学生用-《工业通信与网络技术》课程主要内容-李中伟-佟为明-2016.6.19

《工业通信与网络技术》课程主要内容

第1章概论

（1）名词解释：CCS（Computer Control System）中央控制计算机系统，DCS （Distributed Control System）集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统、FCS （Fieldbus Control System）现场总线控制系统。

（2）现场总线（Fieldbus）的定义。

答：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。

（3）在现场总线控制系统中，总线设备的主要类型。

答：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；

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。

（4）现场总线（系统）的特点。

答：现场通信网络，数字通信网络，开放互连网络，现场设备互连网络，结构与功能高度分散的系统，现场设备的互操作性与互换性

（5）现场总线（系统）的优点。（至少举出5点）

答：导线和连接附件大量减少；仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少；设计、安装和调试费用大大降低；维护开销大幅度下降；系统可靠性提高，系统测量与控制精度提高；系统具有优异的远程监控功能；系统具有强大的（远程）故障诊断功能；设备配置、网络组态和系统集成方便自由；现场设备更换和系统扩展更为方便；为企业信息系统的构建创造了重要条件。

（6）现场总线国际标准：IEC61158、IEC62026、ISO11898和ISO11519及其包含的主要现场总线。

答：IEC61158：工业控制系统用现场总线包括：FF H1，FF HSE，ControlNet，Profibus，P-Net，SwiftNet，WorldFIP，Interbus八种。

IEC62026：低压开关设备和控制设备用现场总线（设备层现场总线）包括：DeviceNet ，Seriplex（串行多路控制总线），AS-i（执行器传感器接口），SDS （智能分布系统）。

ISO11898：道路交通工具－数字信息交换－用于高速通信的控制器局域网：高速CAN总线，以125kbit/s～1Mbit/s传送速率进行数字信息交换。

ISO11519：道路交通工具－低速串行数据通信：低速CAN和V AN，速率不大于125kbit/s的低速串行数据通信的一般定义；

（7）与IEC61158相应的现场总线中国标准及包含的现场总线类型。

答：GB/T20540-2006：PROFIBUS；GB/Z20541-2006：PROFINET GB/T20171-2006：用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范GB/T19760-2008 ：CC-Link控制与通信网络规范；

（8）与IEC62026相应的现场总线中国标准及包含的现场总线类型。

答：GB／T18858.2－2002：AS-i；GB／T18858.3－2002 ：DeviceNet

第2章现场总线网络基础

（1）网络按传输技术分类可以分为什么网络？按网络尺度分类可以分为什么网络？按网络的拓扑结构分类可以分为什么网络？

答：按传输技术分为：点对点网络，广播式网络；按网络尺度分为：个域网，局域网，城域网，广域网，互联网；按网络的拓扑结构分为：星型，环形，总线型，树型，不规则型，完整型；

（2）计算机网络的体系结构、对等进程、对等实体

答：计算机网络按功能划分成多层结构，同层之间采用协议进行通信，相邻层之间通信使用接口，层和协议的集合称为计算机网络的体系结构；不同机器上构成对应层的实体称为对等进程（peer）；不同机器上同一层的实体叫做对等实体（peer entity ）。

（3）报文、数据包（分组）、帧。

答：第4层和第4层以上的PDU称为报文（message）；第3层的PDU称为数据包或分组（packet）；第2层的PDU称为数据帧（data frame）或帧（frame）。（4）如何理解服务、接口和协议？

答：服务是指某一层向它上一层提供的一组原语（操作）。服务定义了该层准备代表其用户执行哪些操作，但它并不涉及如何实现这些操作；在每一对相邻层之间的是接口（interface）。接口定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务；协议就是定义通信双方同层对等实体之间传输/交换的数据单元的格式和意义的一组规则；

（5）SAP、IDU、PDU、SDU、ICI。

答：SAP：服务访问点，IDU：接口数据单元，PDU：协议数据单元，SDU：服务数据单元，ICI：接口控制信息。

（6）面向连接的服务与无连接服务。

答：面向连接的服务：按照电话系统建模的；无连接服务：按照邮政系统建模的，存储-转发交换，直通式交换。

（7）OSI参考模型分为哪7层？TCP／IP参考模型分为哪4层？

答：OSI参考模型：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层；TCP／IP参考模型：主机和传输线路接口，互联网层，传输层，应用层。

（8）TCP、UDP、IP。

答：TCP：面向连接的传输控制协议（Transport Control Protocol）（排序和流量控制）；UDP：无连接的用户数据报协议（User Datagram Protocol）；IP：网络之间互连的协议（Internet Protocol）。

（9）OSI参考模型和TCP／IP参考模型的异同点。

答：共同点：都以协议栈概念为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立；两个模型中各个层的功能也大致相似；传输层之上的各层都是传输层服务的用户，并且是面向应用的。不同点：OSI模型中的协议比TCP／IP参考模型的协议具有更好的隐藏性，在技术发生变化时能相对比较容易地替换掉；OSI参考模型产生在协议发明之前，TCP／IP首先出现的是协议；OSI模型有7层，而TCP/IP 模型只有4层；OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信，TCP／IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式，给了用户选择的机会。