322019现场总线复习题题word资料15页
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（Open System Interconnection）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、A TM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A TM B．LLC和MACC．CS和SAR D．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。
现场总线技术复习题
现场总线及其应用技术复习题1、计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？2、什么是现场总线？简述现场总线系统出现的背景？3、什么是现场总线控制系统？简述现场总线系统技术特点。
4、简述FCS 与DCS 的区别？FCS 有何优点？5、主流现场总线有哪些？其特点如何？6、按照数据通信的宽度分类现场总线有几种？PROFIBUS-DP 属于哪一类？7、简述现场总线的优缺点？8、现场总线国际标准由谁制定？目前有哪些标准？9、为什么没有统一的现场总线国际标准？目前有哪些因素妨碍FCS 在工业的推广应用？10、通信系统的基本模型中包含哪几部份？各部分的主要作用是什么？11、何谓数据传输模式？常用的传输模式有哪些分类方法？(串、并；同步、异步。
)12、何谓传输媒体？常用的传输媒体有哪些？13、数字数据有哪些编码方法？（FSK/ASK/PSK、NRZ/MANCHESTER）编码原理是什么？14、通信接口特性包括哪四个方面的内容？15、 RS-232、RS-422、RS-485 各有何特点？16、简述IEC61158.2 串行通信接口的功能、物理层结构、物理层信号的编码方法。
17、何谓差错控制？差错控制有哪两种控制策略？18、 CRC 码的检错过程？19、何谓多路复用？常用的多路复用技术有哪些？20、何谓网络的体系结构？ISO/OSI 参考模型包括哪几层？各层的主要功能是什么？21、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？（物理、数据链路、网络、传输及以上层）22、 OSI 模型中服务原语有哪几种？各层提供的服务有哪两大类？数据传输模式有哪几种？23、现场总线体系结构的建立需考虑哪几个方面的因素？（效率、确定性、鲁棒性、成本、本安。
）24、简述常用现场总线的通信模型的特点与层次结构。
25、现场总线网络拓扑结构有哪些？26、简述介质访问的控制方式的分类与作用，现场总线采用哪种方式（CSMA/CD、令牌总线、令牌环）。
现场总线复习题
一、单选题1.若两台主机在同一子网中，则两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”的结果一定（）CA．为全0 B ．为全1 C ．相同 D ．不同2. 采用海明码纠正一位差错，若信息位为7位，则冗余位至少应为（）CA． 5位 B ．3位 C ．4位D． 2位3. 采用曼彻斯特编码的数字信道，其数据传输速率为波特率的（）CA ．2倍B ．4倍C ．1/2倍D． 1倍4.一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（）CA．100Mbit/s B． 150Mbit/s C．200Mbit/s D．1000Mbit/s5.在常用的传输介质中，（）的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。
CA．双绞线B．同轴电缆 C．光纤 D．微波6．集线器和路由器分别运行于OSI模型的（）DA．数据链路层和物理层B．网络层和传输层C．传输层和数据链路层D．物理层和网络层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8．在不同的网络之间实现分组的存贮和转发，并在网络层提供协议转换的网络互连器称为（）。
BA．转接器 B．路由器 C．网桥 D．中继器9. 下面描述的内容属于配置管理的是（）。
AA．监控网络和系统的配置信息B．测量所有重要网络资源的利用率C．收集网络管理员指定的性能变量数据D．防止非授权用户访问机密信息10. 路由器是____________的设备 CA．物理层 B．数据链路层 C．网络层 D．传输层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。
现场总线复习题
现场总线复习题现场总线复习题1、现场总线？（Fieldbus）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。
2、现场总线与上层网络的互联采用专用网关将现场总线网卡和以太网卡置入同一台PCWEB服务器置入PLC或现场控制设备内3、现场总线与局域网的区别现场总线主要用于对生产、生活设备的控制；一般局域网用于办公、多媒体通信不同技术特点：控制网，高度实时性、安全性、可靠性，数据传输量小；局域网相反现场总线为全数字通信，具有开放式、全分布、互操作等特点具有越来越紧密联系4、10种现场总线：Foundation Fieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline 5、现场总线的特点（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。
6、现场总线的优点（1）节省硬件数量与投资。
（2）节省安装费用。
（3）节省维护开销。
（4）用户具有高度的系统集成主动权。
（5）提高了系统的准确性与可靠性。
7、通信系统的组成信息源→编码→调制→传输介质→解调→译码→接收者8、码元是传输数据的基本单位；9、总线的基本术语（1）总线：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式；总线段：一组设备通过总线连接在一起。
（2）总线主设备：Bus Master，命令者（3）总线从设备：Bus Slaver，基本设备（4）控制信号：三种类型。
控制连在总线上的设备；改变总线操作的方式；表明地址和数据的含义（5）总线协议：管理主从设备使用总线的一套规则（PROTOCOL）10、通信系统是传输信息所需的一切设备的综合11、曼彻斯特编码特点（1）基带信号编码（2）内置时钟信号，可自同步（3）每位（比特）传输时间为等间隔时间段，传输时，时间段前半部分传输反码，后半部分传输原码12、通信系统的性能指标（1）、有效性指标：传输速率、频带利用率、协议效率、通信效率（2）、可靠性指标：误码率（3）、信道频率特性（4）、介质带宽（5）、信道容量：某种传输介质单位时间内所能传输的最大比特数（6）、信噪比13、局域网将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路将它们连接起来，有功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式、控制程序和网络操作系统）实现网络资源（硬件、软件、信息）的共享，这样的系统称为计算机网络。
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。
（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。
现场总线技术复习题
现场总线技术复习题现场总线技术复习题现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它的出现极大地促进了工业自动化的发展。
在现场总线技术中，各种设备可以通过总线进行数据的传输和通信。
现场总线技术的应用范围广泛，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等领域。
现在，让我们来回顾一些现场总线技术的基本知识和概念。
1. 什么是现场总线技术？现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它允许各种设备通过总线进行数据传输和通信。
现场总线技术的优势在于它可以减少布线的复杂性，提高设备之间的互联性，并且可以实现实时监控和控制。
2. 现场总线技术的基本原理是什么？现场总线技术的基本原理是通过在总线上发送和接收数据帧来实现设备之间的通信。
数据帧包括数据、地址和控制信息，设备可以通过解析数据帧来进行通信和控制。
3. 现场总线技术有哪些常见的标准？现场总线技术有许多不同的标准，其中一些常见的包括：Profibus、Modbus、CAN、DeviceNet等。
每种标准都有其特定的应用领域和技术特点。
4. 现场总线技术的优势是什么？现场总线技术的优势包括：简化布线、提高设备互联性、降低成本、增强实时性等。
通过使用现场总线技术，可以减少布线的复杂性，降低设备之间的连接成本，并且实现实时监控和控制。
5. 现场总线技术的应用领域有哪些？现场总线技术广泛应用于工业自动化领域，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等。
在这些领域中，现场总线技术可以用于设备之间的通信和控制，实现自动化生产和管理。
6. 现场总线技术的发展趋势是什么？随着工业自动化的不断发展，现场总线技术也在不断演进。
目前，一些新的技术和标准正在出现，如以太网、工业以太网等。
这些新技术可以提供更高的带宽和更强的实时性，进一步推动工业自动化的发展。
7. 现场总线技术的挑战是什么？尽管现场总线技术有许多优势，但也面临一些挑战。
其中一些挑战包括：网络安全、数据传输速度、设备兼容性等。
现场总线考试练习题及参考答案
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：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。
b)交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家的同类设备可以相互替换。
c)自治性：单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。
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）。
现场总线期末考试试题
现场总线期末考试试题# 现场总线期末考试试题## 第一部分：选择题（每题2分，共20分）1. 现场总线是一种______。
A. 计算机网络B. 无线通信技术B. 有线通信技术D. 广播系统2. 以下哪个不是现场总线技术的特点？A. 多站能力B. 确定性C. 随机性D. 可靠性3. PROFIBUS是一种_______。
A. 工业以太网标准B. 现场总线标准C. 无线通信协议D. 光纤通信技术4. 现场总线控制系统中，_______是实现设备间通信的关键。
A. 传感器B. 执行器C. 通信协议D. 控制器5. 以下哪个不是现场总线技术的优势？A. 降低成本B. 提高灵活性C. 减少维护D. 增加复杂性6. 现场总线系统中，_______负责将现场设备的数据进行采集和处理。
A. 现场设备B. 通信接口C. 网络管理系统D. 控制中心7. 以下哪个不是现场总线通信介质？A. 双绞线B. 同轴电缆C. 光纤D. 空气8. 现场总线系统中，_______是实现数据交换的最小单位。
A. 数据包B. 数据帧C. 数据段D. 数据字节9. 现场总线技术中，_______是实现设备间通信同步的关键。
A. 时钟同步B. 频率同步C. 电压同步D. 电流同步10. 以下哪个不是现场总线技术的应用领域？A. 工业自动化B. 智能家居C. 军事通信D. 航空航天## 第二部分：简答题（每题10分，共30分）1. 简述现场总线技术的定义及其主要功能。
2. 描述现场总线控制系统的组成，并解释各部分的作用。
3. 现场总线技术在工业自动化中的优势是什么？## 第三部分：论述题（每题25分，共50分）1. 论述现场总线技术在现代工业自动化中的应用及其带来的变革。
2. 分析现场总线技术与传统4-20mA模拟信号传输方式的优缺点对比。
## 第四部分：案例分析题（共30分）某工厂采用现场总线技术进行生产线的自动化改造，请分析该工厂可能面临的技术挑战，并提出相应的解决方案。
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。
322014现场总线复习题题
322014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。
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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。
17、本质安全18、总线供电19、CSMA/CD20、CTDMA21、总线仲裁二、填空题1、现场总线控制系统硬件包括：（通信线）、（连接在通信线上设备）；软件包括：（系统平台软件）、（系统应用软件）、（组态工具软件）、（组态通信软件）、（监控组态软件）、（设备编程软件）、（系统用户程序软件）（设备接口通信软件）（设备功能软件）。
2、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）），如人机界面、条形码识别器等。
3、现场总线具有（现场适应性）、（数字化）、（开放性）、（分散性）、（设备互联性）、（互操作性与互换性）等特点。
4、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（ED2.0）中的现场总线类型有（ FF-H1 ）、（ ControlNet ）、（ Profibus ）、（ P-Net ）、（ FF HSE ）、（SwiftNet）、（WorldFIP）、（Interbus）。
（P10页）5、进入“低压开关设备和控制设备”现场总线国际标准IEC62026中的现场总线类型有（ASI）、（DeviceNet）、（SDS）、（Seripler ）。
（p10页）6、典型的工业三层网包括（信息层）、（控制层）和（设备层）三层，每一层所用的典型总线为（）、（）和（）。
7、模拟数据编码的三种编码方法是：（ ASK(幅度键控)）、（FSK(频移键控)）、（PSK(相移键控)）。
P358、较为常见的网络拓扑结构有（星型拓扑结构）、（树型拓扑结构）、（环型拓扑结构）和（总线型拓扑结构））。
（P18页）著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的（总线型拓扑）结构。
（p93页）9、网络中常用的传输介质有（电话线）、（双绞线）、（同轴电缆）、（光纤）、（无线卫星与通信）。
P3010、传输介质的特性主要包括：（物理特性）、（传输特性）、（连通特性）、（地理范围）、（抗干扰性）、（相对价格）。
（P29页）11、令牌传递总线介质访问控制应具备以下几项功能：令牌传递算法、逻辑环的初始化、站插入算法、退出环路、恢复。
12、按连接距离分类网络可分为（局域网（LAN））、（广域网（WAN））和（城域网（MAN））。
13、ISO OSI开放系统互联参考模型分为7层，即（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层）、（应用层）。
P2714、TCP／IP参考模型分为4层，即（网络接口层）、（网际层）、（传输层）、（应用层）。
P2715、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。
16、所谓同步是指（接收端要按照发送端发送的每个位规定时间来接收数据，即收发双方在时间基准上保持一致），p（37页）常用的同步措施有：（）、（）、（）。
17、标准格式的CAN数据帧，不计填充位，最短为（ 44 ）位，最长为（ 108 ）位。
18、在CAN总线中存在5种不同的错误类型，即：（位错误）、（填充错误）、（CRC错误）、（形式错误）、（应答错误）。
19、CAN总线在传输速率为5kbps及其以下时，传输距离可达（ 10km ）；传输距离在40m及其以下时，传输速率可达（ 1Mbps ）。
20、CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示和控制：（数据帧）、（远程帧）、（错误帧）、（超载帧）。
21、CAN总线数据帧由7个不同的位场组成：（帧起始）、（仲裁场）、（控制场）、（数据场）、（ CRC场）、（应答场）、（帧结束）。
22、DeviceNet现场总线的优点是（开放）、（低价）、（可靠）、（高效）。
23、DeviceNet现场总线网络上节点数最多可达（ 64 ）个，支持（125kbps）、（250kbps）、（500kbps）三种波特率、总线长度可达（ 500m ）米。
24、DeviceNet现场总线支持（位选通）、（轮询）、（状态改变）、（周期）4种I/O数据触发方式。
25、ControlNet现场总线使用的物理介质为（RG6同轴电缆）或（光纤）。
最大支持（5）个中继器。
带中继器最大拓扑长度：使用同轴电缆（ 5000 ）米；使用光纤，（30）公里。
可编址节点最多为（ 99 ）个。
网络速度：（ 5Mbps ）。
干线终端电阻：（ 75 ）欧姆。
26、ControlNet现场总线的每个NUT被划分为三个主要部分：（预定时段）、（非预定时段）和（维护时段）。
P（230页）27、EtherNet/IP是（通用、开放的应用层协议CIP）、（Ethernet）和（ Tcp/Ip ）协议的集成。
EtherNet/IP = 标准TCP/IP以太网+CIP （p102页）三、单选题1、下面哪个国际标准不是关于现场总线的：A. IEC61158B. IEC60068C. ISO11898D. IEC62026 答案：（B ）p102、现场总线是当今3C技术发展的结合点，这里的3C是指：A. COMPUTER、COMMUNICATION、CONTENTSB. CHINA、COMPULSARY、CERTIFICATIONC. COMPUTER、COMMUNICATION、CONTROLD. CAD、CAPP、CAM 答案：（ C）3、 ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的：A. Rockwell 罗克B. BoeingC. SiemensD. Fisher-Rosemount 答案：（A ）4、在关于“道路交通工具数字信息交换”的国际标准ISO11898和ISO11519中以下列哪一通信速率区分高速和低速通信控制器局域网？A. 1MbpsB. 125 KbpsC. 250KbpsD. 500Kbps 答案：（ B）5、双绞线按规则螺旋结构排列的目的是A. 使各线对之间的电磁干扰最小B. 使各线对之间易于区别C. 使各线对的韧性更强D. 以上皆不是答案：（A ）P296、 SJA1000是：A. CAN控制器接口芯片B. 独立CAN控制器芯片C. 在片CAN控制器芯片D. CAN控制器驱动芯片答案：（B ）P1317、标准格式的CAN数据帧，不计填充位，A. 最短为41位，最长为105位B. 最短为42位，最长为106位C. 最短为44位，最长为108位D. 最短为47位，最长为111位答案：（C ）8、 CAN总线使用的数据编码是：A. 归零码（RZ）B. 差分曼彻斯特编码C. 曼彻斯特编码D. 非归零码（NRZ）答案：（D ）P1189、在CAN总线2.0B技术规范中，扩展帧具有的标识符位数为：A. 8位B. 29位C. 15位D. 11位答案：（ B）10、ISO11898对CAN总线典型电平规定如下：A. 显性：V CAN–H＝V CAN–L＝2.5V，V diff =0V；隐性：V CAN–H＝3.5V,V CAN–L=1.5V, V diff =2V。
B. 隐性：V CAN–H＝1.75V,V CAN–L=3.25V, V diff =-1.5V；显性：V CAN–H＝4V，V CAN–L＝1V，V diff =3V。
C. 显性：V CAN–H＝1.75V,V CAN–L=3.25V, V diff =-1.5V；隐性：V CAN–H＝4V，V CAN–L＝1V，V diff =3V。
D. 隐性：V CAN–H＝V CAN–L＝2.5V，V diff =0V；显性：V CAN–H＝3.5V,V CAN–L=1.5V, V diff =2V。
答案：（D ）P11811、CAN总线两端应加终端电阻，其标准阻值为：A. 75ΩB. 330ΩC. 200ΩD. 120Ω答案：（D ） P11812、CAN总线中，若具有下列报文ID的4个标准格式数据帧争用总线，胜出的是：A. 11001000001B. 11001101001C.11001100001D. 11001000010 答案：（A ）13、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 生产_连接_长度属性值超过8C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 须发送的数据超过8字节答案：（B ）14、罗克韦尔自动化公司推出的DeviceNet、ControlNet和EhterNet/IP其网络层、传输层和应用层皆使用CIP公共规范。
CIP 是下列哪组英文的缩写？A. Control and Information ProtocolB. China Internet PeopleC. Carriage and lnsurance Paid toD. Controlled Insurance Programs 答案：（ A）15、在下列现场总线中，媒体访问控制机制不使用令牌的是：A. ControNetB. PROFIBUSC. FFD. DeviceNet 答案：（D ）四、判断题1、现场总线与现场总线控制系统或现场总线系统/网络往往是不做区分的。