现场总线技术复习题

1.论述计算机控制系统的发展历史。

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。

2.什么是现场总线？现场总线出现的历史背景是怎样的？

定义：1、用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、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。

从20世纪50年代至今一直都在使用着一种信号标准，那就是4一2OmA的模拟信号标准。

20世纪70年代，数字式计算机引人到测控系统中，而此时的计算机提供的是集中式控制处理。

20世纪80年代，微处理器在控制领域得到应用，微处理器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。

随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以IC代替常规电子线路，以微处理器为核心，实施信息采集、显示、处理、传输及优化控制等功能的智能设备。一些具有专家辅助推断分析与决策能力的数字式智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图等功能

通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开始得到广泛应用。与此同时，基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息，并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级控制系统的通信量大增。

另外，从实际应用的角度出发，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。由此，导致了现场总线的产生

3.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？

特点：系统的开放性互可操作性与互用性现场设备的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性对现场环境的适应性

优越性：FCS实现全数字化通信FCS实现彻底的全分散式控制FCS实现不同厂商产品互联、互操作FCS增强系统的可靠性、可维护性

FCS降低系统工程成本

4.通信系统由哪几部分组成?各自具有什么功能?

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。

传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经媒介。

接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等。5.通信的传输模式分为哪几种?

基带传输载波（带）传输宽带传输异步转移模式ATM

6.载带传输中数据的表示方法有哪几种?

(1)调幅方式(2)调频方式(3)调相方式

7.介质访问控制方式主要有哪两种?说明各自的含义。

1.CSMA/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。

8.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（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加了用户层。

9.PROFIBUS的报文格式有哪几种？

1.有固定信息字段长度的格式

2.带数据的有固定信息字段长度的格式

3.有可变信息字段长度的格式

4.短应答

5.令牌报文

10.数据链路层提供哪些数据服务？

1)发送数据需应答(SDA)

2)发送数据无需应答(SDN）

3）发送和请求数据需回答(SRD)

4）循环地发送和请求数据需回答(CSRD)

11.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。

12.PROFInet采用何种方法满足自动化系统的实时通信？

为了能满足自动化中的实时要求，在PROFInel中规定了优化的实时通信通道——软件实时通道(SRT通道)，它基于以太网的第2层。这种解决方案极大地减少了通信栈上占用的时间，从而提高了自动化数据的刷新率方面的性能。

13.STEP7软件的主要功能是什么?

14.STEP7软件主要由哪几部分组成?

15.STEP7软件主要包括哪几种编程语言?

梯形图语句表功能模块

16.组态软件按照软件组成划分分为哪几部分?

（1）应用程序管理器（2）图形界面开发程序3）图形界面运行程序（4）实时数据库系统5）实时数据库系统运行程序（6）I/O驱动程序

17.组态软件WinCC的基本组件有哪些?

组态软件（CS）运行软件（RT）

18.基于PC的PLC与硬件PLC相对比有那些优势？

1）将自动化的传统工艺与IT新技术有机结合，用户可以不断提高控制水平、提高生产率、降低成本。

（2）集成统一的数据库、统一的编程工具、统一的通讯网络，为用户提供基于PC平台的一体化的解决方案。

（3）简化了系统的网络体系结构和设备设计，提高了系统的通讯效率，降低了硬件和备件投资，易于调试和维护。

4）其一体化设计大大提高了控制器、人机界面和网络部件的数据交换速度。（5）有高度兼容性，便于工程师针对不同用户需求和应用场合灵活选择PLC或PC的解决方案,无需对程序进行任何修改。

（6）易学易用，熟悉的PC和操作系统，简单的系统和网络结构，方便的编程和组态软件，用户可在最短的时间内轻松掌握。

（7）有明显的性能价格优势，其集成简单和开放的特点使用户的工程、维护、培训和备件的费用大大降低。

19. SIMATIC WinAC软件主要有哪些功能？

（1）控制功能（2）计算功能３）可视化功能（４）网络功能

（５）工艺技术功能

20.以太网技术作为现场总线技术具有哪些技术优势？

1）采用以太网作为现场总线，可以保证现场总线技术的可持续发展

2）以太网受到广泛的开发技术支持

3）由于以太网是应用最广泛的计算机网络技术，它也受到硬件开发商的高度重视，这使得以太网系统的设计有广泛的硬件产品可供选择。

（4）由于以太网己被使用多年，以太网具有大量的软件资源，人们对以太网设计、应用有很多的经验，对以太网技术十分熟悉。

最重要的是，如果采用以太网作为现场总线技术，可以避免现场总线技术游离于计算机网络技术的发展主流之外，使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来，形成现场总线技术和一般的计算机网络技术相互促进的局面。