《现场总线》历年期末试卷答案
现场总线期末试题及答案
现场总线期末试题及答案这是一个针对现场总线（Fieldbus）概念和应用的期末试题及答案。
现场总线是一种工业自动化网络协议，用于连接工业设备和系统，实现数据传输和控制。
以下是试题及相应答案：试题一：1. 现场总线的主要优势是什么？答：现场总线的主要优势包括：- 减少布线复杂性和成本：使用现场总线可以减少传感器、执行器和控制器之间的布线长度和数量，降低了成本和维护难度。
- 提高灵活性和可扩展性：现场总线允许设备的添加、移除和重配置，使得工业系统更具灵活性和可扩展性。
- 实时通信和快速响应：现场总线提供了实时通信和快速响应的能力，对于工业控制和监测非常重要。
- 更好的诊断和故障排查：现场总线允许对设备进行诊断和故障排查，提高了设备运行的可靠性和可维护性。
- 数据集成和共享：通过现场总线，不同设备和系统之间可以实现数据集成和共享，促进了信息流的畅通。
2. 现场总线的通信速率取决于哪些因素？答：现场总线的通信速率取决于以下因素：- 网络拓扑结构：网络拓扑结构的不同将影响总线上设备的通信速率。
最常用的拓扑结构是总线型、星型和树型结构。
- 网络长度和延迟：总线长度的增加会导致信号传输的延迟增加，从而影响通信速率。
- 通信介质和物理层规范：不同的通信介质和物理层规范支持的最大数据传输速率也不同。
- 网络负载和设备数量：网络负载指的是同时传输的数据量，增加网络负载和设备数量会降低通信速率。
3. 现场总线的种类有哪些？请简要介绍一种现场总线协议。
答：现场总线的种类包括Profibus、Modbus、CANopen、DeviceNet 等。
以Profibus为例进行简要介绍：Profibus（Process Field Bus）是一种用于工业自动化领域的通信总线协议。
它支持数据传输和控制任务，在过程控制和工厂自动化中得到广泛应用。
Profibus具有高速传输、可靠性好、扩展性和灵活性强等特点。
它分为DP（Decentralized Periphery）和PA（Process Automation）两种类型，分别适用于不同的应用场景。
电力仪表的现场总线技术考核试卷
B. Modbus
C. HART
D. IEEE 802.11
3.以下哪些因素会影响现场总线系统的通信质量？（）
A.电缆类型
B.通信距离
C.环境干扰
D.波特率
4.以下哪些设备可以连接到电力仪表现场总线？（）
A.开关
B.保护继电器
C.变送器
D.控制器
5.以下哪些技术用于提高现场总线通信的可靠性？（）
C.执行器
D.网络交换机
10.以下哪种现场总线技术支持更高的数据传输速率？（）
A. RS-232
B. RS-485
C. Ethernet
D. CAN
11.在现场总线技术中，以下哪项是用于描述数据传输过程中可能出现的错误？（）
A. CRC
B. parity
C. bandwidth
D. latency
12.以下哪个总线标准定义了传输数据的物理层和数据链路层的规范？（）
2.描述现场总线系统中的冗余技术，并解释其在提高系统可靠性方面的作用。
3.详细说明如何对电力仪表现场总线系统进行故障诊断和排除。
4.讨论现场总线技术在工业4.0和智能制造背景下的发展趋势和挑战。
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. C
3. A
4. C
5. A
6. D
7. C
8. C
9. A
10. C
11. A
3.在MODBUS协议中，常用的传输模式有______和ASCII模式。
4.电力仪表中，用于实现现场总线通信的物理层标准是______。
5.在Profibus现场总线技术中，DP表示______。
6.串行通信中，波特率是指每秒钟传输的______。
（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）。
现场总线考试试题4
现场总线考试试题4623工作室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。
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。
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。
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”。
1213212145现场控制总线B答案及评分标准.doc
1213212145现场控制总线B答案及评分标准试卷代号：1213212145河南省化学工业学校2012~2013学年第二学期期末考试试卷《现场控制总线》B答案及评分标准第一题：填空题（每空1分，共35分）1. DCS、FCS模拟仪表控制系统、直接数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统23单工、双工、半双工4.物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层5. 星形拓扑、环形拓扑、总线拓扑、树形拓扑6.31.25kHz、0.75〜IV、9〜32V 7•中继器、中继器、4、9500m 8.功能快、转换快9.PROFIBUS・DP、PROFIBUS・PA、PROFIBUS-FMSo 10•低速（FF-H1）＞高速（FF・HSE）、低速FF-H1第二题：判断题（每题2分，共10分）1-5：错、对、对、对、对第三题：选择题（每题2分，共20分）1—5： C、C、B、A、D第四题：名词解释（每题5分，共10分）1.现场总线：现场总线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。
2•本质安全技术：木质安全技术是指保证电气设备在易燃、易爆环境下安全使用的一种技术。
它的基本思路是限制在上述危险场所中工作的电气设备屮的能量，使得在任何故障的状态下所产生的电火花都不足以引爆危险场所中的易燃、易爆物质。
第五题：简答题（共25分）1.（5 分）答：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 O按照链路活动调度器内保留的调度表，向网络上的设备发送CD （Compel Data ），提供发送周期数据的机会。
（1分）（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。
（1分）（3）为新入网的设备探测未被采用过的地址。
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。
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。
《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。
现场总线课后题答案 考试重点
1、工业企业类型是如何划分的？按照加工处理模式，把工业划分为流程工业、制造业和混合型三种。
2、什么是工业网路？工业网络是由哪些主要部分组成的？工业网络是在一个企业范围内将信号检测数据传输、处理存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部资源共享，信息管理、过程控制、经营决策并能够访问企业外部资源和提供限制性外部访问，是的企业的生产管理和经营能够高效率的协调运作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。
按网络连接结构，将企业的网络系统划分为三层：底层、控制层、企业的内部网络外部的互联网；按网络的功能结构，将工业网络划分为3层：企业资源计划层、制造执行系统层、现场总线控制系统层。
3、现场总线在工业网络中处于什么位置？主要作用是什么？现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于底层的位置，所以它是构成整个工业网络的基础。
主要作用：进行过程数据采集，进行直接的数据控制，进行设备和系统的监测和诊断，实施安全性和冗余方面的措施。
4、什么是NRZ 编码和曼彻斯特编码？它们各有什么特点？非归零码是相对于归零码来说的，如果逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，则在整个码元时间内都维持有效电平的编码就是NRZ。
特点存在直流分量，能有效的利用信道的带宽。
曼彻斯特编码是工业中数据通信中最常用的一种基带信号编码，也叫相位编码。
具有内在的时钟信号，它的特点是在每一个码元中间都产生一个跳变，这个跳变沿既可以作为时钟也可以代表数字信号的取值。
不存在直流分量，需要双倍的传输带宽。
5、什么是异步传输和同步传输？异步传输和同步传输是串行通信中使用的两种同步方式。
异步传输以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每一个字符可以是5位或8位，在每个字符前要加上一个起始位，用来指明字符的开始，每个字符的后面还要加上一个终止码用来指明字符的结束。
同步传输是以数据块为单位进行传输的数据块的组成可以是字符块也可以是外块，同步传说效率比异步传输高。
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《现场总线》历年期末试卷答一. 填空题1.控制网络与计算机网络相比主要特点有：数据传输的及时性和系统响应的实时性、高可靠性及互可操作。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
20.CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。
21.CAN报文的位流根据非归零编码方法来编码。
22. 验收滤波器的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11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。
二. 名词解析：1．现场总线2.报文过滤3. 虚拟现场设备VFD 4.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：12.网络协议1、现场总线：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、报文过滤：一个用软件或硬件设备对向网络上传或下载的数据流进行有选择的控制过程。
3、虚拟现场设备VFD：应用进程中的网络可视对象和相应的OD 在FMS 中称为虚拟现场设备VFD。
是一个自动化系统的数据和行为的抽象模型。
它用于远距离查看对象字典中定义过的本地设备的数据, 其基础是VFD 对象。
VFD 对象包含有可由通信用户通过服务使用的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的网络可视对象和相应的对象描述的体现。
4、工业以太网是以太网、甚至是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物；工业以太网涉及企业网络的各个层次，无论是应用于工业环境的企业信息网络，还是基于普通以太网技术的控制网络，以及新兴的实时以太网，均属于工业以太网的范畴。
5、本质安全技术是指保证电气设备在易燃、易爆环境下安全使用的一种技术。
它的基本思路是限制在上述危险场所中工作的电气设备中的能量，使得在任何故障的状态下所产生的电火花都不足以引爆危险场所中的易燃、易爆物质。
6、链路活动调度器：总线通信中的链路活动调度，数据的接收发送，活动状态的探测、响应，以及总线上各设备间的链路时间同步，都是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，具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点，采用公开、规范的通信协议，以现场总线作为通信连接的纽带，把现场控制设备连接成为可以相互沟通信息，共同完成自控任务的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的、具有独立处理能力的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、实现资源共享和协同工作的计算机系统的集合。
9、总线仲裁：总线在传送信息的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的“仲裁”。
总线仲裁是用于裁决哪一个主设备是下一个占有总线的设备。
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。
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。
d) 适应性：专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。
4.现场总线通信模型有哪些主要特点？答：a) 场总线通信模型是对OSI 参考模型进行简化，通常只采用OSI 模型的第1层和第2层及最高层应用层。
目的简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。
b) 各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好应用效果。
c) 通信数据的信息量较小，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。
5.基金会现场总线的通信模型包括哪些层次，各自的作用是什么？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)工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。
(2)工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产。
(3)工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性等。
(4)工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环境中控制柜内所需电源为低压24V 直流。
(5)采用标准导轨安装，安装方便，适用于工业环境安装的要求。
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．简述什么是令牌传递总线方式？这种方式和CSMA/ CD 方式一样, 采用总线网络拓扑, 但不同的是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的逻辑位置, 末站的后站就是首站, 即首尾相连。
每站都了解先行站( PS) 和后继站( NS) 的地址, 总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。
四、计算题：1.CRC 校验码是网络通信中普通采用的形式，假设待发送的消息为1000100101，生成多项式选用G=X 5+X 4+X 2+1，CRC 校验码为多少，发送方发出的信息为什么？ 解:根据待发送的消息10 0010 0101,可得信息字段代码: 952()1m x x x x =+++ 代码为: 10 0010 0101生成多项式: 542()1G x x x x =+++ 代码为:11 01015141075()m x x x x x x =+++ 代码为:100 0100 1010 00005()m x x 再与()G x 进行模2的除法运算，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的信息：1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 112.用速率为2400bps 的调制解调器（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）。