现场总线课后答案
现场总线课后答案
现场总线课后答案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。
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。
FF现场总线习题答案
1.FF总线的低速总线与高速总线的通信速率分别为多少？答:FF总线的低速总线H1的通信速率为31.25Kb/s,高速总线HSE的通信速率为10M、100Mb/s。
2.本质安全的定义？答:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。
3.FF适合哪种应用场合？答:基金会现场总线FF是为适用自动化系统，特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的，适合在流程工业的生产现场工作，能适应本质安全防爆的要求，还可通过通信总线为现场设备提供工作电源。
4.画出H1协议数据构成与层次关系的简单示意图答：H15.FF存在哪几种通信关系？分别针对哪种应用？6.H1总线的终端器的组成？答:终端器，又称终端电阻，设置在网段的两端，用以消除高频信号在电缆末端可能产生的回声。
终端器由一个100欧的电阻和一个1μF的电容串联组成。
终端器不应该集成在主机或现场仪表中。
终端器可作为独立的设备，也可以和其他辅助设备合成在一体。
如主机一侧的终端器可集成在配电系统中；现场一侧的终端器可集成在接线盒中。
7.描述H1总线的供电方式，画出其线路电压波形图。
答：H1为现场设备提供两种供电方式，总线供电与非总线单独供电。
总线供电设备直接从总线上获取工作能源；非总线单独供电方式的现场设备，其工作电源直接来自外部电源，而不是取自总线。
在总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要支持由总线为现场设备供电。
按31.25Kb/s的技术规范，携带协议信息的数字信号以31.25KHz的频率，峰峰电压为0.75V至1V的幅值加载到9至32V的直流供电电压上，其电压曲线如图所示：8.H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是多少？分支长度上限为多少？拓扑结构有哪几种？答：H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是1900m。
现场总线练习题参考答案
填空题控制网络与计算机网络相比主要特点有：、及。
信号所含频率分量的集合称为频谱；频谱所占的频率宽度称之为带宽。
局域网常用的拓外结构有总线、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。
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。
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。
6.常用的有线通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。
7. PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS-DP 、 PROFIBUS-PA 和 PROFIBUS-FMS 。
8. 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。
9 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。
10.FF现场总线的拓扑结构较灵活，通常包括点到点型、带分支的总线型、菊花链型和树型。
11. FF总线由低速（FF-H1）和高速(FF-HSE) 两部分组成。
12. 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。
13. FF的网络管理主要由网络管理者、网络管理代理和网络管理信息库。
14.PROFIBUS的总线存取方式有：主站之间采用_令牌方式 _传送，主站和从站之间采用_ 主从方式 _传送。
17. PROFIBUS的OSI模型由_应用层_ __、__数据链路层 _ __和_ 物理层 _ _组成三层模型。
18. CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为数据链路层和物理层。
19.CAN控制器的验收滤波器由 4个验收码寄存器和 4个验收屏蔽寄存器定义。
CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。
CAN报文的位流根据非归零编码方法来编码。
现场总线思考题答案
4、超载帧：超载条件 ①要求延迟发送（最多两次） ②在间歇场检测到显性位活动 5、帧间空间 ①无错 ② 有错认可
认可错误标志：
5.基于CAN总线的应用层协议有哪些?其特点?
• • • • • • • • • • • 1.CAL 医疗 2.J1939 汽车 3.CALOPEN 工业应用 4.DEVICE NET 简单工业控制 特点为 1）多通信层次即消息优先级队列 2）主从或点对点结构 3)总线供电 4）定义应用和物理层规范，数据链路层用CAN协议 5）仅使用CAN2.0A 6）开放式网络标准 7) DEVICE NET 规范
10.PROFIBUS总线存取协议及传输特点？
• (1) 三种PROFIBUS（DP、FMS、PA）均使用一致的总线存取协议。 该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。它包括 了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。 • (2) 在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link—FDL）。介质存取控制（Medium Access Control—MAC） 具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站 点发送数据。 • (3）PROFIBUS协议的设计要满足介质存取控制的两个基本要求： · 在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间 间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。 在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速 又简单地完成数据的实时传输。 因此，PROFIBUS总线存取协议，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) 令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存 取权（令牌）。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行，海 明距离 HD = 4。
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。
现场总线课后答案2
3-6:1112 1IEC1158现场总线协议模型 OSI 参考模型IEC1158模型使用了ISO/OSI 7层参考模型中的3层,即物理层、数据链路层、应用层。
省去了ISO/OSI 7层参考模型中的3~6层,即不具备网络层、传输层、会话层与表示层。
不过它又在原有ISO/OSI 参考模型第7层之上增加了新的一层——用户层。
目的和优点:TS61158总线标准充分考虑了测控自动化系统的特点,是一个不同于IT 技术、具有崭新框架的通信协议，可广泛应用于过程控制、制造自动化等领域。
3-7：调度通信的链路结构:总线 CD(a) DT(a)Data a data a data a 发布方 预定接收方 中性节点 预定接收方LAS 内有一张预定调度时间表，一旦到了某台设备要发送信息的时间，LAS 就发送一个强制数据令牌给这台设备。
该设备收到了这个CD 令牌后，就可以向总线上发送它的信息。
5-9：仲裁只要总线空闲，任何节点都可以向总线发送报文。
如果有两个或两个以上的节点同时发送报文，就会引起总线访问碰撞。
通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。
仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。
当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时，数据帧优先于远程帧。
在仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。
如果电平相同，则这个单元可以继续发送，如果发送的是“隐性”电平而监视到的是“显性”电平，那么这个单元就失去了仲裁，必须退出发送状态。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 用户层 应用层 网络管理 系 统 管 理 数据链路层 物理层 LAS调度 a b c d5-11：LLC子层涉及报文过滤、超载通知、以及恢复管理；MAC子层负责报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定。
5-17：。
现场总线控制网络技术课后答案
第一章1、简要说明现场总线、控制网络的定义答：现场总线是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业操作单元、现场操作站等互联而成的通信网络，它的关键标志是能支持双向、分散、多节点、总线式的全数字通信，是工业控制网络向现场及发展的产物。
2、简要说明现场总线技术的特点答：现场总线是3C（计算机、通信、控制）技术的融合。
其技术特点是:信号输出全数字、控制能力全分散、标准统一全开放。
具体是（1）系统的开放性（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）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性。
3、简要说明网络化控制系统的结构组成答：由被控对象、执行器、传感器、网络时延、控制器组成4、网络化控制系统的主要技术特点有哪些答：主要有：1、结构网络化2、节点智能化3、控制现场化和功能分散化4、系统开放化和产品集成化5、对现场环境的适应性5、HART通信模型有那几层组成答：HART通信模型由3层组成：物理层、数据链路层和应用层6、与传统布线相比，P-NET现场总线技术在工业控制应用中具有哪些优势答：与传统布线相比，P-NET现长总线技术在工业控制应用中有很大的优势，它可以简化设计和安装，减少布线的数量和费用，避免各种设备故障的发生，实现更直接也更广泛的使用功能。
7.WorldFIP可用的运输速率有哪些，标准传输速率是多少？答：传输速率用于铜线的有31.25Kbit/s、1Mbit/s和2.5Mbit/s，其中1Mbit/s是标准速率。
第二章1、什么是差错控制答：在计算机通信中，为了提高通信系统的传输质量而提出的有效的检测错误并进行纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制2、数据通信系统由哪几部分组成答：数据通信系统由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议等几部分组成3、简要介绍通信系统的通信指标答：通信指标有1、有效性指标2、可靠性指标3、通信信道的频率特性4、介质宽带，信息传输的有效性指标和可靠性是通信系统最主要的指标4、数据传输方式有哪些？选取其中两种进行简要介绍答：数据传输方式是指数据代码的传输顺序和数据信号传输的同步方式，有串行传输与并行传输，同步传输与异步传输，位同步、字符同步与帧同步等几种在串行传输中，数据流以串行方式逐位地在一条信道上传输，每次只能发送一个数据位，发送方必须确定是先发送数据字节的高位还是低位。
现场总线郭琼习题答案
《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》安徽机电职业技术学院电气工程系作者：卡尔二毛第一章：1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4.集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS）2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。
工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。
3.计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：完成对生产过程的自动控制、运行参数监视等。
4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。
输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
5.计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：用户软件和系统软件。
用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。
6.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。
核心思想：集中管理、分散控制。
7.简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。
集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。
综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。
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。
FF现场总线习题答案
1.FF总线的低速总线与高速总线的通信速率分别为多少？答:FF总线的低速总线H1的通信速率为31.25Kb/s,高速总线HSE的通信速率为10M、100Mb/s。
2.本质安全的定义？答:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。
3.FF适合哪种应用场合？答:基金会现场总线FF是为适用自动化系统，特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的，适合在流程工业的生产现场工作，能适应本质安全防爆的要求，还可通过通信总线为现场设备提供工作电源。
4.画出H1协议数据构成与层次关系的简单示意图答：H15.FF存在哪几种通信关系？分别针对哪种应用？6.H1总线的终端器的组成？答:终端器，又称终端电阻，设置在网段的两端，用以消除高频信号在电缆末端可能产生的回声。
终端器由一个100欧的电阻和一个1μF的电容串联组成。
终端器不应该集成在主机或现场仪表中。
终端器可作为独立的设备，也可以和其他辅助设备合成在一体。
如主机一侧的终端器可集成在配电系统中；现场一侧的终端器可集成在接线盒中。
7.描述H1总线的供电方式，画出其线路电压波形图。
答：H1为现场设备提供两种供电方式，总线供电与非总线单独供电。
总线供电设备直接从总线上获取工作能源；非总线单独供电方式的现场设备，其工作电源直接来自外部电源，而不是取自总线。
在总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要支持由总线为现场设备供电。
按31.25Kb/s的技术规范，携带协议信息的数字信号以31.25KHz的频率，峰峰电压为0.75V至1V的幅值加载到9至32V的直流供电电压上，其电压曲线如图所示：8.H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是多少？分支长度上限为多少？拓扑结构有哪几种？答：H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是1900m。
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。
集散控制与现场总线 习题答案
习题答案第1章1. 集散控制系统的主要特点是什么？为什么集散控制系统要分散控制、集中管理？集散控制系统的主要特点是分散控制和集中管理。
分散控制可以将危险分散，避免故障对系统其他部分的影响，集中管理可以利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作，可以减少管理人员的数量和工作量。
2. 开放系统的主要特点是什么？集散控制系统为什么是开放系统?开放系统的主要特点是：(1)可移植性(Portability)，(2)可适宜性（Scalability），(3)可得到性(Availability），（4）互操作性（Interconvertibility）因为集散控制系统符合这些特点。
3. 集散控制系统的发展方向是什么？向集成化、综合化、智能化的方向发展。
4. 为什么说现场总线控制系统是集散控制系统对控制的彻底分散?按照传统观点，现场设备不属于集散控制系统的范畴，但随着现场总线技术的飞速发展，网络技术已经延伸到现场，微处理机已经进入变送器和执行器，现场信息已经成为整个系统信息中不可缺少的一部分，实现了对控制的彻底分散。
5. 集散控制系统的体系结构是什么？集散控制系统的体系结构自下而上分别是：现场级、控制级、监控级和管理级。
6. 如何组成集散控制系统硬件结构？集散控制系统的硬件结构采用模块化的结构。
因为硬件模块的选择与系统的价格较为密切，加上硬件的配置与现场的要求联系较紧，因此硬件的基本配置在合同谈判阶段就已确定。
硬件配置包括下列几个方面的内容：工程师站的选择；操作员站的选择；现场控制站的配置。
7. 过程控制站、数据采集站、运行员操作站、工程师站、计算站的主要功能是什么？过程控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。
过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。
数据采集站与过程控制站类似，也接收由现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到集散型控制系统中的其他部分，主要是监控主设备。
总线答案全部
第一章1.现场总线的概念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。
2.现场总线系统体系结构最底层是Infranet 控制网，各控制器节点下放分散到现场，构成一种彻底的分布式控制系统体系结构。
3.现场总线控制系统的发展趋势(1)现场总线的国际标准还会增加；(2)实时工业以太网还要发展；(3)现场总线的通信安全问题将成为研究热点；(4)无线通信正在展露头角；(5)现场总线控制系统是全面数字化、网络化的控制系统；(6)现场总线控制系统的网络结构向简单化的方向发展；(7)现场总线控制系统大量采用成熟、开放、通用的技术。
4.现场总线控制系统的技术特点(1)系统的开放性；(2)可互操作性和互用性；(3)系统结构高度分散，设备必须是微机化的智能设备；(4)良好的现场环境的适应性；(5)连接在总线上的个节点智能化设备具有相同体系结构和相同的对等层协议。
5.现场总线与局域网的区别功能方面：现场总线传输速率低，但实时性高；局域网传输速率高，但不要求实时性。
实现方式：现场总线实现成本低；局域网实现成本高。
第二章1.数据通信的基本概念(1)信息是指有用的知识，网络通信的目的就是为了交换信息。
数据是信息的表达方式。
信号是数据在传输过程中的电磁波表示形式。
(2)模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号。
数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号，通常表现为离线的脉冲形式。
(3)码元是时间轴上的一个信号编码单元。
(4)发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传送到数据接收方的过程称为数据通信。
(5)在数据通信中，通常将数据的发送方称为信源，将数据的接收方称为信宿。
在信源与信宿之间建立的一条传送信号的物理通道，称为信道。
2.通信方式：理解串行、通信方式的含义，掌握串行通信的三种方式(1)串行通信：串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信通道。
(2)并行通信：并行通信方式必须在收发双方之间建立并行的多条通信通道。
第十章现场总线变送器习题与思考题解答
第十章思考题与习题10-1 现场总线仪表有哪些优点？现场总线变送器的优点如下：⒈全数字性现场总线作为一种数字式通信网络从控制室一直延伸到生产现场，使过去采用点到点式的模拟量信号传输变为多点一线的串行数字式传输。
数字传送比模拟信号传送的距离远并且可靠性高。
现场总线型变送器的全数字性能使得变送器的结构更加简单，其分辨率、测量速度、稳定性都比较高。
⒉内嵌控制功能现场总线变送器除了保持智能变送器优良的测量性能外，还增加了运算和控制功能。
在每台现场总线型变送器中都内嵌有P1D控制、逻辑运算、算术运算、累加等模块，用户通过组态软件对这些功能模块进行任意调用，以实现参数的现场控制。
由于现场总线变送器就安装在生产设备附近，使信号传输的距离大大缩短，提高了回路的控制质量，降低了回路的不稳定性。
⒊真正的互操作性现场总线通信方式正在向国际标准化推进，标准化确保了互操作性的实现。
所谓互操作性是指来自不同厂家的设备可以互相通信，并且可以具有在多种不同的环境中完成任务的能力。
互操作性使不同厂家的设备可以互换使用，其控制系统的组成是自由的。
凡是符合现场总线国际通信标准的现场总线设备，不论是哪一个厂家生产的，都可以互相交换信息。
这样，用户就不必围绕着某一家仪表公司选择设备，控制系统构成的自由度大大增加，用户能够以最优的性能／价格比构成符合自己要求的控制系统。
⒋多变量测量所谓多变量测量是指一台变送器可以同时测量多个过程变量。
由于每台现场总线型变送器内配有多个感测元件，它就可以同时测量多个过程变量，并通过现场总线传输出去。
⒌高精确度和高抗干扰能力由于现场总线设备的智能化和数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传输误差。
同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
此外，由于它的设备标准化，功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。
⒍高速通信和网络连接采用双绞线作为串行数据通信总线，把每个测量控制仪表、执行器、PLC和上级计算机连接成网络系统，构成了全分布式的网络控制系统。
现场总线
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）2、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. RockwellB. 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. 250 KbpsD. 500Kbps 答案：（A）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）6、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）7、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）9、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=1.5V, V diff =2V。
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现场总线课后答案
现场总线课后答案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传输宽带传输异步转移模式ATM 7.在载带传输中有哪几种常用的数据表示方法？调幅方式、调频方式、调幅方式8.在数据通讯系统中，通常采用哪几种数据交换方式? 线路交换方式报文交换方式报文分组交换
方式9.比较通信系统中的几种拓扑结构。
星型结构：在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。
中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。
环型结构：通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。
中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。
链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。
总线型结构：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。
一个站发送数据，所有其它站都能接收。
10.介质访问控制方式主要有哪两种?说明各自的含义。
/CD(载波监听多路访问/冲突检测) 。
载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。
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，则可以发送。
如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
2.令牌访问控制方式。
令牌方式是一种按一定顺序在各
站点传递令牌(Token)的方法。
谁得到令牌，谁才有发报权。
11.什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。
例如限位开关、感应开关等各类开关；条形码阅读器；光电传感器；温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器；可编程逻辑控制器PLC；PID 等数字控制器；各种数据采集装置等。
12.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。
13. ISO/OSI参考模型为哪7层？各层的主要功能是什么？ISO/OSI的7层参考模型包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、
表示层和应用层。
物理层(physical layer)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。
数据链路层(data link layer)的主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。
网络层(network layer)关系到子网的运行控制，其中一个关键问题是确定分组从源端到目的端如何选择路。
传输层(transport layer)的基本功能是从会话层接收数据，并且在必要时把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。
会话层(Session layer)允许不同机器上的用户建立会话(session)关系。
表示层(presentation layer)完成某些特定功能，例如用一种大家一致同意的标准方法对数据编码。
应用层(application layer)包含大量人们普遍需要的协议。
14.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？1.物理层使用中继器(Repeater)，通过复制位信号延伸
网段长度 2.数据链路层使用网桥(bridge)，在局域网之间存储或转发数据帧 3.网络层使用路器(Router)在不同网络间存储转发分组信号 4.传输层及传输层以上，使用网关(gateway)进行协议转换，提供更高层次的接口第三章PROFIBUS总线1、PROFIBUS 哪三个兼容部分组成？各自应用的行业有哪些？2、PROFIBUS-PA、DP、FMS 通信模型包括哪几层？PROFIBUS 通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层和第2层，其中FMS还采用了第7层,另外增加了用户层。
6、PROFIBUS 的总线存取控制机制是什么？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。
7、PROFIBUS-DP 的主要功能是什么？1)DP主站和DP从站间的循环用户数据传输; 2)各DP从站的动态激活和撤消; 3)DP从站组态的检查; 4)强大的诊断功能，三级诊断信息; 5)输人或输出的同步; 6)通过总线给DP从站赋予地址; 7)通过总线对DP
主站(DPM1)进行配置; 8)每个DP 从站最大为246字节的输人和输出数据。
8、PROFIBUS控制系统有哪几部分组成？1．一类主站一类主站指PLC、PC或可做一类主站的控制器。
一类主站完成总线通信与管理。
2．二类主站二类主站指操作员工作站、编程器、操作员接口等。
完成各站点的数据读写、系统配置、故障诊断等。
3．从站分散式I/OPLC驱动器、传感器、执行机构等现场设备9、简述RS-485传输技术的基本特征。
网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率：/s—12Mbit/s；介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件；站点数：每段32站，127站；插头连接：9针D型插头第五章监控组态软件的功能和使用1.组态及组态软件的概念使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的
目的。
开发商事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产若干种规格的硬件模块，然后，再根据用户的要求在软件平台上进行二次开发以及硬件模块的连接。
这种软件的二次开发工作就称为“组态”，相应的软件开发平台就称为“监控组态软件”，简称“组态软件”。
2.监控组态软件主要解决哪些问题? 如何与采集、控制设备间进行数据交换；使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；处理数据报警及系统报警；存储历史数据并支持历史数据的查询；各类报表的生成和打印输出；为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；最终生成的应用系统运行稳定可靠；具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
第六章基金会现场总线 1. FF总线特点。
可以工作在生产现场，并能适应本质安全防爆的要求，还可以通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。
传输速
率的典型值为/s。
2.基金会现场总线通信模型只具备ISO/ OSI参考模型中的哪几层？它们各自的作用是什么？基金会现场总线的参考模型只具备了ISO/OSI参考模型七层中的三层，即物理层、数据链路层和应用层，并在原有ISO/OSI参考模型第七层应用层之上增加了用户层。
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和调度通信;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的信息格式。
用户层则用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备描述，实现网络管理、系统管理等。
3.何谓FF现场总线的通信栈？FF总线的参考模型中的数据链路层和应用层统称为通信栈。
4.按照各部分在物理设备中要完成的功能可分为三大部分：通信实体、系统管理内核、功能块应用进程。
5.物理层被分为哪两层？媒体相关子层和媒体无关子层。
6. FF总线的信号哪几种信号
编码组成？协议报文编码、前导码、帧前定界码、帧结束码。
7. FF总线通信设备类型按照各自的通信能力分为哪三类？链路主设备、基本设备和网桥8. FF总线的通信活动归结起来有哪两类？。