某大学现场总线复习题(doc 8页)

1.计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？

一、数据采集与处理：计算机并不直接参与控制，对生产过程不会产生直接影响，能对整

个生产过程进行集中监视，可进行越限报警，可以得到大量统计数据。

二、直接数字控制系统（DDC）：由计算机参与闭环控制过程，无需模拟控制器，控制系

统有一个功能较齐全的运行操作台，设定、显示、报警等集中在这个控制台上，操作方便，由于计算机与过程装置之前的双向信号流动的是通过硬性物连接装置来实现的，其中流动的信号都是电气信号，因此计算机不可能与现场装置离得太远，所以每台计算机所控制和管理的过程装置数量很少，多数情况下应用为单回路控制。

三、监督计算机控制系统（SCC）：一般由两级计算机组成，第一级计算机与生产过程连

接，并承担测量和控制任务，即完成DDC控制，第一级计算机和第二级计算机之间的数据通信，通常采用串行数据链路规程，传送效率一般较低。

四、集散控制系统（DCS）：采用网络技术实现数据的高速远距离传送；采用分布的、相

对独立的控制站在一定程度上避免了多回路集中控制的风险；通过控制站得冗余设计提高了控制系统的可靠性。

五、现场总线控制系统（FCS）：采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信

协议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实际需要的控制系统。

2.什么是现场总线？简述现场总线出现的背景？

1.在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线；

2.出现的背景是：一是技术基础：现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA及普

通开关量信号的传输；二是技术开发和标准制定的战争：不同的国际标准化组织对现场总线的优缺点存在激烈争论。

3.什么是现场总线控制系统？简述现场总线系统技术特点？

1.现场总线控制系统采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位

于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，各种适应实际需要的控制系统；

2.现场总线系统技术特点：（1）开放性（2）互可操作性与互换性（3）设备智能化

（4）彻底分散（5）现场环境适应性（6）系统可靠性（7）信息一致性（8）经济性（9）易于安装和维护。

4.简述FCS与DCS的区别？FCS有何优点？

区别是FCS是放弃常规的4~20mA模拟信号传输标准，采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实际需要的控制系统；

5.主流现场总线有哪些？其特点如何？

1.主流现场总线有DDC，DCS，FCS；

2.DDC：由计算机参与闭环控制过程，无需模拟控制器，控制系统有一个功能较齐全的运

行操作台，设定、显示、报警等集中在这个控制台上，操作方便，由于计算机与过程装置

之前的双向信号流动的是通过硬性物连接装置来实现的，其中流动的信号都是电气信号，因此计算机不可能与现场装置离得太远，所以每台计算机所控制和管理的过程装置数量很少，多数情况下应用为单回路控制。

DCS：采用网络技术实现数据的高速远距离传送；采用分布的、相对独立的控制站在一定程度上避免了多回路集中控制的风险；通过控制站得冗余设计提高了控制系统的可靠性。

FCS：采用一定的媒体作为通信线路，按照公开、规范的通信协议，在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现全数字传输和信息交换，是各种适应实际需要的控制系统。

1.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？

现场总线的种类主要有：基金会现场总线FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN

2.简述现场总线的优缺点？

现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域；一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用；节省维护开销；提高了；为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。

3.现场总线国际标准由谁制定？目前有哪些标准？

1.现场总线国际标准由国际电工委员会和国际标准化组织制定；

2.目前国际标准共有25种，其中包括IEC61158的20种、IEC62026的4种，以及ISO的

CAN1种。

4.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？

1.（1）某些大公司由于早期投入大量资金使得现场总线产品问世较早，一旦国际标准与

其技术不符，其投入的大量资金则必然化为乌有，因此他们不得不尽力争取成为国际标准；（2）各种现场总线开发组织都受到国际上一些处于垄断地位的跨国公司的支持，而他们所开发的却是打破垄断、全面开放的现场总线；（3）IEC是多极化组织，其代表来自各个国家的一些大公司，根据IEC有关章程，统一的国际标准需要得到75%以上有投票资格国家的赞成，一些小国家在技术和经济上很大程度地依赖于一些跨国公司，这些小国为了自己的利益，在IEC的投票表决中常发生摇摆而不能自主；（4）还没有哪种总线在技术上占有绝对优势，不同领域的测量与控制需求各有特点，在某个领域中产生的总线技术一般对特定领域的满足度高一些，应用多一些，现场总线用户必须依赖设备制造商才能确保设备和工厂的正常运行能力，只能被动地追随他们。

5.通信系统的基本模型中包含哪几部分？各部分的主要作用是什么？

1.包含信源和信宿，发送器，信道，接收器，噪声源；

2.信源和信宿是信息的发出者和接受者；发送器是对基带信号进行各种处理和变换，以

使它适合于在信道中传输；信道是连接发送器和接收器的通信通道；接收器是对接受的信号进行必要的处理和变换，以便恢复相应的基带信号；噪声源是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。

6.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。。。）

1.数据传输模式是指信道上传送所采用的方式；

2.按数据代码传输的顺序可以分为并行和串行传输；按数据传输的同步方式可分为异步传

输和同步传输；按数据传输的流向和时间关系可分为单工、双工和全双工数据传输；按被传输的数据信号特点可分为基带传输、频带传输和数字数据传输。

7.何谓传输媒体？常用的传输媒体有哪些？

1.传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通路。传输媒体可分为有

线的和无限的两种。2.常用传输媒体有双绞线、同轴电缆、光缆