现场总线作业打印
《现场总线技术及其应用(第3版)》电子课件第二章 现场总线通信基础
Date: 2021/6/10
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三、数据通信基础
4.数据传输技术
数据传输的方式有串行传输和并行传输；单向传输和双向传 输；同步和异步传输。 ➢ 串行传输和并行传输
1）串行通信：计算机中的一个字节由一个8位二进制代码 来表示。将准备传输的每个字节的二进制代码按照由低到高位 的顺序，依次发送。这种数据传输方式称为串行传输.适合远距 离传输，在分散控制系统中数据通信网络几乎全部采用串行通 信。
Date: 2021/6/10
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三、数据通信基础
2．概念和术语
4）误码率
误码率是衡量通信系统线路质量的一个重要参数。它的 定义为：二进制符号在传输系统中被传错的概率，近似等 于被传错的二进制符号数与所传二进制符号总数的比较， 即：
误码率= 接收的错误比特数/传输的总比特数 在计算机网络中误码率要求低于10-6。
Date: 2021/6/10
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三、数据通信基础
Date: 2021/6/10
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一、总线的概念与操作
5.总线操作的基本内容
总线定时 ：主设备获得总线控制权以后，就进入总线 操作，即进行主设备和响应者之间的信息交换，这种信息 可以是地址也可以是数据。定时信号用于指明总线上的数 据和地址何时有效。大多数总线标准都规定主设备可发起 “控制”（Control）信号，指定操作的类型、从设备状态 响应信号。
每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作为时钟信号, 又作为数据信号：从高到低的跳变表示"1",从低到高的跳变 表示 "0"。
《工业控制组态与现场总线技术》 电子课件 任务7.2 WINCC组态打印作业
工业场单控总制击线组此技态术处及现编辑母版标题样式
主 讲：江光灵
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讲授内容
项目七 WINCC报表系统
知识点
任务7.2 WINCC组态打印作业
任务7.2 WINCC组态打印作业
Win CC 中的打印作业对于项目。和运行系统文挡的输出非常重要。在布局中组态输出外观 和数据源，在打印作业中组态输出介质、打印数量、开始打印的时间和其他输出参数。 每个新项 目有若干个（不同版本有差异）已组态好的打印作业可以使用。用户也可以通过报表编辑器生成 自己的打印作业。
任务7.2 WINCC组示，可以指定用于输 出的一台或多台打印机。 使用“打印机优先级”区 域中的列表可指定打印机 的使用次序，也可在此处 指定打印缓冲区的设置以 及输出到文件的设置。
图8-7
任务7.2 WINCC组态打印作业
图8-7“打印机设置”选项卡指定用于输出的打印机将按其优先级次序排列。报表和日志均 输出到“ 1.）＂所设置的打印机，如果该打印机出现故障，则将自动输出到“2.）” 所设置的 打印机。对于第三台打印机也采用相同的操作步骤。如果查找不到可以运行的 任何打印机，则 打印数据将保存到硬盘上的某个文件中。这些文件均存储在项目目录的“PRT OUT”文件夹中。 一旦打印机发生故障，操作系统将输出一条出错消息。此时，可以有下列选择： （1）忽略出错消息 （建议使用）当打印机再次可用时，自动打印未决的消息（打印作业仍然 位于假脱机程序中）。 （2）重复 如果按下“重复”按钮，那么操作系统将尝试重新输出仍然位于假脱机程序，中的 打印作 业。 只有在打印机再次准备就绪时才值得这样操作。 （3）取消 如果按下“取消”按钮，将删除引起出错的打印作业，打印数据也因而丢失。
化工仪表及自动化第三阶段在线作业
• A、限幅法• B、外反馈法• C、积分切除法我的答案：B 此题得分：2.5分2.（2.5分）使用燃料气的加热炉，其工艺流程是燃料气在加热炉中燃烧，使被加热物料加热到一定的出口温度，控制的主要目标是使被加热物料的出口温度保持恒定，同时还要防止阀后压力超限，哪一种复杂控制系统可以满足上述控制要求？• A、串级控制系统• B、前馈控制系统• C、选择性控制系统我的答案：C 此题得分：2.5分3.（2.5分）使用燃料气的加热炉，其工艺流程是燃料气在加热炉中燃烧，使被加热物料加热到一定的出口温度，控制的主要目标是使被加热物料的出口温度保持恒定，同时还要防止阀后压力超限，设计一个出口温度与阀后压力的选择性控制系统可以满足上述控制要求。
问：当出口温度控制器和阀后压力控制器均为反作用控制器时，选择器应为（）• A、低选器• B、高选器• C、两者均可我的答案：A 此题得分：2.5分4.（2.5分）阀位控制器是以（）作为被控变量• A、流量• B、阀门开度• C、压力我的答案：B 此题得分：2.5分5.（2.5分）离心式压缩机的特性曲线指压缩比和入口体积流量的关系曲线，其中，压缩比为• A、入口绝对压力/出口绝对压力• B、出口表压/入口表压• C、出口绝对压力/入口绝对压力我的答案：C 此题得分：2.5分6.（2.5分）集散控制系统的英文缩写DCS是指• A、Direct Control System• B、Distributed Control System• C、Distributed Computer System• D、Direct Computer System我的答案：B 此题得分：2.5分7.（2.5分）其中输送液体并提高其压头的机械称为• A、马达• B、压缩机• C、涡轮• D、泵我的答案：D 此题得分：2.5分8.（2.5分）精馏塔的灵敏板是指受到干扰，当达到新的稳定状态后，（ )的那块塔板• A、温度变化量最小• B、温度变化速度最小• C、温度变化量最大• D、温度变化速度最大我的答案：B 此题得分：2.5分9.（2.5分）均匀控制系统的特点是• A、反映前后供求矛盾的两个变量都是变化的，且变化是缓慢的• B、两个变量的变化均应保持在允许的范围内• C、两者均是我的答案：C 此题得分：2.5分10.（2.5分）设计均匀控制系统的目的，是为了前后的设备在供求关系达到相互协调、统筹兼顾，这一目的是通过（）实现的• A、改变控制系统的结构• B、控制器的参数设置• C、两者均是• D、两者均不是我的答案：B 此题得分：2.5分11.（2.5分）在工业含碱废水的处理过程中，往往采用加酸中和的方法，使得处理后的废水的PH值为7。
工业控制网络作业题
工业控制网络作业题一、现场总线技术1.现场总线的定义。
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.现场总线网络的特点。
1)适应工业应用环境。
2)要求实时性强，可靠性高，安全性好。
3)多为短帧传送。
4)通信的传输速率相对较低。
3.现场总线系统的组成。
4.在现场总线控制系统中，总线设备主要分为6类。
1)输入设备〔变送器／传感器〕；2)输出设备〔执行器等〕；3)控制器；4)监控／监视电脑；5)网络互联设备〔网桥／网关/中继器/集线器/交换机/路由器〕；6)其他现场总线设备〔HMI〕。
5.现场总线上的数据输入设备有哪些？输出数据用于什么？●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。
6.几种有影响的现场总线基金会现场总线〔FF总线〕、CAN、PROFIBUS、LonWorks、ControlNet、DeviceNet、Hart7.请给出现场总线的技术特点。
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)系统结构和功能的高度分散性6)互操作性与互换性网络8.请给出5个现场总线的优点。
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9.请列举现场总线的一些应用领域。
●连续、离散制造业，如电力、石化、冶金、纺织、造纸，过程自动化仪表；火车、汽车、轮船、机器人、数控机床；智能传感器●楼宇自控、仓储；●智能交通、环境监测〔大气、水污染监测网络〕●农、林、水利、养殖等二、数据通信基础10.工业数据通信系统的基本组成：发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议有效性指标:数据传输速率;比特率; 波特率;频带利用率;协议效率;通信效率可靠性指标: 误码率11.数据传输方式：根据代码的传输顺序可分为串行传输、并行传输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12.请说明数据通信方式〔通信线路的工作方式〕都有哪几种，并简单说明其不同之处。
现场总线技术实验指导书
《现场总线技术》实验指导书王鑫国南京工业大学自动化学院2006年1月目录实验一 LonWorks网络节点开发实验 1 实验二 LonWorks控制网络组态实验 4 实验三基于LonWorks的灯光控制系统设计 6 实验四 FF现场总线控制网络组态实验 8 实验五基于FF现场总线的压力控制系统设计 10实验一 LonWorks网络节点开发实验一、实验目的1、了解神经元芯片的原理2、了解Lonworks 现场总线控制模块的组成和使用3、了解LonWorks现场总线控制系统的原理和硬件结构4、熟悉Neuron C编程语言二．实验内容1、熟悉LonWorks模块的原理和使用。
2、熟悉节点开发工具NodeBuilder的使用。
3、设计Lonworks灯光控制节点的程序。
三．实验设备及仪器1、LonWorks网卡2、计算机3、LonWorks模块4、双绞线等四、实验线路及原理1、LONWORKS技术的核心是神经元芯片(Neuron chip)，它由美国摩托罗拉公司和日本东芝公司生产，有以下几个特点：（1） LonWorks技术的基本元件--Neuron®芯片，同时具备了通信与控制功能，并且固化了ISO/OSI的全部七层通信协议，以及34种常见的I/O控制对象。
（2）改善了CSMA，LonWorks称之为Predictive P-Persistant CSMA。
这样，在网络负载很重时，不会导致网络瘫痪。
（3）网络通信采用了面向对象的设计方法，LonWorks技术将其称之为“网络变量”。
使网络通信的设计简化成为参数设置。
这样，不但节省了大量的设计工作量，同时增加了通信的可靠性。
（4）LonWorks技术的通信的每帧有效字节可以从0到228个字节。
（5）LonWorks技术的通信速度可达1.25MBps（此时有效距离为130M）。
（6） LonWorks 技术一个测控网络上的节点数可以达到32000个。
现场总线作业思考题
控制网络作业思考题一1.简述应用数字通信较模拟信号有那些优点？答：①模拟信号一对一的传统连接方式，而应用数字通信是一对多的通信方式，提高抗干扰能力；② 数字通信可以传输的信息量大，传输速度快。
2.现场总线在企业网中的地位和作用？答：现场总线是企业网络系统的基础，它位于企业网络的底层，也称为下层网或者设备网，主要作用是在自动化系统的设备之间传递数字信息，借助现场总线把控制设备连接成控制系统，它所传递的数字信息主要是包括生产运行参数的测量值、控制值、阀门的工作位置、开关状态、报警状态、设备资源与维护信息、系统组态、参数修改、零点量程调校信息等，它们是企业信息的重要组成部分。
3.为什么现场总线特别强调实时性？答：通信的实时性是具有严格的时序和定时要求，达不到实时性要求或因时间同步等问题影响了网络节点间的动作时序，甚至会造成灾难性的后果。
4.为什么现场总线特别强调开放性和互操作性？答：开放性是要求通信协议公开，能与任一遵守相同标准的其它厂商设备互连为系统；而互可操作性，则一是互连设备间的信息传送与沟通，二是互用，不同生产厂家性能类似的设备可实现相互替换。
5.制定国际现场总线标准的组织有那些？答：1)IEC/TC652)IEC/17B3)ISO6.目前有那些国际现场总线标准？答：目前国际上是多种现场总线并存，IEC现场总线标准(IEC61158)是迄今为止制定时间最长、投票次数最多、意见分歧最大的国际标准之一。
IEC于2000年1月4日公布投票结果。
IEC61158采用以下8种现场总线：类型1：IEC61158技术报告 (即FF H1)类型2：ControlNet (美国Rockwell)类型3：PROFIBUS (德国Siemens)类型4：P-NET (丹麦Process Data)类型5：FF (美国Fisher-Rosemount)类型6：Swift Net (美国Boyin)类型7：World FIP (法国Alston)类型8：Interbus (德国Phoenix Contact)注：IEC现场总线标准的8种类型都是平等的，并要求类型2－8对类型1提供接口，但不要求类型2－8之间提供接口。
现场总线大作业
现场总线网络应用及技术实现——基于以太网的现场总线在工控网络中应用姓名：殷文杰学院：电力学院专业：自动化学号： 201110426基于以太网的现场总线在工控网络中的应用摘要：由于以太网具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点，目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。
加上现场总线在工控网络中的便捷性、统一性，从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，基于以太网的现场总线在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。
未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。
关键字：现场总线、工业以太网、工控网络目录摘要1现场总线概述 (4)1.1什么是现场总线 (4)1.2现场总线控制系统的优越性 (4)1.3现场总线的不足 (5)1.4现场总线发展趋势 (5)2工控网络 (6)2.1什么是工控网络 (6)2.2工控网络中现场总线与以太网的结合 (6)2.3基于以太网的现场总线已成为工业控制网络的发展方向 (7)3.基于以太网的现场总线在工控网络中应用（以煤矿电力监控系统为例） (8)3.1系统简介 (8)3.2 基于工业以太网加现场总线的电力监控系统的构成 (8)4 电力监控系统的主要功能 (9)5 结语 (10)4发展愿景 (10)基于以太网的现场总线在工控网络中应用1现场总线概述1.1什么是现场总线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。
是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
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。
主要用于制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。
1.2现场总线控制系统的优越性现场总线控制系统使工业过程控制发生了很大变化，它具有如下优越性：（l）现场总线使得智能变送器中安装的微处理器能够直接与数字控制系统通信，而不要I／O转换，节约了费用；（2）现场总线可以取代每个传感器到控制器的单独布线，减少了连线费用；（3）现场总线可以将一些先进功能，如线性化、工程量转换以及报警处理等赋予现场总线仪表，提高了现场仪表的精度和可靠性；（4）现场总线可提供控制装置与传感器、执行器之间的双向通信，方便了操作员与被控设备之间的交互；（5）现场总线使得专门根据现场总线开发的现场仪表的使用成为可能，并将最终取代单变量模拟仪表，减少了仪表的购置、安装与维修费用；（6）现场总线的开放性将使用户有可能对备仪表厂商的产品任意进行选择，井组成系统，而不必考虑接口是否匹配。
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。
现场总线作业
基于工业以太网的滤棒装盒机控制系统的设计1 简介滤棒装盒机是烟草企业生产线中非常重要，也是比较复杂的机器。
滤棒是香烟生产必需的产品，所以提高自动化程度和生产效率能够更好的匹配香烟的生产速度，有效降低劳动成本。
滤棒装盒机与滤棒成型机相连，完成滤棒生产、装盒、输送，实现滤棒装盒的自动化。
本课题依据现有的机械部分进行滤棒装盒机的控制系统设计。
配合现有的机械部分完成滤棒装盒机的功能。
首先应清楚滤棒装盒机实现的功能。
滤棒装盒机从成型机接料，然后装进空盒，盒满后完成封箱动作并输送到下一个生产流程。
这就需要装盒机能够自动抓取空盒输送到装盒位置进行装盒，在盒满后能自动进行封箱动作并输送到下一个生产流程，完成装盒机的工作。
同时，滤棒装盒机还包括现场总线技术。
根据设计要求，设计电控系统配合机械部分完成滤棒装盒机的功能，即为本课题的主要内容。
2 总体设计方案滤棒装盒机控制系统主要用于滤棒生产线，通过与滤棒成型机连接，完成滤棒生产、装盒、输送，实现滤棒装盒的自动化。
本课题要求使用德国倍福电气公司的软PLC作为控制器，利用工业以太网中的EtherCAT总线、伦茨伺服驱动系统、施耐德变频器和相关的低压电气元器件等实现硬件设计。
2.1滤棒装盒机的结构根据滤棒装盒机的功能可将其分为几大部分：空盒机构、升降机构、装盒机构、封箱机构、满盒直推机构、满盒输送机构、整理机构、输送机构。
对于空盒机构、升降机构、装盒机构、满盒直推机构、满盒机构来说，不仅需要调节速度，而且对位置精度有较高要求。
使用伺服系统满足其要求。
而对于整理机构和输送机构来说，只需调节电机速度即可，所以使用变频器系统即可满足要求。
在滤棒装盒机中的信号传输和控制器，根据要求采用工业以太网中的EtherCAT总线和倍福公司的控制器。
相应的模块和端子也必须采用倍福公司的产品。
从上位机输送的滤棒首先进入料斗，对喂料起缓冲作用，同时装有整理电机。
料斗不同的料位对应不同的动作。
在料位低于最低料位要求时，除上位机输送电机外所有动作停止，等待料位重新上升到正常料位。
DTS系列现场总线数据采集系统
DTS系列现场总线数据采集系统系统简介随着油田工艺技术的不断发展和完善，传统的人工抄表和人传车送的工作方式，已远远满足不了现场资料录取的需要。
为了准确地录取现场资料，实现自动化地面计量；为了及时快速地传递资料，提高现场资料传递的实时性和连续性，采用了现场数据采集系统。
现场数据采集系统，采用现场总线技术，利用总线智能数字压力变送器、总线智能数字温度变送器、总线智能数字差压变送器以及智能流量仪表、视频摄像机等电子仪器仪表，结合先进的数据采集软件，实现现场各类资料数据的自动采集和录入。
系统特点◆ 现场总线技术。
现场数据采集系统采用先进的现场总线技术，通过一条现场总线全部实现对安装在现场流程上的总线智能变送器的供电和数据通讯。
现场总线技术省去了像4～20mA模拟变送器每一支都必须单独连线和配接转换模块的众多麻烦，既节约了成本，又减少了现场施工人员的劳动强度。
这一工艺技术是其他厂家无法比拟的。
◆ 总线智能数字变送器。
安装在流程上的压力变送器、温度变送器、差压变送器全部采用带有微处理器的全数字化、智能化、网络化、总线制的数字测量仪表。
总线数字变送器具有仪器设备的型号、编号、ID号、通讯波特率、阻尼系数、修正系数以及压力温度计量单位等出厂参数的存储功能；具有变送器参数设置更改和故障自诊断功能；可以在采集机柜上对安装在流程上的变送器进行远程操作。
这一工艺技术是其他厂家无法比拟的。
◆ 总线智能数字变送器无温漂现象。
在油田现场试油试气过程中，由于地面流程节流以及天然气膨胀吸热，往往造成流程管路的温度急剧下降，有时可达到零下40～50℃，温差变化很大；4～20mA模拟变送器无论是进口的还是国产的，都适应不了大温差的变化，现场测量的数据不准，误差很大。
为了解决这些问题，我们专门研制、开发、生产了无温漂的总线智能变送器。
变送器出厂前对其施加标准温度来准确标定，形成温度修正系数并存储在变送器的存储器内，现场测量时根据变送器实测的环境温度数据，通过复杂的温漂补偿算法，输出正确的测量数据，从原理和设计上消除了温度漂移现象，保证了变送器的测量精度。
现场总线控制技术作业
现场总线控制技术作业1. 为了实现数据的可靠传输，在通信过程中常采取一些差错检测措施。
常用的检错方式有奇偶校验、求和校验、纵向冗余校验、循环冗余校验等。
说简要明这些检错方式的原理及其实现方法，并编写程序代码(C语言编写)。
答：（1）奇偶校验：奇偶检验是常用的检错方法。
其原理是在7单位的ASCII 代码后增加一位，是码中“1”的个数成奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。
经过传输后，如果其中一位（包括奇数个位）出错，则接收端按同样的规则就能发现错误。
例如，规定收发双方采用偶校验，在接收端收到的包括校验位在内的各单位数据域中，如果出现的1的个数是偶数，就表明传输是正确的，数据可用。
如果某个数据域中1的个数不是偶数，就表明出现传输错误。
程序代码：int even_parity（int value，int n_bits）；%party初始值为0 {while（n_bits>0）{parity+=value&1;value>>=1;n_bits-=1;}return(parity%2)==0;}（2）求和检验：求和校验在发送端将数据分为k段，每段均为等长的n比特。
将分段1与分段2做求和操作，再逐一与分段3至k做求和操作，得到长度为n 比特的求和结果。
将该结果取反后作为校验和放在数据块后面，与数据块一起发送到接收端。
在接收端对接收到的、包括校验和在内的所有k+1段数据求和，如果结果为零，就认为传输过程没有错误，所传数据正确，如果结果不为零，则表明发生了错误。
程序代码：unsigned short checksum(unsigned short *buf,int nword){ unsigned long sum;for(sum=0;nword>0;nword--)sum += *buf++;sum = (sum>>16) + (sum&0xffff);sum += (sum>>16);return ~sum; }（3）纵向冗余校验：纵向冗余校验(LRC)是一种从纵向通道上的特定比特串产生校验比特的错误检测方法。
现场总线技术作业
现场总线技术作业二P1031.构成H1网段的基本硬件有哪些？答：H1的参考模型具备物理层、数据链路层、应用层和用户层。
其通信模型分为三个部分：通信实体、系统管理内核和功能块应用进程，各部分之间通过虚拟通信关系VCR来沟通信息。
2.H1网段中周期性通信和非周期性通信分别用于传输什么类型的参数？哪种参数是有通信实时性要求的参数？答：周期性通信一般用于在控制回路内部的设备间传送定时刷新的控制数据，例如：现场变送器传送测量值，执行器之间或者控制输出信号。
非周期性通信用于传递令牌协议数据单元PT DLPDU。
周期性通信传输的参数是有通信实时性要求的。
3.H1网段上链路活动调度器LAS的作用有哪些？答：链路活动调度器LAS向现场设备发送强制数据CD。
按照链路活动调度器内保留的调度时间表，向网络上的现场设备发送CD，使得现场设备有机会周期性的发送需要定时刷新的数据。
按照规范规定，调度表内只保存发送强制数据协议数据单元CD DLPDU的请求。
LAS还向设备发送传递令牌PT，是设备得到发送非周期性数据的权利，为他们提供发送非周期数据的机会。
LAS为新入网的设备探测未被采用过的地址。
并定期对总线段发布数据链路调度时间。
LAS监视设备对传递令牌PT的响应，当某设备在得到令牌后既不发送数据，也不返还令牌，就从活动表中去掉这些设备。
4.H1网段上有哪几种虚拟通信关系？传送给定值、PID参数应采用哪种虚拟通信关系？传送测量参数、控制输出值应采用哪种虚拟通信关系？哪种虚拟通信关系需要借助传递令牌？答：H1网段有三种虚拟通信关系：客户/服务器型；报告分发型；发布/预定接收型。
传送给定值、PID参数应采用客户/服务器型虚拟通信关系。
传送测量参数、控制输出值应采用发布/预定接收型虚拟通信关系。
发布/预定接收型虚拟通信关系需要借助传递令牌。
5.什么是总线供电？简述H1网段上电源调理器的作用。
答:总线供电是现场总线设备的一种供电方式，总线供电设备在9-32V电压下需要10-30mA的电流，所有设备的总电流值应不超过总线供电电源的额定电流值。
现场总线知识点总结(打印版)
1.集散控制系统是以微型计算机为基础的分散性综合控制系统。
集散控制系统的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。
它是计算机技术、通信技术、控制技术和CRT显示技术（简称4c技术）相互渗透发展的产物。
采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，以分层、分级和合作自治的结构形式，适应现代工业的生产和管理要求。
2.集散控制系统由集中管理部分、分散啊控制检测部分和通信部分组成。
集中管理部分可分为运行员操作站、工程师工作站和管理计算机；分散控制监测部分按功能可分为控制站、监测站；通信部分用于完成控制指令及各种信息的传递和数据资源的共享。
集散控制系统按照自下而上的功能可分为四层：现场控制级、过程装置控制级、车间操作管理级和调度管理级。
3.集散控制系统组态功能包括硬件组态和软件组态。
4.CRT操作方式的特点：信息量大、显示方式多样化、操作方便容易、透明度提高。
5.组态操作包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态。
6.过程画面组态主要由静态画面、动态画面及画面合成等内容组成。
7.集散控制系统的显示画面可分为四层：区域显示、单元显示、组显示、细目显示。
8.集散控制系统的显示画面分为：概貌显示画面、过程显示画面、仪表面板显示画面、趋势显示画面、报警显示画面、系统显示画面。
9.数据信息：具有一定编码、格式和字长的数字信息。
10.传输速率：指信道在单位时间内传输的信息量。
11.传输方式：①单工方式：信息只能沿单方向传输的通信方式②半双工方式：信息可沿着两个方向上传输，但在某一时刻只能沿一个方向传输的通信方式③全双工方式：信息可以同时沿着两个方向传输的通信方式。
有基带传输、载带传输和宽带传输。
12.异步传输：信息以字符为单位进行传输，每个信息字符都具有自己的起始位和停止位，一个字符中的各个位是同步的，但字符与字符之间的时间间隔是不确定的；同步传输：信息不是以字符而是以数据块为单位进行传输的。
黄汉-现场总线三习题
黄汉-现场总线三习题现场总线三习题信息工程学院自动化系黄汉参考书目:1、《现场总线与工业以太网及其应用技术》，李正军著，机械工业出版社出版社，2011年9月第1版。
2、《现场总线技术》，刘泽祥著，机械工业出版社，2011年2月第1版。
3、.《现场总线技术及其应用》，甘永梅编著.机械工业出版社,2004年第1版。
第一章现场总线概述（教学时数：4学时；三习题量：教学时数=1.5:1）预习题：1、现场总线的产生与发展如何？2、当前企业网络系统集成的现状与发展？3、目前主要使用的现场总线有哪些？技术要点及其适用场合作业：（必做）1、说明现场总线的本质是什么？2、说明现场总线的结构特点，试比较DCS结构与FCS结构。
作业：（选做）1、现场总线如何与上层网络互联，试画出集成图。
2、试说明现场总线是在哪一种总线基础上发展起来的？复习题：1、计算机网络与工业控制的联系以及区别。
2、ERP的最终目的是什么？3、目前存在多种现场总线标准，你对哪一种现场总线标准感兴趣？为什么？4、说明基于现场总线的自动化系统的主要优点。
第二章数据通信与网络互连（教学时数：2学时；三习题量：教学时数=1.5:1）预习题：1、现场总线数据通信与数据网络通信的异同？2、试考虑底层网络互连与上层网络互连的集成方案。
作业：1、请简述现场控制网络。
2、什么是本质安全？复习题：参考资料1、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。
2、寻址方式有几种？物理寻址逻辑寻址广播寻址3、何谓现场总线的主设备、从设备？4、中继器与放大器的区别。
5、网桥与中继器的区别。
6、什么是总线主设备、从设备？7、简述影响系统实时性因素？第三章串行通信接口技术（教学时数：2学时；三习题量：教学时数=1:1）预习题：1、比较串行、异步与同步的异同？2、通信接口的功能和作用？3、通信协议所扮演的角色是什么？习题：1、RS-232接口和RS-485接口的区别是什么？2、什么是Modbus 通信协议？复习题：1、简述串行异步通信基础的内容。
广东工业大学-现场总线大作业
现场总线大作业课程名称现场总线学院自动化学院专业班级 14自动化班学号姓名指导老师廉迎战2017年5月28日PROFIBUS+WINCC+生产过程控制小车综合设计一．设计目的1.巩固和掌握对“现场总线控制技术”课程内容的认识和理解，提高应用水平。
2.掌握PROFBUS总线应用方法。
3.初步掌握西门子WINCC开发环境的使用4.能用WINCC设计简单的人机界面并与PLC交互。
二．系统结构1.结构框图1.1系统硬件设计1.1.1系统原理图1..1.2 系统工作原理分析实验中的生产线运输车模拟系统是一个基于Profinet及Profibus DP通讯的系统。
Profinet是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准，可以通过集成Profinet接口，把分布式现场设备直接连接到Profinet上，通过上位机实现远程监控的目的。
Profibus DP用于设备级控制系统与分散式I/O的通信有多种通信方式可选。
主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。
S7-300PLC作为Profibus 总线的主站，S7-200PLC做Profibus总线的从站。
主站读取从站的数据并在进行相应的逻辑运算后向它输出控制信息，通过S7-200PLC来控制现场的工作情况。
同时，S7-300PLC通过Profinet与上位机通信，由上位机负责监控现场工作情况并作出相应操作。
1.1.3 PLC对生产线运输车控制原理PLC控制系统可分为三个部分。
1.输入采样：收集并保存被控对象实际运行的数据和信息，对于此系统而言，负责收集现场传感器以及各按钮的状态信息；2.逻辑运算：把需要的信号或数据收集后进行相应的逻辑运算和算术运算，并按照被控对象实际动作要求作出反映。
3.输出控制：把运算后的结果，通过输出端口控制相应的设备。
1.1.4 主要部件功能1.上位机：通过Profinet与S7-300PLC互相通信，通过WinCC组态监控生产线运输车模拟系统的工作情况。
工业通信(含作业版)
课程复习题目2。
串行总线为什么大部分采用差分电压信号传输？这种技术具有低功耗、低误码率、低串扰、低辐射等特点，其传输介质可以是铜质PCB连线，也可以是平衡电缆，最高传输速率可达1.923Gb/s。
3。
比特率和波特率有什么不同？信号在信道中的传播速度是？.比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)波特率波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。
波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。
4。
现场总线系统与工业通信系统与什么内容不同？（前者包括企业上层的信息通信，后者主要是底层的设备间通信）5。
串行技术232和485的主要区别？由于RS-232 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。
（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。
现在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率达到115.2Kbps。
（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50 米，实际上也只能用在15米左右。
（5）RS-232 只允许一对一通信，而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
6。
USB2.0的基本速率是多少？USB2.0除了拥有USB1.1中规定的1.5Mbps和12Mbps两个传输模式以外，还增加了480Mbps高速数据传输模式7。
CAN的物理层？Profibus的物理层主要是？CAN控制器、CAN收发器、CAN-BUS数据传输线和CAN-BUS终端电阻。
3CC-Link现场总线第3章(1)图文模板
任务3 CC-Link站号和专用电缆的连接 1、站号、站数、设备台数
Date: 2020/11/14
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CC-Link的特性
循环通讯
主站
本地站
HMI
主站
Rx/y Bit Rx/y Bit Rx/y Bit Rw Word Rx/y Bit Rw Word Rx/y Bit Rw Word
任务1 CC-Link的特点
1、高速、大容量传送数据 最高通信速度是10Mbps。
2、长距离传输
Date: 2020/11/14
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3、在控制器间能实现N：N传送 4、丰富的RAS功能
1）具有备用主站功能； 2）可以隔离故障从站； 3）从站异常状态正常复位后自动返回数据链接。
任务2 CC-Link的结构
Date: 2020/11/14
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2、LJ61BT11为主站四设备7从站网络组建
要求：LPLC为主站，FX3G为1号站占两站，远 程IO为3号站，QPLC为4号站占三站，变频器为7号 站，传输速度为2.5M
（1）主站的网络参数设置
（2）FX3G远程设备站站号、站数、传输速度的设置
（3）远程I/O站号、站数、传输速度的设置 （4）本地站的网络参数设置及站号传输速度设置 （5）变频器的站号速率设置
2号站，LPLC为3号站，变频器为4号站，传输速度为 10M
（1）主站的网络参数设置
Date: 2020/11/14
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（2）FX3G远程设备站站号、站数、传输速度的设置
M3端子螺钉
外部24VDC电源端子 站号设置开关 占用站数设置开关
预留扩展接头
波特率设置开关
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传统DCS与FCS在现场布线方面有什么区别?1、DCS显示、操作、管理集中；控制、负载、危险分散；自封闭、信息孤岛；FCS开放，全分布式的控制系统。
FCS取消了控制站，DCS控制依赖控制站。
2、现场总线多块仪表共用一块安全栅，DCS每块仪表均配一块安全栅。
3、FCS控制在现场中完成，DCS控制在控制站中完成。
4、FCS信息是双向的；DCS信息是单向的。
什么是完整的现场总线定义？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。
现场总线有哪些特点？结构特点：1、设备之间采用网络式连接是其在结构上最显著的特征之一。
2、现场总线中，由于设备增强了数字计算能力，有条件将各种控制计算功能模块、输入输出功能模块置入到现场设备之中。
借住现场设备所具备的通信能力，直接在现场完成测量变送仪表与阀门等执行机构之间的信息传送，实现了彻底分散在现场的全分布式控制。
技术特点：1系统的开放性；2互可操作性；3通信的实时性和确定性；4现场设备的智能与功能自治性，智能体现在现场设备的数字计算与数字通信能力；5对现场环境的适应性.现场总线有哪些优点？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用户具有系统集成主动权；5提高系统的准确性和可靠性；6更少的设计，简化图纸；7简化控制系统的工程实施；8减少导线、端子排、机柜、分线盒、桥架；9简化接线；10组态简单；11可查看的信息增加；12完整的诊断信息；13可在线校验，量程调整，调零；14减少停机时间，降低费用；15系统具有开放性。
IEC规定的国际现场总线标准主要包括哪些现场总线？1：IEC 61158技术规范；2:Control Net现场总线；3:Profibus 现场总线；4：P-net 现场总线；5：FF HSE；6：Swift Net现场总线；7：World FIP现场总线；8：Interbus 现场总线。
画出通信系统的组成，并对系统各个组成部分功能进行简单介绍。
硬件由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质组成。
软件由数据信息形成的通信报文和通信协议组成。
发送设备：具有通信信号发送电路的设备。
也称为发送器。
接收设备：具有通信信号接收电路的设备。
也称为接收器。
传输介质：指在两点或多点间连接收发双方的物理通路，是发送设备与接收设备之间信号传递所经过的媒介，报文：一般把需要传送的信息，包括文本、命令、参数值、图片声音等称为报文。
通信协议：通信设备之间用于控制数据通信与理解数据通信意义的一组现则。
协议的关键是语法、语义和时序。
可靠性指标的概念？信道带宽、介质带宽、信道容量和信噪比的概念？信噪比对信道容量的影响？可靠性指标：衡量数字通信系统可靠性的指标是误码率Pe，即数字通信中二进制码元出现传输出错的概率。
信道带宽：指信道容许通过的物理信号的频率范围，即容许通过的信号的最高与最低频率差。
介质带宽：指该传输介质所能通过的物理信号的频率范围。
信道容量：指信道在单位时间内可能传送的最大比特数。
信噪比：指信号功率S与噪声功率N的比值。
单位分贝信噪比对信道容量的影响：1增加带宽可以提高信道容量。
但噪声功率N=Wn0（n0是噪声的单边功率谱密度）随W增大，N增大会导致信噪比下降。
2在信道容量一定时，带宽与信噪比可以相互弥补。
即提高信道带宽可使更低信噪比的信号通过，而传输信噪比比较高的信号，可适当放宽对信道带宽的要求。
信号的传输模式有哪三种？各自的定义和特点是什么？信号的传输模式有基带传输、载波传输、宽带传输。
基带传输：指在基本不改变数据信号频率的情况下，直接按基带信号进行传输。
大部分计算机局域网，包括控制局域网都采用基带传输，信号传输按数据位流的基本形式，整个系统不用调制解调器。
载波传输：按幅值键控，品移键控、相移键控等不同方式，依照要承载的数据改变载波信号的幅值、频率、相位，形成调制信号，载波信号承载数据后的信号传输过程称为载波传输。
宽带传输：指在同一介质上可传输多个频带的信号。
宽带传输速度快，能提供多条良好的通信路径。
常用的差错校正有哪两种？答：自动重传和前向差错纠正。
自动重传：当系统检测到一个错误时，接收端自动地请求发送方重新发送传输该数据帧，用重新传输的数据代替出错的数据。
前向差错纠正：在接收端检测和纠正错误，不需要请求发送端重发。
将一些额外的位按规定加入到通信序列中。
这些额外的位按照某种方式编码，接收端通过检测这些额外的位，发现是否出错、哪位出错、并纠正。
五、差错检测中常用的冗余校验方法有哪几种？并对每种方法进行简单解释。
(1)奇偶校验。
编码规则：在原信息后附加一位校验位(垂直校验)，或在原信息后附加一行校验行(水平校验)，使得整个码字或码组中的代码“1”的个数成为偶数或奇数。
“1”的个数为偶数的称为“偶数校验”;“1”的个数为奇数的称为“奇数校验”。
（2）求和校验在发送端将数据分为k段，每段均为等长的n比特。
将分段1与分段2做求和操作，再逐一与分段3至k段做求和操作，得到长度为n比特的求和结果。
将该结果取反后作为校验和放在数据块后面，与数据块一起发送到接收端。
在接收端对接收到的、包括校验和在内的所有k+1段数据求和，如果结果为零，就认为传输过程没有错误，所传数据正确。
如果结果不为零，则表明发生了错误。
（3）纵向冗余校验LRC纵向冗余校验（Longitudianl Redundancy Check)按预定的数量将多个单位数据域组成一个数据块。
首先每个单位数据域各自采用奇偶校验，得到各单位数据域的冗余校验位。
再将各单位数据域的对应位分别作奇偶校验，如对所有单位数据域的第1位作奇偶校验，对所有单位数据域的第2位作奇偶校验，如此等等。
并将所有位置奇偶校验校验得到的冗余校验位组成一个新的数据单元，附加在数据块的最后发送出去。
（4）循环冗余校验（cyclic redundancy check,CRC)。
对传输序列进行一次规定的除法操作，将除法操作的余数附加在传输信息的后边。
在接收端，也对收到的数据做相同的除法。
如果接收端除法得到的结果其余数不是零，就表明发生了错误。
待校验数据为101011。
CRC多项式为G(x)=x3+x2+1;写出循环冗余码计算和校验过程。
解：待校验数据为110011（6比特）/生成多相式为比特序列为：1101（4比特，k=3）/将待校验数据比特序列乘以23，则产生的乘积为110011000/将乘积用生成多项式比特序列去除，按模二算法应得到余数为：001/将余数比特序列加到乘积中:001+110011000=110011001如果在数据传输中没有错误,那么接收端收到的带有CRC校验码的接收数据比特序列一定能被相同的多项式整除,如不能被整除则表明有错误。
3-1：控制网络常见的拓扑结构形式有哪些？总线拓扑结构用于数据线传输有哪些特点？答：控制网络常见的拓扑结构有环形、星形、总线形和树形。
总线上一个节点发送数据，所有其他节点都能接收。
总线拓扑易于安装，比其他更节约电缆。
需要有某种介质存取访问控制方式，来确定总线的下一个占有者，也就是下一个时刻可以向总线发送的报文的节点。
3-2：什么是载波监听多路访问/冲突检测的介质访问控制方式？在现场总线系统中采用这种介质访问控制方式存在什么问题？答：即载波监听多路访问/冲突检测方法是一种争用型的介质访问控制协议。
是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。
每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。
这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。
每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统被广泛使用。
发生冲突时。
有什么会白白浪费网络通信资源。
3-3：什么是令牌访问？什么是令牌环？为什么是令牌总线？答：令牌访问就是按一定的顺序在各站点间传递令牌，得到令牌的节点才有发起通信的权利，从而避免了几个节点同时发起通信而产生的冲突。
令牌环是环形局域网采用的一种访问控制方式。
令牌在网络环路上不断地传送，只有拥有此令牌的站点，才有权向环路上发送报文，而其他站点仅允许接收报文。
一个节点在发送完毕以后，便将令牌交给网上下一个站点。
如果该站点没有报文需要发送，便把令牌顺次传给下一个站点。
令牌总线也被称作令牌的控制帧来调整对总线的访问控制权。
3-4：什么是实令牌？什么是虚令牌？答：虚令牌是指不存在专门的令牌帧，而在普通数据帧中隐含着令牌的情况。
实令牌是指在网络传递的数据帧中有一种专门起令牌作用的令牌帧。
3-5：ISO/OSI通信参考模型有哪7层？哪种总线采用了7种模型？哪种总线只具有物理层和数据链路层？答：应用层--表示层--会话层--传输层--网络层--数据链路层--物理层Lonworks 采用了完整的 7 层模型，CAN 总线只采用了物理层和数据链路层3-6：网桥、路由器、网关各属于工作在哪个层次的网络连接设备？答：网桥工作在物理层和数据链路层的存储转发设备；路由器工作在物理层、数据链路层和网络层；网关用于不同网络间的转换连接。
4-1、计算机网络中的OSI模型分为哪几层？CAN总线使用哪几层？答：OSI分为应用层，表达层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层；CAN总线使用数据链路层及物理层。
4-2、常见的网络拓扑结构有哪些？CAN总线采用什么样的网络拓扑结构？答：常见的网络拓扑有：环形拓扑，星型拓扑，总线拓扑，树形拓扑；CAN总线采用树形拓扑。
4-3、CAN总线在多点竞争时，是如何仲裁？分析时间触发和事件触发各自的优缺点。
答：使用非破坏性总线仲裁技术；4-4、CAN总线在无中继器情况下，最长的通讯距离是多少？此时对应的最高通讯速率是多少？答：CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5Kb/s以下）；通信速率最高可达1Mb/s（此时通信距离最长为40m）。
4-5、简述CAN协议标准帧与扩展帧格式的区别。
答：对于CAN2.0B，标准格式和扩展模式的仲裁场格式不同。
标准格式中，仲裁场由11位标识符和远程发送请求为RTR组成，标识符位为ID.28~ID.18；而在扩展格式中，仲裁场由29位标识符和替代远程请求SRS位、标识为IDE和远程发送请求位组成，标识符位为ID.28~ID.0，分基本ID（ID.28~ID.18）和扩展ID（ID.17~ID.0）。