现场总线作业

第一章

1.工业企业的类型是如何划分的？

答：按加工处理模式分：流程工业、制造工业、混合型工业三种类型。

2.什么是工业网络？工业网络是由哪些主要部分组成？

答：①定义：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，以实现企业内部的资源共享、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，使得企业的生产、管理和经营能够高效率地协调运作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。

②组成：网络连接结构分为地层控制网、企业内部网、互联网Internet

按照网络功能分为企业资源计划层、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？它的主要作用是什么？答：①在工业网络中处于底层的位置，它构成整个工业网络的基础

②1）进行过程数据采集2）进行直接数字控制3）进行设备和系统的监测和诊断4)实施安全性和冗余方面的措施P10

4.DCS、PLC、IPC和FCS等控制系统的特点是什么？

答：DCS：集中管理、分散控制、即管理与控制相分离。

PLC：高可靠性、低价位迅速占领了中低端控制系统的市场，主要用于控制环境恶劣，以开关量为主的场合。

IPC：以模拟量为主，规模不大，要求有较强的数据处理能力和打印现实功能。

FCS：整个系统处于全开放、全数字、全分散的机制平台傻瓜，在工业自动化的许多场合得到了成功的应用。

第二章

1.什么是数据通信系统？什么是工业数据通信？

答：定义：以计算机控制系统为主体将数字信息从一个地方传输到另外一个地方的系统为数据通信系统。

工业数据通信是利用数据传输技术传输信息的过程。用于把计算机技术和通信技术相结合，并应用于工业自动化领域中，通过智能化的现场设备把车间层和设备层的工业数据安全准确地传送到上层网络中。

2.信息、数据、信号三者之间的关系是什么？

答：数据是传递信息的实体，而信息是数据的内容和解释，是人们要通过通信系统传输的内容。信号是在信道上传输的电/光编码。

3.请解释比特率、波特率的概念，以及它们之间的关系。

答：比特率：数据传输速率（bit/s）,即每秒传递数据的位数。

波特率：信号传输速率（baud）每秒传输的信号脉冲数。

比特率直接与波特率和脉冲编码所携带的信息量有关。

关系公式：Rbit=RbaudLog2M

5.什么是NRZ编码和曼彻斯特编码？它们各有什么特点？

答：非归零编码是相对于归零码来说的。如果逻辑1表示高电平信号，逻辑0表示低电平信号，则整个码元时间内都维持有效电平的编码就是非归零编码。曼彻斯特编码是在工业数据通信中最常见的一种基带信号编码，这种那个编码也叫相位编码。具有内在的时钟信息。

特点：存在直流分量，无法确定一位的开始或结束，使接收和发送之间不能保持同步，优点是能够比较有效地利用信道的带宽。

在每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。

6.数据在通信线路上传输时，为什么产生差错？

答：由于各种各样的干扰和噪声的影响，往往会使接收端不能接受到正确的数据，这就产生了差错，即误码。

7.已知CRC产生多项式为G（x）=x4+x+1,设要传输的码字为

101101001，请求出校验码。P21

8.令牌总线介质访问方式的实质是什么？

答：从物理上看是一种总线结构的局域网，总线享受的传输介质是总线。从逻辑上看，这是一种环形结构的局域网，连接在总线傻瓜的各个站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。在这个逻辑环中，令牌依次传递，站点只有取得令牌才能发送帧。

9.OSIRM中的三个核心概念是什么？请对他们简要解释。

答：协议服务服务访问点P29

10.网络互连是在那些层次上进行的？他们分别可以完成那些类型的

网络之间的互连？

答：物理层（相同网络）、数据连路层（相似的网络）、网络层（相异的网络）。

11.常用的网络互连设备有那些？他们的主要作用是什么？

答：中继器、网桥、路由器、网关。

作用：中继器：用于连接相同的网络，负责任两个节点的物理层桑传递信息，完成对信号的复制、调整和放大等功能。

网桥：用来完成数据链路层的网络连接，支持不同的物理层，并且能够互连不同体系的局域网。

路由器：在网络层上实现多个网络互连的设备，可以互联具有不同物理层

和数据链路层的网络，也支持不同的网络协议。通过利用网络层的信息对分组信息进行存储转发，实现网络互连。进行异构网络的互连时，还挖成网络协议转换的功能。最总要的功能是进行路由选择，为经过路由器的每个数据分组按某钟路由策略选择一条最佳路由，并将该数据分组转发出去。

网关：用于OSI中第四层以及更高层次的中继系统，实际上是一个协议转换器。用于实现不同通信协议的网络之间，以及使用不同网络操作系统的网络之间的互连。

12.和OSIRM相比，现场总线通信协议模型有什么不同？为什么？答：

第三章

1.从现场总线的产生过程，深入体会现场总线技术的实质内涵。

答：实质是解决了数字信号的兼容性问题，所以它一经出现便展现了强大的生命力和发展潜力。现场总线解决了传统控制系统中存在的许多根本性难题，奠定了未来计算机控制系统的发展方向。

2.现场总线的定义是什么？

答：应用于现场的控制系统与现场检测仪表、执行装置之间进行双向数字通信的串行总线系统。开放、全数字、串行通信。标准国际电工委员会定义：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式、串行、多点通信的数据总线。

3.简述现场总线的结构特点和技术特点。

答：1.结构上：成功地实现了串行连接，一举克服了并行连接的许多不足；

2.技术上：成功地解决了开放竞争和设备兼容两大难题，实现了现场设备的

高度智能化、互换性和控制功能的彻底分散化。

4.现场总线技术的使用带来了那些好处？

答：1.节约硬件数量与投资 2.节省安装费用 3.节省维护费用 4.提高了系统的控制精度5.提高了用户的自主选择权

5.试说出几种常用的现场总线。

答：FF基金会现场总线、WorldFIP、INTERBUS、CAN、LonWorks、ControlNet、DeviceNet。

6.现场总线和IT计算机网络的主要区别是什么？

答：现场总线是一种实时控制网络，传输速率低；IT计算机网络实时性要求不高，传输速率高。

7.简要说明DCS、PLC和FCS的特点。