现场总线郭琼习题答案
09现场总线及应用B案参考答案及评分标准
2．睡眠/唤醒机制答：神经元芯片可以通过软件设置进入低电压的睡眠状态。
在这种模式中，系统时钟、使用的程序和计数器关闭，但是使用的状态信息被保留。
当输入有如下的转换是，其中包括：I/O 管脚的输入、IO4~IO7、Service管脚信号、通信端口、差分模式CP0或CP1、单端模式CP0、专用模式CP3，正常模式CP3，正常的系统操作被恢复。
3．差错控制答：分散控制系统的通信网络是在条件比较恶劣的工业环境下工作的，因此，在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。
这些错误轻则会使数据发生变化，重则会导致生产过程事故。
因此必须采取一定的措施来检测错误并纠正错误，检错和纠错统称为差错控制。
4．CSMA/CD答：即载波监听多路访问/冲突检测方法5．结构化编程答：结构化编程的基本思想是采用"自顶向下，逐步求精"的程序设计方法和"单入口单出口"的控制结构。
四、问答题（每小题6分，共30分）解释常用的三种CSMA坚持退避算法，优先级较高的节点可采用哪种方式发送？答：常用的三种避退算法主要用于带冲突检测的随机访问方式CSMA/CD中，内容如下：（1分）（1）1－坚持：空闲－发送，忙－监听，冲突－等待P－监听，发送阻塞报文。
（1分）（2）非坚持：空闲－发送，忙－等待P－监听，比1)效率低，冲突少、延时长。
（1分）（3）P－坚持：空闲－P发送（或1－P发送），忙－监听。
（1分）优先级较高的节点通常可采用1－坚持的算法。
（2分）简述CAN的特点，相对其它现场总线，为何其在不加中继的情况下，能够传输较远的距离？答：CAN总线主要应用于汽车和仪器仪表的检测和控制，其特点如下：多主方式工作，不分主从，通信方式灵活，无需站地址等节点信息。
节点不同优先级，满足不同实时要求，最快时间：134μs；非破坏性总线仲裁技术，低优先级节点主动退出发送。
报文滤波，实现点对点、一点对多点、全局广播等。
现场总线技术及其应用 第2版 教学课件 ppt 作者 郭琼 第1章
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4.现场总线系统的优点
• 提高了系统的准确性与可靠性 1）现场总线设备的智能化、数字化，与模拟 信号相比，从根本上提高了测量与控制的精确度， 减少了传送误差； 2）系统的结构简化、设备与连线减少，现场 仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提 高了系统的工作可靠性； 3）设备标准化，功能模块化，使系统具有设 计简单，易于重构等优点。
Date: 2019/1/30
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4.现场总线系统的优点
• • • • • 节省硬件数量与投资 节省安装费用 节省维护开销 用户具有高度的系统集成主动权 提高了系统的准确性与可靠性
Date: 2019/1/30
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4.现场总线系统的优点
• 节省硬件数量与投资 1）智能现场设备直接执行多参数测量、控制、 报警、累计计算等功能，减少了变送器的数量； 2 ）不需要 DCS 系统的信号调理、转换等功能， 节省硬件投资，减少控制室的占地面积。
（2）Profibus:离散工业，机械制造业自动化 （3）WorldFIP:交通行业自动化 （4）LonWorks:楼宇自动化
现场总线技术 --现场总线技术把单个分散的仪表或设 备变成了网络的节点
Date: 2019/1/30
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1.现场总线简介
现场总线控制系统FCS
----以现场总线为纽带，连接分散的现场仪表或设备， 使之成为可以相互沟通信息、共同完成自动控制任务的网 络系统与控制系统.
与传统仪表的不同之处 现场总线技术的关键
Date: 2019/1/30 Page: 43
三、现场总线技术的标准化
制定现场总线标准的国际标准化组织： 1）IEC---国际电工委员会
现场总线课后答案
现场总线课后答案现场总线课后答案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。
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传输宽带传输异步转移模式ATM 7.在载带传输中有哪几种常用的数据表示方法？调幅方式、调频方式、调幅方式8.在数据通讯系统中，通常采用哪几种数据交换方式? 线路交换方式报文交换方式报文分组交换方式9.比较通信系统中的几种拓扑结构。
星型结构：在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。
中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。
环型结构：通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。
中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。
链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。
总线型结构：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。
一个站发送数据，所有其它站都能接收。
10.介质访问控制方式主要有哪两种?说明各自的含义。
/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。
11.什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几个例子。
具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。
例如限位开关、感应开关等各类开关；条形码阅读器；光电传感器；温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器；可编程逻辑控制器PLC；PID 等数字控制器；各种数据采集装置等。
集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解
本答案仅供参照。
第1章绪论什么是过程计算机控制系统？它由哪几局部构成？经过详细比如说明。
答：它是指由被控对象、丈量变送装置、计算机和履行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。
比如温度控制系统。
计算机控制工业生产过程有哪些种种类？答：计算机控制工业生产过程一般有五种种类：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监察控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。
计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要构成局部？各局部是如何相互联系的？此中过程通道有几种根本种类？它们在系统中起什么作用？答：计算机控制系统的硬件一般包含：主机、外面设施、过程输入输出设施。
两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。
输入过程通道包含：A/D通道---- 把模拟信号变换成数字信号后再输入；DI 通道----- 直接输入开关量信号或数字量信号。
输出过程通道包含：D/A通道---- 把数字信号变换成模拟信号后再输出；DO 通道----- 直接输出开关量信号或数字量信号。
直接数字控制系统的硬件由哪几局部构成？答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机〔主机〕、过程输入输出通道、操作台和计算机协助设施构成。
如以下列图所示。
数字PID控制算法有几种形式？各有什么特色？答：数字PID控制算法有地点式、增量式、速度式三种形式。
PID地点式根据误差计算阀门的地点，PID增量式依据误差计算阀门的变化；PID速度式依据误差变化程度计算阀门的变化。
试推导计算机控制系统PI控制算法的地点式、增量式和速度式。
答：模拟PI控制算法为1tu(t)k p[e(t)e(t)dt]T I此中，k p----比率增益TI----积分时间常数在采样周期相当短临时，用矩形法近似取代积分项此中T为采样周期，k为采样序号。
PI地点式算法为：ku(k)k p e(k) k I e(i)u xi 0t ke(t)dt Te(i)，0PI增量式算法为：u(k) k p e(k) k I e(k)PI速度式算法为：u(k)k p e(k)k I e(k)v(k)TT T此中，u x----- 误差〔它是初始阀门地点〕u(k)---第k次输出的误差校订当e(k)---第k次采样值的误差校订当试推导计算机控制系统PD控制算法的地点式、增量式和速度式。
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。
PLC应用技术第2版习题答案作者郭琼第九章
第9章S7-200 PLC的基础及应用一、S7-200 PLC的硬件1．基本单元S7-200系列包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226共5种型号的基本单元。
图1 CPU224 DC/DC/DC外形图2．扩展单元1）数字量I/O扩展单元S7-200系列PLC提供了多种数字量I/O扩展单元，包括EM221、EM222、EM223扩展单元。
可提供8点、16点或32点数字量I/O点，来满足不同的控制需要。
除CPU221外，其他CPU模块均可以配接多个扩展模块，连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。
具体数字量输入/输出模块如表1所示。
表1 数字量扩展模块2）模拟量扩展单元S7-200PLC有3种模拟量扩展模块，如表2所示，转换位数都为12位。
表2 模拟量扩展模块3）热电偶/热电阻模块EM231热电偶/热电阻模块是最常用的模块，具有冷端补偿电路。
EM231热电偶输出的电压范围为±80mV，模块输出15位加符号位的二进制数。
EM231热电偶可以用于J、K、E、N、S、T和R型热电偶，用模块下方的DIP开关来选择热电偶的类型。
EM231热电阻的接线方式有2线、3线和4线3种，4线方式的精度最高，2线方式受接线误差的影响精度最低；EM231热电阻模块可以通过DIP开关来选择热电阻的类型、接线方式、测量单位和开路故障的方向。
4）通讯扩展模块EM277 PROFIBUS-DP模块是常用的通讯扩展模块，通过EM277 PROFIBUS-DP扩展模块可将S7-200CPU 连接到PROFIBUS-DP 网络；CP243-2通讯处理器是AS-i主站连接部件，专门用于S7-200(CPU 22×)，最多可连接31个AS-i从站，连接的同时显著增加了S7-200可利用的I/O点数。
3．相关设备S7-200系列PLC提供了文本显示器TD-200和TD-200C，它们可以显示两行，每行20个字符，每两个字符的位置可以显示1个汉字，通过它们可以查看、监控和改变应用程序的过程变量。
集散控制系统与现场总线试题习题及答案
本答案仅供参考。
第1章绪论1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪几部分组成？通过具体示例说明。
答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。
例如温度控制系统。
1.2 计算机控制工业生产过程有哪些种类型？答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。
1.3 计算机控制系统的硬件一般有哪几大重要组成部分？各部分是如何互相联系的？其中过程通道有几种基本类型？它们在系统中起什么作用？答：计算机控制系统的硬件一般涉及：主机、外部设备、过程输入输出设备。
两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。
输入过程通道涉及：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入；DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。
输出过程通道涉及：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。
1.4 直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成？答：直接数字控制系统的硬件重要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。
如下图所示。
1.5 数字PID 控制算法有几种形式？各有什么特点？答：数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。
PID 位置式根据偏差计算阀门的位置，PID 增量式根据偏差计算阀门的变化；PID 速度式根据偏差变化限度计算阀门的变化。
1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。
答：模拟PI 控制算法为])(1)([)(0⎰+=tI p dt t e T t e k t u 其中，p k ----比例增益I T ----积分时间常数在采样周期相称短暂时，用矩形法近似代替积分项∑⎰=≈ki ti Te dt t e 00)()(，其中T 为采样周期，k 为采样序号。
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。
现场总线郭琼习题答案
《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》安徽机电职业技术学院电气工程系作者：卡尔二毛第一章：1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4.集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS）2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。
工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。
3.计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：完成对生产过程的自动控制、运行参数监视等。
4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。
输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
5.计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：用户软件和系统软件。
用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。
6.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。
核心思想：集中管理、分散控制。
7.简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。
集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。
综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。
8.生产过程包括哪些装置？答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
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。
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”。
(完整版)现场总线试题..
1. 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。
8．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。
11. 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通信, 用于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 1 个活动主站, 多主站系统总线运行阶段,总线上有多个主站21、多主系统中，主站必须得到响应才能和其从站进行通信。
现场总线技术及其应用 第2版 教学课件 作者 郭琼 第7章
第7章现场总线控制系统集成及其应用一、系统集成概述二、系统集成方法三、OPC技术四、现场总线控制系统集成的应用Date:2015-5-29 Page: 1一、系统集成概述系统集成的概念系统集成可以理解为按系统整体性原则，将原来没有联系或联系不紧密的元素组合起来，成为具有一定功能的、满足一定目标的、相互联系、彼此协调工作的新系统的过程。
通过系统集成，可实现最大限度地提高系统的有机构成、系统的效率、系统的完整性、系统的灵活性，同时简化系统的复杂性，并最终为企业提供一套切实可行的完整的解决方案。
Date:2015-5-29 Page: 2一、系统集成概述系统集成框架Date:2015-5-29 Page: 3Date:2015-5-29 Page: 4一、系统集成概述系统集成框架位于生产控制和网络结构底层的低带宽网络，可与局域网、Internet 、Intranet 相连，构成开放的网络。
一、系统集成概述系统集成框架•现场控制层：集成系统的底层，由现场控制设备作为网络节点构成整个系统的控制网段。
主要实现对生产过程的常规检测和基本控制，包括传感变送、PID调节等功能的集成。
•过程监控层：一般由担任监控任务的工作站、PC机或控制器作为网络节点构成局域网段，主要用于完成对控制系统的组态，执行对控制系统的监视、报警、维护，将采集到的现场信息置入实时数据库，进行优化计算和先进控制。
•企业管理层：集成系统的最上层，由高性能计算机、工作站、PC 机等网络节点构成，是实现企业信息集成和管、控一体的重要组成部分，主要用于企业的计划、销售、生产、库存以及企业经营等方面信息的传输，从而在分布式网络环境下构建一个安全的远程监控系统。
Date:2015-5-29 Page: 5一、系统集成概述系统集成框架目前，控制网络与上层网络的连接方式一般有以下三种：1）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。
2）将现场总线网卡和以太网卡都置入工业PC。
现场总线复习大纲答案
1.什么是现场总线？现场总线的定义(四种)（1）用于现场仪表与控制主机系统之间一种开放的、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。
2.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？FCS的特点：（1）系统的开放性（2）互可操作性与互用性（3）现场设备的智能化与功能自治性（4）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性FCS的优越性：（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3.什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几个例子。
具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。
例如（1）限位开关、感应开关等各类开关; （2）条形码阅读器; （3）光电传感器; 温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器; （4）可编程逻辑控制器 PLC; PID 等数字控制器; （5）各种数据采集装置; （6）作为监视操作设备的监控计算机、工作站及其外设; 各种调节阀; （7）电动机控制设备; （8）变频器; 机器人; （9）作为现场控制网络连接设备的中继器、网桥、网关等4.现场控制网络完成哪些通信任务？（1）将现场运行的各种信息(现场设备的运行参数、状态以及故障信息等)传送到远离现场的控制室；（2）又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场的测量控制现场设备中；（3）现场级控制设备之间数据联系与沟通；（4）还要在与操作终端、上层管理网络的数据连接和信息共享中发挥作用。
5. 现场控制网络与普通计算机网络有哪些不同？其特点是什么？不同：现场总线控制网络的设备类型、传输信息的种类、网络所执行的任务、网络所处的工作环境等都与普通计算机网络不同。
总线答案全部
第一章1.现场总线的概念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.现场总线系统体系结构最底层是Infranet 控制网，各控制器节点下放分散到现场，构成一种彻底的分布式控制系统体系结构。
3.现场总线控制系统的发展趋势(1)现场总线的国际标准还会增加；(2)实时工业以太网还要发展；(3)现场总线的通信安全问题将成为研究热点；(4)无线通信正在展露头角；(5)现场总线控制系统是全面数字化、网络化的控制系统；(6)现场总线控制系统的网络结构向简单化的方向发展；(7)现场总线控制系统大量采用成熟、开放、通用的技术。
4.现场总线控制系统的技术特点(1)系统的开放性；(2)可互操作性和互用性；(3)系统结构高度分散，设备必须是微机化的智能设备；(4)良好的现场环境的适应性；(5)连接在总线上的个节点智能化设备具有相同体系结构和相同的对等层协议。
5.现场总线与局域网的区别功能方面：现场总线传输速率低，但实时性高；局域网传输速率高，但不要求实时性。
实现方式：现场总线实现成本低；局域网实现成本高。
第二章1.数据通信的基本概念(1)信息是指有用的知识，网络通信的目的就是为了交换信息。
数据是信息的表达方式。
信号是数据在传输过程中的电磁波表示形式。
(2)模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号。
数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号，通常表现为离线的脉冲形式。
(3)码元是时间轴上的一个信号编码单元。
(4)发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传送到数据接收方的过程称为数据通信。
(5)在数据通信中，通常将数据的发送方称为信源，将数据的接收方称为信宿。
在信源与信宿之间建立的一条传送信号的物理通道，称为信道。
2.通信方式：理解串行、通信方式的含义，掌握串行通信的三种方式(1)串行通信：串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信通道。
(2)并行通信：并行通信方式必须在收发双方之间建立并行的多条通信通道。
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现场总线郭琼习题答案安徽机电职业技术学院电气工程系第一章:1. 过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪 表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC ） 4 集散控制系统（DCS ）5.现场总线控制系统（FCS ）2. 阐述DDC 控制系统的结构及工作过程？ 答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、 输出设备组成。
工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现 场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一 定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输 出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合 系统要求性能指标。
3. 计算机在DDC 控制系统中起什么作用?答：完成对生产过程的自动控制、 运行参数监视 案》 作者：卡尔二毛4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。
输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
5•计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：用户软件和系统软件。
用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。
6•什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。
核心思想：集中管理、分散控制7•简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。
集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。
综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。
8.生产过程包括哪些装置？答: PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
9•什么是现场总线？现场总线有哪些特点？答：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现双向、串行、多节点数字通信的技术特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。
10.现场总线的本质含义表现在哪些方面？答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络11.比较集散控制系统(DCS )与现场总线控制系统(FCS)的优缺点？答：在信号类型上：DCS有模拟信号和数字信号两种，而FCS只有数字信号，在抗干扰方面较DCS好。
在状态监控上：DCS不能了解模拟仪表的工作状况，不能对其进行参数调整，且没有自诊断功能；FCS能实现远程监控、参数调节、自诊断等功能。
在开放性上：DCS大部分技术参数由制造厂自定，导致不同品牌的设备和仪表无法呼唤；FCS通信协议公开，用户可自主进行设备选型、设备互换、系统配置等等12.常用现场总线有哪些？它们各有什么特点？答：FF Profibus Lon Works CC-L ink Modbus特点：FF:采用ISO/OSI参考模型的简化模型。
只具备其中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层。
FF分低速H1和高速H2两种通信速率。
Profibus:采用了ISO/OSI模型中的3层，，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层，由.Profibus-DP/Profibus-PA/Profibus-FMS 这3各版本组成。
Profibus采取主站之间令牌传递方式和主、从站之间的主-从通信方式。
Lon Works :采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议，并采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。
13•归纳现场总线技术的现状，并展望其发展趋势？答：此题略。
14.你认为现场总线对自动控制系统会产生怎样的影响？答：影响主要体现在以下几个方面：1•现场总线控制系统信号类型 2.自动控制系统的体系结构3•自动控制系统的产品结构4•现场总线为实现企业综合自动化提供了基础 5.现场总线技术打破了传统垄断。
15.谈谈你对现场总线的理解和看法。
答：暂且不谈论现场总线，谈论一下王喜的为人。
我感觉这个年轻人不错，祝他在以后的道路上更加给力！（瞎扯淡---哈哈）第二章：1.什么是总线？总线主设备和从设备各起什么作用？答：总线是多个系统功能部件之间传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。
主设备：能够在总线上发起信息传输的设备，具备在总线上主动发起通信的能力；从设备：挂接在总线上、不能再总线上主动发起通信，只能对总线信息接收查询的设备。
2.总线上的控制信号有哪几种？各起什么作用？答: 3种。
1.控制设备的动作与状态2.改变总线操作方式3.表明地址和数据的含义。
作用：1.完成诸如设备清零、初始化、启动和停止等所规定的操作；2.改变数据流的方向，选择数据字段和字节等；3.对于地址，可以用指定某一地址空间或表现出现了广播操作；对于数据，可以用于指定它能否转译成辅助地址或命令。
3.总线的寻址方式有哪些？各有什么特点？答：3种。
1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。
特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。
2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。
3.用于选择多个响应者。
4•数据通信系统由哪些设备组成？各起什么作用？答：5部分。
1•信息源2•发送设备3•传输介质4 接收设备5•信息接受者作用：1.把各种消息转换成原始电信号；2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；3.传输信号的媒介4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。
5.将复原的原始信号转换成相应的消息。
5.试举例说明数据和信息的区别？答：数据时信息的载体，它是信息的表示形式，单独的数据并没有实际的含义，但如果把数据按一定规则、形式组织起来，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息，即信息是对数据的解释。
举例：字符“你”、“ 一”、“好”、“个”、“人”、“是” 6个字符数据，无规则并无实际意义，而按照一定规则排出“你是一个好人”则具有实际意义，这就是信息。
6.什么是数据传输率？它的单位是什么？答：单位时间内传送的数据量。
单位有比特率S 和波特率B7.试比较串行通信和并行通信的优缺点？答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。
优点：传送数据速度很快，传输效率高，8.什么是异步传输？什么是同步传输？各用于什么场合？答：异步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。
同步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方保持同步，即时钟频率相同。
异步传输主要应用于中、低速数据通信；同步传输主要应用于高速通信。
9•串行通信接口标准有哪些？试分别阐述其电气特性？答:1.RS-232C 通信接口、2.RS-422A 通信接口、 3.RS-485 通信接口。
电气特性：1•其中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系，电气接口采用单端驱动、单端接收电路，容易受到公共底线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。
2•由于RS-422A采用差动发送，差动接收的工作方式并使用+5V电源，因此通信速率、通信距离、抗共模干扰等方面较RS-232C接口有较大的提高。
3.RS-485的逻辑“ 1”以两线间的电压差为+ (2~6V)表示，逻辑“ 0”以两线间的电压差为-(2~6V)表示。
10•工业通信网络有几种拓扑结构?答：星形、环形、总线型11•试分析总线型拓扑结构的优缺点？答：优点：连接布线简单，容易扩充，成本低廉, 而且某个节点一旦失效也不会影响其他节点的通信，缺点：端用户发送数据时可能出现冲突。
12.常用网络控制方法有哪几种？答：令牌方式、争用方式、主从方式13•试阐述以令牌传递方式发送数据和接收数据的过程？答：此题略。
14.在CSMA/CD中，什么情况会发生信息冲突？如何解决？答如果两个以上的节点同时发送信息就会产生线路冲突即发生信息冲突。
解决：每个站在发送数据帧前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧，每个站必须有能力随时监测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
15•通常使用的数据交换技术有几种？各有什么优缺点？答：3种。
1•线路交换方式2•报文交换方式3•分组交换方式特点：1.优点：数据传输迅速可靠，并能保持原有序列。
缺点：一旦通信双方占有通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。
适用于时间要求高、且连续的批量数据传输。
2.优点：交换数据效率高，信道可以复用且需要时才分配信道，可以方便地把报文发送到多个目的节点。
缺点：延时长，不能满足实时交互式的通信要求，有时节点收到的报文太多，以致不得不丢弃或阻止某些报文，对中继器的存储容量要求较高。
3.优点：转发延时短，数据传输灵活。
缺点：目的节点要对分组进行重组，增加了系统的复杂性。
16.曼彻斯特波形的跳变有几次含义？答：这个跳变即做时钟信号，又作为数据信号。
含义为：从高到低的跳变表示“ 1”，从低到高的跳变表示“ 0”。
17.有一比特流10101101011画出它的不归零码波形和曼彻斯特波形和差分曼彻斯特波形？18.什么是差错控制？列举几种基本的差错控制方式？答：差错控制是指在数据通信过程中发现或纠正差错，并把差错限制在尽可能小的、允许的范围内而采用的技术和方法。
女口：奇偶校验码、二维奇偶监督码、恒比码、汉明码。
19.简要说明光缆传输信号的基本原理？答：将发送信号通过光电转换器变成光信号，利用光学原理的全反射，使光在光缆中传输到达目的地。
20•采用光缆传输数据有哪些优势？答：抗干扰性好、具有更宽的带宽和更高的传输速率、衰减少，无中继器时传输距离远。
21•试比较双绞电缆和同轴电缆的传输性能？答：双绞线可以传输模拟信号又可传输数字信号，同轴电缆50号的电缆用于数字传输，75号的电缆用于模拟传输。
双绞线与其他传输介质相比，在数据传输速度、传输距离受到一定限制，同轴电缆的数据传输速度、传输距离优于双绞线。
22•为什么引进ISO/OSI参考模型？它能解决什么问题？答：为了实现不同设备之间的互联与通信，试图使各种计算机在世界范围内互联为网络的标准框架。
故引进ISO/OSI参考模型。
解决：指导生产厂家和用户共同遵循的规范，任何人均可免费使用，它是一个在制定标准时所使用的概念性框架，设计者可根据这一框架，设计出符合各自特点的网络。