《现场总线》历年期末试卷答案

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现场总线试题集

现场总线试题集简述现场总线的协议组成结构及其工作原理。

答：○1现场总线网络结构按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互联OSI （OpenSytemInterconnection）参考模型建立的。

OSI参考模型共分7层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表达层和应用层。

○2工作原理：它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。

设计一个独立CAN控制器电路，并设计相应的接口软件。

答：2.CAN总线接口软件：CAN接口通信软件分为3部分：CAN初始化、数据发送、数据接收。

○2.数据发送、数据接收中断程序流程图图3接收数据的中断服务程序流程图图4发送数据中断服务程序流程图7.在TCP/IP参考模型中TCP协议工作在（）BA．应用层B．传输层C．互连层D．主机-网络层11.路由器是一种常用的网络互连设备，它工作在OSI／RM的（1）上，在网络中它能够根据网络通信的情况（2），并识别（3）,相互分离的网络经路由器互连后（4）(1)C(2)A(3)B(4)D(1)：A．物理层B．数据链路层C．网络层D．传输层(2)：A．动态选择路由B．控制数据流量C．调节数据传输率D．改变路由结构(3)：A．MAC地址B．网络地址C．MAC地址和网络地址D．MAC地址和网络地址的共同逻辑地址4)：A．形成了一个更大的物理网络B．仍然还是原来的网络C．形成了一个逻辑上单一的网络D．成为若干个互连的子网12.相对于ISO／OSI的7层参考模型的低4层，TCP／IP协议集内对应的层次有（1），它的传输层协议TCP提供（2）数据流传送，UDP提供（3）数据流传送，它的互联网层协议IP提供（4）分组传输服务；IEEE802参考模型仿照了ISO的OSI／RM，它的（5）对应于OSI／RM的数据链路层，两者的物理层相互对应。

(1)B(2)C(3)A(4)D(5)B(1)：A．传输层、互联网层、网络接口层和物理层B．传输层、互联网层、网络接口层C．传输层、互联网层、ATM层和物理层D．传输层、网络层，数据链路层和物理层(2)：A．面向连接的，不可靠的B．无连接的、不可靠的C．面向连接的、可靠的D．无连接的、可靠的(3)：A．无连接的B．面向连接的C．无连接的、可靠的D．面向连接的、不可靠的(4)：A．面向连接的、保证服务质量的B．无连接的、保证服务质量的C．面向连接的、不保证服务质量的D．无连接的，不保证服务质量的(5)：A．AAL和ATMB．LLC和MACC．CS和SARD．TC和PMD填空题23.网桥把数据从一个网络传送到另一个网络，使得处于两个不同网络的设备可以互相通话。

（完整版）现场总线试题..

（完整版）现场总线试题..I. 现在各种总线及标准不下⼆百种，其中PROFIBUS现场总线、FF现场总线、LONWORKS 总线、WorldFip现场总线、P-NET现场总线_等是具有⼀定影响和⼰占有⼀定市场份额的总线。

2 . PROFIBUS协议结构是以开放式系统互联⽹络为参考模型，该模型共有七层，PROFIBUS —DP定义了其中的第⼀、⼆层和⽤户接⼝。

3?利⽤OLM模块进⾏⽹络拓朴可分为三种⽅式总线型、星型、冗余环型。

4.有多种电源模块可以为S7-300 PLC和需要24V直流的传感器/执⾏器供电，如:PS305电源模块是直流供电,PS307电源模块是交流供电。

5?每个数字量模块的地址寄存器⾃动按_4个字节分配，不管实际的I/O点数是否与之相同。

6?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。

7. OPT只适合连接_1_个⽆光纤接⼝的PROFIBUS站点到集成光纤接⼝的光纤⽹上，OBT是⼀个_有源的⽹络元件,在⽹段⾥也是⼀个站点。

& PROFIBUS-DP系统⾏为有停⽌、清除、运⾏三种状态。

9. STEP7块的类型有组织块，功能,功能块,背景数据块、共享数据块以及系统功能和系统功能块10. PROFINET⽀持下列三种通信⽅式TCP/IP标准通讯,实时（RT）通讯,同步实时（IRT）通讯。

II. STEP7中的数据类型分为三类基本数据类型,复杂数据类型和参数数据类型。

12. PROFIBUS-DP系统可包括第⼀类DP主站设备, 第⼆类DP主站设备,DP从站设备三种不同设备13. PROFIBUS-DP 是⼀种现场级主从循环的诵信,⽤⼲⾃动控制系统和分散的现场设备的通信,可取代24V DC 或4—20mA 信号传输14. PROFINET由PROFIBUS国际组织推出，是新⼀代基于⼯业以太⽹的⾃动化总线标准.PROFINET主要有两种应⽤⽅式CBA适合模块化分布式的应⽤；I/O 适合分布式智能站点之间通信的应⽤15. ⼀个S7-300站最多可以有⼀个主机架和三个扩展机架16. RS-485传输是PROFIBUS最常⽤的⼀种传输技术，常称为H2,采⽤的电缆是屏蔽双绞线17. RS485 , IEC1158-2 ,和光纤是PROFIBUS提供的三种数据传输类型18. 西门⼦PLC有三种类型的启动模式暖启动,冷启动和热启动19. FC和FB的临时变量储存在系统的本地数据堆栈中,当FC或FB调⽤完毕后，这些变量空间就会被释放126 ,因此临时变量仅在FC或FB调⽤期间有效20. PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统，在同⼀总线上最多可连接126个站点.单主站系统总线运⾏阶段，总线上只有丄个活动主站，多主站系统总线运⾏阶段，总线上有—个主站21. 多主系统中，主站必须得到响应才能和其从站进⾏通信。

现场总线习题答案1

1.集散控制系统的核心思想是集中管理、分散管理。

2.比特率是一种数字信号的传输速率，表示单位时间内传送的二进制代码的有效位数。

3.在网络控制方法中，常用的介质访问控制方法有总线方式的CSMACD方法、环形结构的令牌环方法、令牌总线方法。

4.Profibus现场总线根据应用特点和用户不同的需要可分为Profibus–FMS、Profibus–DP、Profibus–PA三个家族成员。

5.集线器是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。

6.Profibu s网络的硬件又主站、从站、网络部件、网络工具等组成。

7.经过扩展的诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息分为站诊断信息、模块诊断信息和通道诊断信息等3级。

–link采用主从通信方法，可由1个总站和64个从站组成，为防止主站出现故障而导致整个系统瘫痪，系统可设置备用主站。

9.串行通信可分为同步传输和异步传输两种传输方式。

10.波特率是一种数字信号的调制速率，指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波的调制状态的改变次数来表示。

11.在数据通信系统中通常采用数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换。

12.交换机一种基于MAC地址识别，采完成封装转发数据包功能的网络设备，又称多端口。

13.现场总线控制系统的核心思想是功能分散、危险分散、信息集中。

14.Profibus的总站有4种工作方式，分别为离线模式、停止模式、消除模式、操作运行模式。

15.根据现场设备控制系统中起的作用不同，现场设备可为1类主站、2类主站和从站3种类型。

16.信息帧主要包括设备地址、功能代码、数据段错误检测域。

二、判断题1、多模光纤性能优于单模光纤。

×2、光纤不受外界电磁干扰与噪声影响。

√3、令牌访问原理可用于环形网络，不可用于总线网，构成令牌总线网络。

×4、如果需要检测5个错误，则海明距离知识应为6. √5、在网络互连时，网桥可以实现相异网络在网络层的互连。

现场总线复习题附答案

总线复习填空：FF现场总线的拓扑结构通常包括（点到点）、（带分支的总线）、（菊花链型）和（树型）。

局域网常用的拓扑结构有（总线）（星形）和（_环形）三种。

著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的（总线）结构。

OSI七层模型按照顺序包括（应用层）、（表示层）、（会话层）、（传输层）、（网络层）、（数据链路层）和（物理层）。

控制网络与计算机网络相比主要特点有（节点为测量控制设备）、（工作环境复杂）及（控制要求实时性高）。

常用的有线通信介质主要有（双绞线）、（同轴电缆）和（光缆）。

信号所含频率分量的集合称为（频谱）；频谱所占的频率宽度称之为（带宽）。

按交换方式来分类，可以分为（电路交换）、（报文交换）和（分组交换）三种。

现场总线PROFIBUS通常采用（双绞线）作为传输介质，在电磁干扰很大的环境下，可使用（光纤）。

数据链路层主要解决的3个问题：（封装成帧）、（透明传输）、差错控制。

Lontalk协议提供了（应答方式）、（请求/响应方式）、（非应答重发方式）和（非应答方式）四种类型的报文服务，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）。

常用的有线通信介质主要有（双绞线）、（同轴电缆）和（光缆）。

PROFIBUS-DP系统配置的描述包括（站数）、（站地址）和（输入/输出地址），以及（输入/输出数据格式）。

PROFINET支持下列三种通讯方式（TCP/IP标准通讯）、（实时（RT）通讯））和（同步实时（IRT）通讯）。

LonWorks拥有三个处理单元的神经元芯片：一个用于（链路层的控制）、一个用于（网络层的控制），另一个用于（用户的应用程序）。

多路复用技术有（时分多路）、（频分多路）、（码分多路）。

PROFIBUS由三个兼容部分组成：（PROFIBUS-DP）、（PROFIBUS-PA）和（PROFIBUS-FMS）。

开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是（应用层）、（表达层）、（会话层）、（传输层）、（网络层）、（数据链路层）和（物理层）。

现场总线--期末考试

一、填空题(每小题2分,共20分，每小题全答对得2分，答错一个空本小题不得分)1.参照ISO/OSI标准模型，CAN通信模型包括物理层和数据链路层两层。

2.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，发送设备、接收设备和传输媒介几部分组成。

3.在Profibus中，SFC14用于数据解包,而SFC15用于_数据打包。

4.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。

5.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.6.幅值键控、频移键控和相移键控是模拟数据编码的三种方式。

7.采用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的编码方式称为数字数据编码.8.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。

9.PROFIBUS的总线存取控制机制是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。

10.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。

二、判断题(每小题2分，共20分，答对得2分,答错不得分）1.在CAN总线中，发出报文的节点称为报文发送器，如果总线不处于空闲状态,一个不是报文发送器的接点称为接收器。

(√）2.全双工通信与半双工通信都可以实现数据的接收与发送，但是，在同一时间点，半双工通信只能实现数据的收或发功能. （√）3.现场总线之所以具有较高的测控性能，一是得益于仪表的智能化，二是得益于设备的通信化。

（√）4.CSMA/CD在发送之前要先侦听线路有无数据在发送，以后在数据发送过程中就不需要判断有无冲突存在了.（)5.FTT—CAN采用柔性时间触发协议，最大特点是能根据需求在线修改网络策略,调整通信参数，添加新报文等。

(√）6.ISO/OSI的7层参考模型中的物理层主要是处理机械的、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。

现场总线考试答案

一.现场总线的技术特点答：1.系统的开放性通信协议公开，各不同厂商的设备之间可实现信息交换。

2.互可操作性与互用性互连设备间、系统间的信息传送与沟通；不同制造商性能类似的设备可进行更换，实现相互替换。

3.现场设备的智能化与功能自治性将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场总线设备中完成。

4.系统结构的高度分散性现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构，提高了可靠性。

5.对现场环境的适应性可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等多种传输介质，具有较强的抗干扰能力，采用两线制实现供电与通信，并可满足本质安全防爆要求。

二. FCS 与DCS 的比较 FCS DCS全数字化一对多：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。

可维护性操作员在控制室既可以了解现场设备过现场仪表的工作情况，也能对设备进行参数调整，还可以预测或寻找故障，使设备始终处于操作员的过程监控与可控状态之中。

操作员在控制室既不了解模拟仪表的工作情况，也不能对其进行参数调整，更不能预测故障，导致操作员对仪表处于“失控”状态。

分散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。

互连与互操作性用户可以自由选择不同制造商提供的性能价格比最优的现场设备和仪表，并将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（4~20mA DC ），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互换性差。

仪表智能仪表除了具有模拟仪表的检测、变换、补偿等功能外，还具有数字通信能力，并且具有控制和运算能力。

模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。

三.产生多个现场总线国际标准的原因1.技术方面的原因：(1)现场总线是一项新技术，正处在“百花齐放”的时期。

集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解

集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解本答案仅供参考。

第1章绪论1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪⼏部分组成？通过具体⽰例说明。

答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执⾏装置构成，以实现⽣产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和⽣产⼯艺过程。

例如温度控制系统。

1.2 计算机控制⼯业⽣产过程有哪些种类型？答：计算机控制⼯业⽣产过程⼀般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。

1.3 计算机控制系统的硬件⼀般有哪⼏⼤主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有⼏种基本类型？它们在系统中起什么作⽤？答：计算机控制系统的硬件⼀般包括：主机、外部设备、过程输⼊输出设备。

两个过程通道，⼀个是输⼊通道，另⼀个为输出过程通道。

输⼊过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输⼊；DI通道-----直接输⼊开关量信号或数字量信号。

输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。

1.4 直接数字控制系统的硬件由哪⼏部分组成？答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输⼊输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。

如下图所⽰。

1.5 数字PID 控制算法有⼏种形式？各有什么特点？答：数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。

PID 位置式根据偏差计算阀门的位置，PID 增量式根据偏差计算阀门的变化；PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。

1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。

答：模拟PI 控制算法为])(1)([)(0?+=tI p dt t e T t e k t u 其中，p k ----⽐例增益I T ----积分时间常数在采样周期相当短暂时，⽤矩形法近似代替积分项∑?=≈ki t i Te dt t e 00)()(，其中T 为采样周期，k 为采样序号。

现场总线习题答案

现场总线习题答案张磊第一章现场总线技术概述1.自动操纵系统的进展经历了哪几个时期？大致经历了四个进展时期，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表操纵系统；直接数字操纵系统；70年代中期显现集散操纵系统；90年代后期现场总线操纵系统。

操纵系统的结构包括哪几部份？包括三部份：分散进程操纵装置部份，操作治理装置部份，通信系统部份3.现场总线的大体概念？现场总线(Fieldbus)：是用于进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、操纵器)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。

5. 现场总线操纵系统的技术特点。

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相关于DCS具有哪些优越性？1．FCS实现全数字化通信 2．FCS实现完全的全分散式操纵 3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作 4．FCS增强系统的靠得住性、可保护性 5．FCS降低系统工程本钱7. 分析现场总线的现状，展望其进展前景。

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”，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)，也称大体设备。

2.总线操作进程的内容是什么？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.通信系统由哪几部份组成?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。

它一样由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部份组成。

信息源和接收者是信息的产生者和利用者发送设备的大体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通过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。

现场总线习题及答案

习题及答案第1章1.1简述自动控制系统发展的5个阶段。

答：(1)基地式气动仪表控制阶段PCS（Pneumatic Control System）(2)表控制系统ASC（Analogous Control System ）(3)数字控制系统CCS（Computer Control System ）(4)控制系统DCS（Distributed Control System ）(5总线控制系统FCS（Fieldbus Control System ）1.2什么是现场总线控制技术？答：IEC/SC65C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、串行和多点通信的数据总线，称为现场总线。

1.3现场总线控制技术的国际标准有哪些？答：1） IEC61158国际标准共有10种类型：(1) Type1 TS61158 现场总线。

(2) Type2 ControlNet 和Ethernet/IP 现场总线。

(3) Type3 Profibus现场总线。

(4) Type4 P-NET现场总线。

(5) Type5 FF HSE现场总线。

(6) Type6 Swift-Net 现场总线。

(7) Type7 WorldFIP现场总线。

(8) Type8 INTERBUS现场总线。

(9) Type9 FF H1现场总线。

(10) Type10 PROFInet现场总线，2）IEC TC17B有3种国际标准：(1) SDS（Smart Distributed）(2) ASI(Actuator Sensor Interface)(3) Device Net3）ISO-OSI11898有1种国际标准：CAN(Control Area Network)1.4典型的现场总线控制技术有哪些？答：（1）PROFIBUS现场总线控制技术。

（2）基金会现场总线控制技术（FF）。

（3）LonWorks现场总线控制技术。

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。

现场总线复习题题

一、概念题1、现场总线现场总线是指安装在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。

2、模拟数据编码用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据的0、1状态。

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。

4、单极性码信号电平是单极性的。

5、双极性编码信号电平为正、负两种极性的。

6、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。

可以很方便地确定每个码元的界限和信号电平。

7、非归零码（NRZ）非归零码在整个码元时间内维持有效电平。

如果两个码元数据相同（例如都是1），则电平保持不变。

而这种情况下要求区分每个码元的电平就必须对每个码元的占用时间做精确确定。

否则，就会带来不同步的问题。

8、差分码差分码用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”。

变化为“1”，不变化为“0”。

9、基带传输人们把数字数据信号固有的频带称为基带，相应的矩形脉冲信号称为基带信号。

10、载波传输把数字基带信号记载到连续的高频载波上进行传输的系统叫载波传输或调制传输。

11、单工通信数据单向传输（无线电广播）12、半双工通信数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）13、全双工通信数据可同时双向传输（电话）两个方向的信号共享链路带宽：1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输14、广播式网络在广播式网络中，所有连网计算机都共享一条公共通信信道。

当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。

15、点到点网络与广播式网络相反，在点到点网络中，每条物理线路连接一对计算机。

假如两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储与转发，直至目的结点。

采用分组存储转发与路由选择机制是点到点式网络与广播式网络的重要区别之一。

16、广播风暴网络上的一个错误数据包的广播，它会引起多个主机立刻响应，一般说来，这种平等的错误数据包会引起风暴严重地成指数增长。

现场总线习题答案

现场总线习题答案作者：张磊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。

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。

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”，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。

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。

《现场总线及其应用技术》第3版试卷B及答案

一、基本概念（每小题3分，共48分）1、数据编码分几种？什么是差分码？答：数据编码有单极性码、双极性码、归零码、非归零码、差分码、曼彻斯特码和模拟数据码。

差分码：用电平的变化与否代表逻辑电平变化代表"1"，不变化代表“0”按照此规定的码称为信号差分码。

2、什么是网络传输介质？答：传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体网络中常用的传输介质有电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维、无线与通信卫星通信。

3、什么是现场总线？答：现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。

IEC对现场总线（Fie1dbus）一词的定义为：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行双向、串行、多节点数字通信技术。

4、什么是载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）?答：这种控制方式对任何工作站都没有预约发送时间。

工作站的发送是随机的，必须在网络上争用传输介质，故称之争用技术。

若同一时刻有多个工作站向传输线路发送信息，则这些信息会在传输线上互相混淆遭破坏，称为“冲突”，为尽量避免由于竞争引起的冲突，每个工作站在发送信息之前，都要监听传输线上是否有信息发送，这就是“载波监听”。

载波监听CSMA的控制方式是先听再讲。

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，则发送。

如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。

当监听总线状态后，可采用以下三种CSMA坚持退避算法：第一种为不坚持CSMA。

第二种为I-坚持CSMA o第三种为P-坚持CSMAo由于传输线上不可避免的有传输延迟，有可能多个站同时监听到线上空闲并开始发送从而导致冲突。

故每个工作站发送信息之后，还要继续监听线路，判断是否有其他站正与本站同时向传输线发送。

一旦发现，便终止当前发送，这就是“冲突检测”。

《现场总线》历年期末试卷答案

10、多路复用：在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，可以利用一条信道传输多路信号，这种方法称为信道的多路利用，简称多路复用。

11、网桥：网桥是存储转发设备，用来连接同一类型的局域网。

网桥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。

它具有寻址与路径选择的功能，在接收到帧之后，要决定正确的路径将帧送到相应的目的站点。

12、网络协议：就是为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

协议总是指某一层的协议，准确地说，它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则和约定的集合。

三．简答题：1.中继器与放大器的区别。

中继器不同于放大器，放大器从输入端读入旧信号，然后输出一个形状相同、放大的新信号。

放大器的特点是实时实形地放大信号，它包括输入信号的所有失真，而且把失真也放大了。

也就是说，放大器不能分辨需要的信号和噪声，它将输入的所有信号都进行放大。

而中继器则不同，它并不是放大信号，而是重新生成它。

当接收到一个微弱或损坏的信号时，它将按照信号的原始长度一位一位地复制信号。

因而，中继器是一个再生器，而不是一个放大器。

2. 简述链路活动调度器的五种基本功能。

按照基金会现场总线的规范要求，链路活动调度器应具有以下五种基本功能:①向设备发送强制数据CD。

②向设备发送传递令牌PT，使设备得到发送非周期数据的权力，为它们提供发送非周期数据的机会③为新入网的设备探测末被采用过的地址。

当为新设备找好地址后，把它们加入到活动表中。

④定期对总线发布数据链路时间和调度时间。

⑤监视设备对传递令牌PT的响应，当设备既不能随着PT顺序进入使用，也不能将令牌返回时，就从活动表中去掉这些设备。

3.请简述现场总线技术的特点答：系统开放性，互可操作性，通信的实时性与确定性，现场设备的智能性与功能自治性，对现场环境的适应性。

a)开放性：相关标准的一致性和公开性；系统集成的透明性和开放性；产品竞争的公正性和公开性。

《现场总线》历年期末试卷(重点)答案

《现场总线》历年期末试卷答一. 填空题数据传输地及时性与系统响应地实时性高可靠性互可操作1. 控制网络与计算机网络相比主要特点有：、及；信号所含频率分量地集合称为频谱；频谱所占地频率宽度称之为带宽；2.局域网常用地拓外结构有总线、星形与环形_ 三种；著名地以太网（）就为采用其中地_总线结构；3. Ethernet按交换方式来分类，可以分为_ 电路交换_ 、_ 报文交换与分组交换三种；4.OSI 中，共分七个层次，分别为应用层、表达层、会话层、传输层、网络层、数据链路层5. 开放系统互连参考模型与物理层；6. 常用地有线通信介质主要有双绞线、同轴电缆与光缆；7. PROFIBUS 由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA 与PROFIBUS-FMS ；8. LonWorks 拥有三个处理单元地神经元芯片：一个用于链路层地控制，一个用于网络层地控制，另一个用于用户地应用程序；9 LonTalk 协议提供了应答方式、请求/ 响应方式、非应答重发方式与非应答方式四种类型地报文服务；10.FF 现场总线地拓扑结构较灵活，通常包括点到点型、带分支地总线型、菊花链型与树型；11. FF 总线由低速（FF-H1）与高速(FF-HSE) 两部分组成；12. 按照地理分布距离与覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网与局域网；13. FF 地网络管理主要由网络管理者、网络管理代理与网络管理信息库；14.PROFIBUS地总线存取方式有：主站之间采用_令牌方式_ 传送，主站与从站之间采用_ 主从方式_传送；17. PROFIBUS 地OSI 模型由_应用层_ 、数据链路层_ 与_ 物理层_ _ 组成三层模型；18. CAN 地ISO/OSI 参考模型地层次结构分为数据链路层与物理层；19.CAN 控制器地验收滤波器由 4 个验收码寄存器与 4 个验收屏蔽寄存器定义；显性与隐形两个互补地逻辑值表示“0”与“1”；20. CAN总线上用非归零编码方法来编码；21. CAN报文地位流根据22. 验收滤波器地滤波模式包括单滤波模式、双滤波模式；23. 多路复用技术有时分多路、频分多路、码分多路；24. CAN 报文帧格包含位标识符地标准帧与位标识符地扩展帧；11 29二. 名词解析：3. 虚拟现场设备VFD4. 工业以太网5.本质安全技术6.链路活动调度器7.控制网络8. 计算机网络9. 总线仲裁：10. 多路复用：11. 网桥：1．现场总线 2.报文过滤12. 网络协议1、现场总线：现场总线为连接智能现场设备与自动化系统地数字式、双向传输、多分支结构地通信网络；2、报文过滤：一个用软件或硬件设备对向网络上传或下载地数据流进行有选择地控制过程；3、虚拟现场设备VFD ：应用进程中地网络可视对象与相应地OD 在F MS 中称为虚拟现场设备VFD；为一个自动化系统地数据与行为地抽象模型；它用于远距离查看对象字典中定义过地本地设备地数据, 其基础为VFD 对象；VFD 对象包含有可由通信用户通过服务使用地所有对象及对象描述；对象描述存放在对象字典中, 每个VFD 有一个对象描述；因而虚拟现场设备可以看作应用进程地网络可视对象与相应地对象描述地体现；4、工业以太网为以太网、甚至为互联网系列技术延伸到工业应用环境地产物；工业以太网涉及企业网络地各个层次，无论为应用于工业环境地企业信息网络，还为基于普通以太网技术地控制网络，以及新兴地实时以太网，均属于工业以太网地范畴；5、本质安全技术为指保证电气设备在易燃、易爆环境下安全使用地一种技术；它地基本思路为限制在上述危险场所中工作地电气设备中地能量，使得在任何故障地状态下所产生地电火花都不足以引爆危险场所中地易燃、易爆物质；6、链路活动调度器：总线通信中地链路活动调度，数据地接收发送，活动状态地探测、响应，以及总线上各设备间地链路时间同步，都为通过数据链路层来实现；每个总线网段上有一个媒体嗯控制中心，称为链路活动调度器LAS；7、控制网络：将多个分散在生产现场，具有数字通信能力地测量控制仪表作为网络节点，采用公开、规范地通信协议，以现场总线作为通信连接地纽带，把现场控制设备连接成为可以相互沟通信息，共同完成自控任务地网络系统与控制系统；8、计算机网络：用通信手段将空间上分散地、具有独立处理能力地多台计算机系统互连起来，按照某种网络协议进行数据通信，以进行信息交换、实现资源共享与协同工作地计算机系统地集合；9、总线仲裁：总线在传送信息地操作过程中有可能会发生“冲突”；为解决这种冲突，就需进行总线占有权地“仲裁”；总线仲裁为用于裁决哪一个主设备为下一个占有总线地设备；10、多路复用：在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体地带宽或容量往往超过传输单一信号地需求，为了有效地利用通信线路，可以利用一条信道传输多路信号，这种方法称为信道地多路利用，简称多路复用；11、网桥：网桥为存储转发设备，用来连接同一类型地局域网；网桥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；它具有寻址与路径选择地功能，在接收到帧之后，要决定正确地路径将帧送到相应地目地站点；12、网络协议：就为为进行计算机网络中地数据交换而建立地规则、标准或约定地集合；协议总为指某一层地协议，准确地说，它为对同等层实体之间地通信制定地有关通信规则与约定地集合；三．简答题：1. 中继器与放大器地区别；中继器不同于放大器，放大器从输入端读入旧信号，然后输出一个形状相同、放大地新信号；放大器地特点为实时实形地放大信号，它包括输入信号地所有失真，而且把失真也放大了；也就为说，放大器不能分辨需要地信号与噪声，它将输入地所有信号都进行放大；而中继器则不同，它并不为放大信号，而为重新生成它；当接收到一个微弱或损坏地信号时，它将按照信号地原始长度一位一位地复制信号；因而，中继器为一个再生器，而不为一个放大器；2. 简述链路活动调度器地五种基本功能；按照基金会现场总线地规范要求，链路活动调度器应具有以下五种基本功能 :① 向设备发送强制数据 CD ；② 向设备发送传递令牌 PT ，使设备得到发送非周期数据地权力，为它们提供发送非周期数据地机会 ③ 为新入网地设备探测末被采用过地地址；当为新设备找好地址后，把它们加入到活动表中；④ 定期对总线发布数据链路时间与调度时间； ⑤ 监视设备对传递令牌PT 地响应，当设备既不能随着PT 顺序进入使用，也不能将令牌返回时，就从活动表中去掉这些设备；3. 请简述现场总线技术地特点答：系统开放性，互可操作性，通信地实时性与确定性，现场设备地智能性与功能自治性，对现场环境地适应性；开放性：相关标准地一致性与公开性；系统集成地透明性与开放性；产品竞争地公正性与公开性；交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通地能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家地同类设备可以相互替换；自治性：单独地现场设备即具有自动控制地基本功能，可以随时诊断自己地运行状况，实现功能地自治；适应性：专为恶劣环境而设计地，对现场环境具有很强地适应性；a) b) c) d)4. 现场总线通信模型有哪些主要特点？答：a) 场总线通信模型为对提高实时性能； OSI 参考模型进行简化，通常只采用OSI 模型地第 1 层与第 2 层及最高层应用层；目地简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及各种类型现场总线并存，并在各自地应用领域获得良好应用效果；通信数据地信息量较小，因此，相对其他通信网络来说，通信模型相对简单，结构更紧凑，实时性更好，通信速率更快，成本更低；b) c)5. 基金会现场总线地通信模型包括哪些层次，各自地作用为什么？分为 4 层，从下至上分别为物理层、数据链路层、应用层、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与调度通信；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地信息格式；用户层则用于组成用户所需要地应用程序，如规定标准地功能块、设备管理，实现网络管理、系统管理等；6. 工业以太网络有哪些特点？(1) 工业生产现场环境地高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体地存在，要求工业级地产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘与防水；(2) 工业生产现场地粉尘、易燃易爆与有毒性气体地存在，需要 (3) 工业生产现场地振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有采取防爆措施保证安全生产；机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性等；(4) 工业网络器件地供电，通常为 (5) 采用标准导轨安装，安装方便采用柜内低压直流电源标准，大多地工业环境中控制柜内所需电源为低压24V 直流；，适用于工业环境安装地要求；工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换；8．简述什么为令牌传递总线方式？这种方式与 CSMA/ CD 方式一样 , 采用总线网络拓扑地后站就为首站, 即首尾相连；每站都了解先行站, 但不同地为在网上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环；每个工作站在环中均有一个指定地逻辑位置末站, ( PS) 与后继站 ( NS) 地地址 , 总线上各站地物理位置与逻辑位置无关；四、计算题：5421.CRC 校验码为网络通信中普通采用地形式，假设待发送地消息为 1000100101 ，生成多项式选用G=X+X +X +1， C RC 校验码为多少，发送方发出地信息为什么？解 :根据待发送地消息 10 0010 0101, 可得952m( x) xxx1信息字段代码 :代码为 : 10 0010 0101542G ( x) x x x1生成多项式: 代码为:11 0101m( x) x5x14 x10 x7 x5 代码为:100 0100 1010 00005m( x) x 再与G(x) 进行模 2 地除法运算，相当于按位异或，即1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 1 0 0 0 1 0 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 1 0 1 1 1 0 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 1 1 0 1 1 01 1 0 1 0 1------------------------------------0 0 0 0 1 1 <-------------- 余数即校验码发送方发出地信息： 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 112. 用速率为2400bps （1）30 秒传输位数地调制解调器（无校验位，一位停止位），30 秒内最多能传输多少个汉字（一个汉字为两个字节）；（2）每个汉字传输位数（3）30 秒传输地汉字数解：（1）30 秒传输位数：2400 ×30=72000 位（2）每个汉字传输位数：（8＋1＋l ）×2=20 位（3）30 秒传输地汉字数：72000÷20=3600 个五、作图题：1. 试分别画出数字量：（1）65H 与（2）B AH地不归零、归零及差分曼彻斯特编码地信号波形图；65H 转换为二进制为：01100101B BAH 转换为二进制为：10111010B2. 某企业想要建设工业以太网，其现场设备包括地以太网络图，并列出主要地设备及其功能；地设备、模拟数字信号地采集、设备地流程控制等，按照工业以太网地三层网络标准，请画出相应Profibus DP答：其主要以太网图形如下：网络中主要包括以下设备：控制或设计用计算机、交换机、网关等，其功能如下：计算机，主要用来实现企业管理层地决策、网络地组态及维护，生产设备地日常调度及控制等；网关，主要实现以太网协议与 Profibus 协议地转换，方便不同协议地网络实现互联，最张实现数据地共享等；交换机，为以太网组建地主要硬件载体，其功能为实现网络上各设备间地数据链路功能；六、分析题1. 分析一下 CAN 总线如何进行位仲裁地？答：利用 CSMA 访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时，才允许发送；利用这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上；当检测到一个冲突位时，所有节点重新回到‘监听’总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送；在总线超载地情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟；为了避免发送时延，可利用CSMA/CD 方式访问总线；当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损地逐位仲裁”方法来使有最高优先权地地报文优先发送；在 CAN 总线上发送地每一条报文都具有唯一地一个 11 位或 29 位数字地 ID ； CAN 总线状态取决于二进制数‘0’而不为‘ 1’，所以 ID 号越小，则该报文拥有越高地优先权；因此一个为全‘0’标志符地报文具有总线上地最高级优先权；可用另外地方法来解释：在消息冲突地位置，第一个节点发送0 而另外地节点发送 1，那么发送 0 地节点将取得总线地控制权，并且能够成功地发送出它地信息；2. 基金会现场总线有哪几种虚拟通信关系，试分析它们通信特点，信息类型分别为什么及它们主要应用在什么方面？类型客户 / 服务器型虚拟通信关系报告分发型虚拟通信关系发布 / 预订接收型虚拟通信关系特点排队，一对一，非周期排队，一对多，非周期缓冲，一对多，周期或非周期信息类型初始设置参数或操作模式事件报告，趋势报告刷新功能块地输入输出数据设置给定值；改变模式；调整控制参数；上载/ 下载；向操作台通告报警状态；报告历史数据趋势应用向 PID 控制功能块与操作台发送测量值报警管理；访问显示画面；远程诊断3．试分析基金会现场总线数据链路层数据活动控制方法；答案在课本 130 到 131 页；。

现场总线考试试题 4

1、什么是现场总线？现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。

由此网络构成的系统称为现场总线控制系统。

2、现场总线的结构特点：各现场设备分别作为总线上的网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。

总线在传输多个设备的多种信号，如运行参数值、设备状态、故障、调校与维护信息等的同时，还可为总线上的设备提供直流工作电源。

现场总线系统不再费需要传统DCS系统中的模拟/数字、数字/模拟转换卡件。

3、现场总线控制网络与上层网络的连接方式有哪几种？一是采用专用网关完成不同通信协议的转换，把控制网段或DCS连接到以太网上。

二是将现场总线网卡和以太网卡都置入到工业PC的PCI插槽内，在PC内完成数据交换。

三是将WED服务器直接置入到PLC或现场控制设备中，借助WED服务器和通用浏览工具，实现数据信息的动态交互。

4、基本术语总线操作：总线上数据发送者与接收者之间的连接-数据传送-脱开这一操作序列称为一次总线操作。

总线协议：总线上的设备如何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。

通信协议的关键要素是语法、语义和时序总线仲裁：是指对总线冲突的处理过程，根据某种裁决规则来确定下一时刻具有总线占有权的设备。

访问等待时间（access latency）和总线占有期（bus tenancy）。

分类：集中仲裁和分布式仲裁5、一般通信系统的性能指标有哪些？有效性：指通信系统传输消息的“速率” 问题，即快慢问题。

可靠性：指通信系统传输消息的“质量” 问题，即好坏问题。

6、通信系统的性能有效性指标有哪些？（1）数据传输速率传输速率越高，则系统的有效性越好。

比特率：数字通信系统中，每秒钟通过信道传输的信息量，即信道的位传输速率。

单位bit/s或bps。

波特率：每秒钟通过信道传输的码元数，即传输线路上信号的传输速率。