI 参考模型中物理层的四个重要特性是（ 机械特性 ）、（ 电气特性 ）、（ 功能特性 ）和（ 规程特性 ）。
3．LonWorks 技术的核心是神经元芯片，主要包括( MC143150 )和( MC143120 )两大系列。
4．GSD 文件一般可分为（总规范）、（与主站有关的规范）和（与从站有关的规范）三个部分。
5．LonTalk 协议的网络地址有三层结构，分别为（ 域 ）、（ 子网 ）和（ 节点 ）。
6．网络拓扑结构主要有( 星型拓扑 )、（树型拓扑）、( 环型拓扑 )、( 总线型拓扑结构 )等拓扑结构。
7．LON 总线中，对双绞线支持的3类收发器是（直接驱动收发器）、（EIA-485收发器）和（变压器耦合收发器）。
8．PROFIBUS 系统由三类站点组成,分别是( 1类主站 )、(2 类主站 )和(从站 )。
9．OSI 参考模型的通信功能划分为（ 7 ）个层次。
10. 被誉为通用控制网络的是（ LonWorks ）总线技术。
11．PROFIBUS 总线中提供了( RS484传输 )、( IEC1158-2传输 )和( 光纤传输 )三种传输技术。
12．以现场总线为基础的企业网络系统按功能可分为（ERP ）、（MES ）和（FCS ）三层。
13．最常用的两种差错校正方法是（自动重传）和（ 前向差错纠错 ）。
14．存储转发交换分为（报文存储转发交换 ）和（ 报文分组存储转发交换）两种。
15．LonTalk 协议提供了四种类型的报文服务，依次是（应答方式）、（请求/响应方式）、（非应答重发方式）和（非应答方式）。
16. 通信电路的工作方式有（单工通信）、（半双工通信）和（全双工通信）三种。
17．CAN 总线中存在5种错误类型，分别是（位错误）、（填充错误）、（CRC 错误）、（格式错误）和（应答错误）。
现场总线考点汇总
第一章1、现场总线定义：原本是指现场设备之间的公用信号传输线；后来被定义为应用在生产现场，在测量设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。
是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。
2、工业控制系统的发展经历了以下5个阶段：A、气动信号控制系统20世纪50年代以前B、电动信号模拟控制系统20世纪50年代C、集中式数字控制系统20世纪60年代D、DCS集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统0世纪70年代中期E、FCS现场总线控制系统20世纪80年代中后期3、FCS与传统控制系统比较传统控制系统采用的是各种独立的、分离的技术；FCS不再有系统的接口问题，统一在一个自动化环境中。
4、FCS与INTERNET区别A、FCS数据传输的及时性和系统响应的实时性更强B、通讯方式：FCS采用广播和多组方式；IT网络实现一对一方式C、FCS更能适应恶劣环境D、FCS需要面向连接服务和无连接的服务E、FCS应用进程可以根据客户/服务器或发布者/接受者方式相互作用F、FCS解决多家公司产品的兼容性G、通信量：FCS针对物流、能流、动作流程，技术成熟、先进、实用；IT网络信息量大5、现场总线结构模型信息层（可连接的设备包括控制器、PC、操作员站、高速I/O、其它局域网设备，通过网关设备可以连接入因特网）控制层（连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等，通过网关设备与信息层相连，很多应用实时性要求较高，包括I/O的实时刷新、互锁信息和控制器等之间报文的报文传递等）设备层（面向大量的现场设备，通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层）A、总线拓扑结构B、线状结构C、星型结构D、环状结构E、分支结构6、现场总线组成A、现场总线控制系统B、现场总线的测量系统C、设备管理系统D、总线系统计算机服务模式E、数据库F、网络系统的硬件与软件硬件：（1）、总线电缆；（2）、连接在通信线上的设备称为总线设备，总线主设备和总线从设备软件：（1）、系统平台软件；（2）系统应用软件7、与DCS等传统的系统相比，现场总线（系统）有以下特点：A、现场通信网络B、数字通信网络C、开放互连网络D、现场设备互连网络E、结构与功能高度分散F、现场设备的互操作性与互换性8、FCS的核心----总线协议（解决双向数字通信的基本依据和标准）9、现场总线访问方式A、主控方式：一个高级别的节点控制所有的信号传输，顺序和时间。
工业控制网络课程复习内容
第一章工业控制网络概论1、什么是现场总线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行双向、串行、多节点数字通信的技术。
2、什么是控制网络由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而形成的网络，该网络以现场总线作为通信连接的纽带，完成测量控制任务。
3、控制网络与普通计算机网络的区别（1）网络节点（2）工作环境（3）任务（4）网络特性4、企业网络的层次以及对应管理层关系Internet（互联网）——企业资源规划层（ERP）Intranet（企业内部网）——制造执行层（MES）Infranet（底层控制网）——现场控制层（FCS）第二章数据通信基础1、数据与信息以及信号的关系数据是指用来描述客观事物的数字、字母和符号以及所有能输入计算机并被程序加工处理的符号集合。
信息则是对数据加工处理或赋予含义后的一种数据形式。
信号是数据的具体物理表现，具有确定的物理描述形式。
2、数据通信系统的组成 （1）发送设备 （2）接收设备（3）传输介质 （4）传输报文 （5）通讯协议3、数字信号数字编码的方式 （1）单极性码 （2）双极性码 （3）归零码 （4）非归零码 （5）曼彻斯特编码 （6）差分曼彻斯特编码Att1 0 1 1 0 10 0 1 0acdb1 0 1 1 0 1 0 0 14、数字信号模拟编码的方式（1）幅移键控(ASK Amplitude-Sheft Keying)又称键控调幅（1不变，0为0）（2）频移键控(FSK Frequency-Sheft Keying)又称键控调频（1低0高）（3）相移键控(PSK Phase-Sheft Keying)又称键控调相（0不变，1反相）5、数据传输方式分类0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1时钟曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码NRZ (非归零码)(a)(b)(c)数据（1）根据代码的传输顺序可分为⏹串行传输⏹并行传输（2）根据数据信号传输时的同步方式可分为⏹同步传输⏹异步传输发送端接收端111同时发送（a）并行通信发送端接收端01001001逐位发送（b）串行通信图1.12 并行传输和串行传输6、通信线路的工作方式（1）单工通信（单方向）（2）半双工通信（双方向，不同时）（3）全双工通信（双方向，同时）发送发送接收接收单向信道接收发送单向信道发送接收双向信道接收发送a. 单工通信b.半双工通信c. 全双工通信7、信号的传输方式基带传输：就是在数字通信的信道上直接传送数据的基带信号。
工业控制网络复习重点
工业控制网络题型：填空（15*1’）选择（10）分析（2）简答（5）操作（10’）第一章1.现场总线定义：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。
现场总线——控制网络现场总线——工业电话线现场总线——底层控制网络2.输入输出设备总线上的数据输入设备：包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态、参数值等数据；总线上的输出数据用于：驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。
3.现场总线特点⏹适应工业应用环境。
⏹要求实时性强，可靠性高，安全性好。
⏹多为短帧传送。
(短帧传输体现实时性)⏹通信的传输速率相对较低。
4.几种现场总线•Foundation Fieldbus，FF•LonWorks•Profibus•ControlNet•DeviceNet•CAN•Hart5.现场总线系统组成与组织结构➢硬件：◆总线电缆，又称为通信线、通信介质（媒体/媒介/介体）。
◆连接在通信线上的设备称为总线设备，亦称为总线装置、节点（主节点、从节点）、站点（主站、从站）。
软件包括：➢系统平台软件：为系统构建、运行以及为系统应用软件编程而提供环境、条件或工具的基础软件。
包括组态工具软件、组态通信软件、监控组态软件和设备编程软件。
➢系统应用软件：为实现系统以及设备的各种功能而编写的软件，包括系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件。
6.在现场总线控制系统中，总线设备主要分为6类➢变送器／传感器（输入设备）；➢执行器（输出设备）；➢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（网络互联设备）；➢其他现场总线设备（HMI）。
7.现场总线技术特点：1、现场通信网络2、数字通信网络3、系统的开放性4、现场设备互连网络5、系统结构和功能高度分散性6、互操作性与互换性网络优点（5个）：1、导线和连接附件大量减少2、仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少3、设计、安装和调试费用大大降低4、维护开销大幅度下降5、提高了系统的可靠性6、提高了系统的测量与控制精度7、系统具有优异的远程监控功能8、系统具有强大的（远程）故障诊断功能9、用户具有高度的系统集成主动权10、现场设备更换和系统扩展更为方便11、为企业信息系统的构建创造了重要条件12.概括现场总线是综合自动化的发展需要综合自动化要求对企业信息的优化利用。
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。
工业控制网络(现场总线)
3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.1 总线经典电平
3.3.2 LLC子层和MAC子层
LLC子层旳主要功能： 接受过滤是指LLC子层经过对报文整个标识符 或部分标识符旳屏蔽/筛选来决定是否接受报文； 超载告知是指在发生超载条件时，LLC子层发 送超载帧以示通告，从而延迟下一种数据帧或远 程帧； 恢复管理是指在发送期间，对于丢失仲裁旳或 已损旳报文，LLC子层具有自动重发旳功能。
3.2.2.1 CAN节点旳分层构造
3.2.2.2 帧格式和帧类型
1．数据帧 数据帧由7个不同旳位场构成：帧起始、
仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答 场、帧结束
3.2.2.2 帧格式和帧类型
3.2.2.2 帧格式和帧类型
3.2.2.2 帧格式和帧类型
2．远程帧 3．错误帧 4．超载帧 5．帧间空间
3.2.1.4 错误类型和界定
➢填充错误(Stuff Error) 在应使用位填充措施进行编码旳报文中，
出现了第6个连续相同旳位电平时，将检出一 种填充错误。
3.2.1.4 错误类型和界定
➢CRC错误(CRC Error) CRC序列是由发送器完毕旳CRC计算成果
构成旳。接受器以与发送器相同旳措施计算 CRC。假如计算成果与接受到旳CRC序列不 相同，则检出一种CRC错误。
变沿（和在低位速率旳情况下，选择旳“显性”至“隐 性”旳跳变沿）都将被用于重同步。
3.2.1.6 CAN振荡器容差旳提升
为使振荡器容差最大值由目前旳0.5%提升到 1.5%，并与目前CAN指标向前兼容，CAN2.0进 行了下列修正：
1.若一种CAN节点在间歇场旳第3位采样到一种 显性位，则它将此位了解为帧起始位；
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。
工业控制及现场总线复习题
1．物理层使用中继器，通过复制位信号延伸网段长度。
2．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。
3．PROFIBUS的三种典型网络：PA网、DP网和FMS网。
4．FF总线中，设备描述语言是一种用以进行设备描述的标准编程语言。
5．数据通信系统中通常采用三种数据交换方式：线路交换方式、报文交换方式、报文分组交换方式。
6．FF总线的四个层次：物理层、数据链路层、应用层、用户层。
7．LonTalk协议支持多种传输介质：双绞线、电力线、无线射频、红外线、同轴电缆和光纤等。
8．工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的一种工业网络。
9．神经元芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是LON总线的通信处理器，而且是具有I/O 和控制的通用处理器。
10．数据链路层使用网桥，在局域网之间存储或转发数据帧。
11．中继器 (repeater)又称重发器。
12．网络层使用路由器在不同网络间存储转发分组信号。
13．中继器是一个再生器，而不是一个放大器。
14．传输层及传输层以上，使用网关进行协议转换，提供更高层次的接口。
15．中继器放置在传输线路上的位置是很重要的，中继器必须放置在任一位信号的含义受到噪声影响之前。
16．WorldFIP总线与FFHSE可以实现“透明联接”。
17．PROFIBUS-DP:用于传感器和执行器级的高速数据传输。
18．传输层及传输层以上，使用网关进行协议转换，提供更高层次的接口。
19．PA具有本质安全特性。
20．Profibus-PA用于过程控制（连续生产过程）。
21．Profibus-DP、Device-NET用于离散控制。
22．Lonworks用于楼宇自动化。
23．对象的嵌入与链接技术是OLE。
24．PROFIBUS-FMS:解决车间一级通用性通信任务。
25．动态数据交换技术是DDE。
26．PROFIBUS-DP采用RS-485双绞线或光缆传输。
27．FF总线把通信设备分为三类：链路主设备、基本设备和网桥。
现场总线考试资料
现场总线考试资料1、常用的网络互连设备有哪些?它们的主要作用是什么?1)中继器：即重发器，作用为物理层之间的简单连接。
用于连接两个相同的网络，负责在两个节点的物理层上传递信息，完成对信号的复制、调整和放大等功能。
2)网桥：存储转发设备，用于连接不同体系的局域网。
它将数据帧送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另一个子网或网段。
（转发数据帧），支持不同的物理层，要求互连的两个网络在数据链路层以上采用相同或兼容的协议。
3)路由器：在网络层上实现多个网络互连，可以互连物理层、数据链路层不同的网络。
对分组信息进行存储转发，在它所包含的地址之间，可能存在若干路径，路由器可以为某次特定的传输选择一条最佳的路径（转发报文分组）。
在连接异构网时，完成网络协议转换。
常用于多个局域网之间，局域网与广域网之间，以及异构网络之间的互连。
4)网关：即网间协议交换器，用于实现不同通信协议的网络之间、包括使用不同网络操作系统的网络之间的互联。
2、什么是非归零码编码和曼彻斯特编码?它们各有什么特点?答：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。
缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。
3、令牌总线介质访问方式的实质是什么?答：令牌总线介质访问方式是在物理总线上建立一个逻辑环。
从物理上看，这是一种总线结构的局域网，总线共享的传输介质是总线。
从逻辑上看，这是一种环形结构的局域网，连接在总线上的各个站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。
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
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。
工业控制网络复习题汇编
工业控制网络复习题汇编《工业控制网络》复习题一、概念题1、现场总线：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、模拟数据编码：分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0、1状态的，称为模拟数据编码。
3、数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的，称为数字数据编码。
4、单极性码：信号电平是单极性的数字数据编码。
5、双极性编码：信号电平为正、负两种极性的数字数据编码。
6、归零码（RZ）：在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的数字数据编码。
7、非归零码（NRZ）：在整个码元时间内维持有效电平的数字数据编码。
8、差分码：用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”的数字数据编码。
9、基带传输：就是在数字通信的信道上按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制。
10、载波传输：采用数字信号对载波进行调制后实行传输。
11、单工通信：指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。
12、半双工通信：指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。
13、全双工通信：指能同时作双向通信。
14、广播式网络：仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。
短的消息，即按某种语法组织的分组或包，可以被任何机器发送并被其它所有的机器接收。
分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。
一旦收到分组，各机器将检查它的地址字段。
如果是发送给它的，则处理该分组，否则将它丢弃。
15、点到点网络：由一对机器之间的多条连接构成。
为了能从源到达目的地，这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。
16、类：一组表示同种系统组件的对象。
一个类是一个对象的一种概括。
一个类中所有的对象在形式和行为上是相同的，但是它们可以包含不同的属性值。
17、实例：一个对象的一个明确的真实（物理）事件。
18、属性：一个对象的一个外部可视特性或特点的一种描述。
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CIMS:计算机集成制造系统。
离散行业。
CIPS：计算机集成生产系统。
应用于流程行业，与工厂综合自动化系统、管控一体是同一概念。
三层：ERP（企业资源规划层或BPS）,MES（制造执行层）,PCS（现场控制层）PCS级:以产品质量和工艺要求为目标的先进控制技术MES级:以生产综合指标为目标的生产过程优化控制、优化操作与优化管理技术BPS级:以财务分析决策为核心的整体资源优化技术关键技术：系统集成，信息集成，先进控制。
系统集成：连接各层的网络（硬件），以及数据库技术（软件）信息集成：信息采集、数据校正、数据挖掘、对象模型先进控制：改进常规控制的性能工业通讯方式：（1）现场总线（2）工业以太网（3）无线网络现场总线：应用在生产现场、在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的开放型控制网络技术。
现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的底层网络（Infranet）总线是构成自动化系统的纽带，网络所传输的是控制信息。
现场总线的产生：（1）综合自动化的要求，改善TQCS，解决自动化孤岛；（2）控制系统网络化发展趋势，计算机集中控制系统-DCS-FCS（3）智能仪表的发展（通信技术、信号处理技术）技术支撑：计算机技术、网络技术自动化孤岛：设备之间采用传统一对一连线，或自成体系的封闭式集散系统，很难实现设备之间及系统和外界的信息交换。
本质含义：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
（智能现场设备：具有数字计算、数字通信能力的测量控制设备）现场总线系统既是开放的数据通信系统、网络系统，又是由现场设备实现完整控制功能的全分布式控制系统。
既是通信网络，又是控制网络。
本质表现：（1）现场设备互连：传感器、变送器等设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。
（2）现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。
（3）互操作性：不同制造商的产品互相连接。
（4）分散功能块：功能块分散在多台现场仪表中，并可统一组态，灵活选用各种功能块，构成所需的控制系统，实现彻底的分散控制。
（5）通讯线供电，符合本质安全。
（6）开放式互连网络：既可与同层网络互连，也可与不同层网络互连，还可以实现网络数据库的共享。
特点和优点：（1）系统的开放性，通讯协议一致公开，系统开放互连。
（2）互可操作性，实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通。
（3）互换性，自由选择不同制造商的仪表进行互换，不影响系统工作。
（4）一对N结构，一对传输线，Ｎ台仪表，双向传输多个信号，接线简单、安装费用低、维护方便。
（5）系统结构的高度分散性。
（6）实现控制彻底分散，现场智能设备内置微处理。
（7）对现场环境的适应性，通信介质抗干扰性强，总线供电防爆。
（8）智能仪表与功能自治性，将传感测量、变换和补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
（9）可控状态，操作员在控制室即可以了解现场设备或现场仪表的工作状况，也能对其进行参数调整，还可以预测和寻找事故。
（10）实现全数字化通信。
（11）统一组态,现场设备或现场仪表功能块概念的引入，使组态非常简单。
总线标准：开放性、可互操作性、互换性总线结构：一对N现场要求：结构分散、适应现场节点特性：智能节点、可控状态、全数字化、控制分散、统一组态降低布线、设备安装、调试成本和运行维护成本，但技术成本高。
开放系统互连模型是现场总线技术的基础。
发展趋势：（1）注重系统的开放性：封闭、自成一体的系统定会消亡（2）注重应用系统设备间的互操作性。
（3）注重控制网络与公用数据网络的结合。
（4）注重使测控设备具备网络浏览功能。
（5）以太网已直接进入控制网络。
（6）多种通信方式下的数据传输与数据集成，管控一体化目标下的数据综合利用计算机网络指的就是由相互独立自治的计算机按照一定的协议互相连接起来的一个集合。
以太局域网结构：用网卡、双绞线、集线器局域网（LAN）：联网的计算机局限在1km范围之内城域网（MAN）：联网范围10km左右广域网（WAN）：联网范围100km以上使用路由器通过四种网络特性-通信介质、协议、拓扑以及私有网和公共网间的边界点来确定网络的类型。
通信介质是指用来连接计算机和网络的电缆、光纤电缆、无线电波或微波。
通常LAN结束在通信介质改变的地方。
局域网技术以太网、令牌环网：（1）都是局域网技术，计算机发出和收到的都是一帧一帧的数据流，局域网技术安排各主机在局域网中传送帧的策略；（2）以太网通过载波监听多路访问/冲突监测来决定是否发送分组；令牌环网通过是否持有称为令牌的帧来决定是否发送分组。
网络拓扑：（1）总线型:采用单根传输线作为介质, 所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到干线电缆即总线上，一个站发送数据，其它站都能接收，公共的传输线路，一次只能由一个设备发送数据，需要一定的存取控制方式。
结构简单；电缆长度短，易于布线和维护；造价低；易于扩充等。
故障诊断和隔离困难。
（2）星形拓扑：所有站点都通过点-点连接到一个中心节点，此点称做网络的集线器(HUB)，任何两站之间通信都通过中央节点进行。
任何一个连接只涉及到HUB和一个站点，因此控制介质访问的方法很简单。
单个站点的故障只影响一个站点，不会影响全网，因此容易检测和隔离故障。
对中心站点的可靠性和冗余度要求很高，一旦它产生故障，则全网不能工作，且需要大量电缆。
每个终端节点的通信处理量小，适合终端密集的场合。
（3）环形拓扑：所有站点彼此串行连接，就像连成链一样，构成一个回路或称作环，数据是单方向被传输的，两个站点之间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制，同时控制软件比较简单，可靠性高，网络连接设备只是简单的中继器。
由于环路是封闭的，所以扩充不方便。
另外，当环中所接站点过多时，将会影响信息传输效率，某个设备故障可能导致网络瘫痪。
（4）树形拓扑。
计算机网络的通信过程：对等实体之间直接进行通信，下面一个层次向上面一个层次提供服务，上面一个层次使用下面一个层次提供的服务。
因特网采用TCP/IP协议进行网络互联。
（1）集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。
（2）中继器起简单的信号放大作用，用于驱动很长的通信介质。
中继器主要用于扩充局域网电缆线段的距离限制。
中继器不具备检查错误和纠正错误的功能，中继器还会引入延时。
（3）网桥是将多个局域网连接起来的一种工作在数据链路层的设备。
能够互联两个采用不同数据链路层协议、不同传输速率、不同传输介质的网络。
（4）路由器工作在网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网，还具有网络流量控制功能。
（5）网关又称协议转换器，其作用是使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然可以互相合作，完成各种分布式应用，网关工作在七层协议的传输层或更高层。
（6）交换机是工作在第二层即数据链路层的一种设备，它根据MAC地址对数据帧进行转发。
网桥和路由器比较：网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连接起来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存在；路由器则利用互连网协议将网络分成几个逻辑子网。
协议指的是对网络中设备以何种方式交换信息的一系列规定的组合，它对信息交换的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤以及出错控制等许多参数作出定义。
嵌入软件或固件代码形式存在于每个网络装置中。
通信双方为了实现通信而设计约定的通话规则。
CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测：采用分布式控制方法，附接总线的各个节点通过竞争的方式，获得总线的使用权。
只有获得使用权的节点才可以向总线发送信息帧，该信息帧将被附接总线的所有节点感知。
载波侦听：发送节点在发送信息帧之前，必须侦听媒体是否处于空闲状态，先听再将。
多路访问：具有两种含义，既表示多个节点可以同时访问媒体，也表示一个节点发送的信息帧可以被多个节点所接收。
冲突检测：发送节点在发出信息帧的同时，还必须监听媒体，判断是否发生冲突（同一时刻，有无其他节点也在发送信息帧）。
优点:原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。
缺点：网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降，网络效率降低。
数据链路层：逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个子层介质访问控制方法分别是：1 争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。
2 确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token(令牌）方式开放系统互连参考模型发送从上到下，接收从下到上，对等层：相同协议和数据表示格式。
服务、接口和协议：服务说明某层为上一层提供什么功能，接口说明上层如何使用下一层的服务，而协议定义如何实现本层的服务。
网络互连是为了将两个或者两个以上具有独立自治能力、同构或异构的计算机网络连接起来，实现数据流通，扩大资源共享的范围，或者容纳更多的用户。
1—3层低层通信传送，4—7层高层通信处理（1）物理层：定义了物理链路的电气和机械特性。
保证点到点链路在光、电和机械上是可以传送数据流的。
（2）数据链路层：用于链路连接的建立、维持和拆除，实现数据无差错传输，并实现流量控制。
接收物理层的原始数据位流以组成帧(位组），并在网络设备之间传输。
帧含有源站点和目的站点的物理地址。
特征参数包括：物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流控。
（3）网络层：网间网层，处理网络间路由，确保数据及时传送。
对于各种不同底层技术网络，为了隐藏物理网络细节，引入了逻辑地址（IP地址）概念，对各网络中每个网络接口，无论基于何种底层技术，都用逻辑地址来编号，将数据链路层提供的帧组成数据包。
（4）传输层：提供建立、维护和取消传输连接功能，在源借点和目的节点之间提供端到端可靠地传输数据，并负责隐藏各通信子网的差异，通过差错恢复，流量控制等功能，最终为会话层提供可靠的,无误的数据传输。
（5）会话层：提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。
验证用户登录。
（6）表示层：提供格式化的表示和转换数据服务。
压缩和解压缩，加密和解密。
（7）应用层：提供网络与用户应用软件之间的接口服务。
最高层,是直接为应用进程提供服务的。
其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。
OSI为七层模型，TCP/IP为四层次模型。
OSI是一种理论模型，TCP／IP是事实上的互联网标准。
传输控制协议/因特网互联协议(1)应用层：该层包括所有和应用程序协同工作，利用基础网络交换应用程序专用的数据的协议。