现场总线复习_期末复习2018

现有各种总线及标准不下二百种，其中P ROFIBUS现场总线、FF现场总线、LONWORKS现场总线、CANBUS现场总线等是具有一定影响和已占有一定市场份额的总线。

PROFIBUS—DP是一种高速低成本、通信,用于设备级控制系统和分散I/O_的通信,可取代24VPC或4-20mA信号传输。

PROFIBUS—DP系统可包括一级OP主站（DPMI）、二级DP主站（DPMI）、DP从站_三种不同设备。

PROFIBUS支持总线型、星型_和树型三种网络拓朴结构。

PROFIBUS协议结构是以ISOOSI国际标准为参考模型,该模型共有七层,PROFIBUS—DP定义了其中的第一，二层和用户接口。

工厂自动化网络的分层结构为工厂管理层、车间监控层和现场设备三个层次。

PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS是PROFIBUS提供的三种数据传输类型。

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。

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铜线。

PROFIBUS—DP系统行为有停止、清除、运行三种状态。

STEP7中块的类型有：组织块OB，功能块FC，功能块FB，背景数据块，共享数据块，以及系统功能和系统模块。

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。

PROFINET由PROFIBUS国际组织推出，是新一代基于工业以太网技术自动化总线标准。

PROFINET主要有两种应用方式：PROFINET I/O适合模块化分布式的应用；CBA适合分布式智能站点之间通信的应用。

OBT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PROFIBUS的网络元件，在网段里也是一个地址。

一个S7-300站最多可以有1个主机架和3个扩机架。

西门子PLC有三种类型的启动模式：暖启动，热启动和冷启动。

FC和FB的临时变量存储在系统的本地数据堆栈，当FC和FB调用完毕后，这些变量空间就会释放，因此临时变量仅在FC和FB调用期间有效。

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
每个数字量模块的地址寄存器自动按4个字分配，不管实际的I/O点数是否与之相同。

PROFINET支持下列三种通信方式：NRT，RT，IRT。

PROFIBUS总线每个段上最多可接多少个站(C)。

A．16 B．32
C．126 D．127
一类主站典型的是（B）。

A．编程器B．中央控制器
C．执行器D．驱动器
主站发送锁定命令后，将(B)锁定在当前状态下。

A．从站的输出数据B．从站的输入数据
C．主站的输出数据D．主站的输入数据PROFIBUS－DP总线两端有（D）。

A．串联的RC元件B．并联的RC元件
C．无源的总线终端电阻D．有源的总线终端电阻PROFIBUS-FMS用了OSI模型中的（D）。

A．第一、二、七层B．第二、三、七层
C．第一、二、六层D．第一、二层和用户接口PROFIBUS（A）网络拓朴结构。

A．只支持总线型B．只支持树型
C．只支持星型D．三种都支持PROFIBUS－DP采用（C）诊断。

A．一级B．二级
C．三级D．四级
现场总线PROFIBUS决定数据通信的是(C)。

A．智能从站B．DP从站
C．主站D．中继器
PROFIBUS-DP总线站地址最大可为(C)。

A．16 B．32
C．126 D．127
PROFIBUS-FMS用了OSI模型中的（D）。

A．第一、二、七层B．第二、三、七层
C．第一、二、六层D．第一、二层和用户接口PROFIBUS总线可用（C）组态配置。

A．WebAcesse B．Windows
C．STEP7 D．WORD
主站发送同步命令后，将所编址的(B)锁定在当前状态下。

A．从站的输出数据B．从站的输入数据
C．主站的输出数据D．主站的输入数据
MBP的数据传输采用（C）编码。

A．十进制B．十六进制
C．NRZ（不归零）D．曼彻斯特
PROFIBUS－DP采用（C）诊断。

A．一级B．二级
C．三级D．四级
下面哪个说法不对（B ）。

A．中继器为信号放大器B．中继器可实现星型总线结构C．中继器占用总线地址D．中继器是总线负载
一类主站典型的是（B）。

A．编程器B．中央控制器
C．执行器D．驱动器
PROFIBUS-DP总线站地址最大可为( C)。

A．16 B．32
C．126D．127
PROFIBUS-DP用了OSI模型中的（D）。

A．第一、二、七层B．第二、三、七层
C．第一、二、六层D．第一、二层和用户接口
一个多主系统中，下面哪个说法正确（B）。

A．主站与从站之间采用令牌方式B．主站之间采用令牌方式C．主站按降序组成令牌环D．主站随时可与从站通信主站发送同步命令后，将所编址的(B)锁定在当前状态下。

A．从站的输出数据B．从站的输入数据
C．主站的输出数据D．主站的输入数据
MBP的数据传输采用（C）编码。

A．十进制B．十六进制
C．NRZ（不归零）D．曼彻斯特
下面哪个说法不对（B）。

A．中继器为信号放大器B．中继器可实现星型总线结构C．中继器占用总线地址D．中继器是总线负载
每个数字量模块的地址寄存器自动按（4）
PROFIBUS-DP总线两端有（有源的总线终端电阻）
局部符号可以在（对其进行定义的块）
PROFINET是基于（工业以太网技术）的自动化总线标准。

一个S7-300站最多可以有一个主机架和（3）扩展机架。

利用OLM模块（支持总线型，星型，冗余环型）网络拓扑结构。

在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有（更好的）实时性。

RS485的数据传输采用（NRZ（不归零））编码。

FB有静态变量存储在（背景数据块）中。

西门子PLC有三种类型的启动模式，但S7-300CPU不具有（热启动）。

１、PROFIBUS——DP：是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。

使用PROFIBUS-DP可取代办24VDC或4-20mA信号传输。

２、系统实时性：所谓系统的实时性是指现场设备之间，在最坏情况下完成一次数据交换，系统所能保证的最小时间。

简单地说就是现场设备的通信数据更新速度。

３、现场设备层：主要功能是连接现场设备，如分散I/O、传感器、驱动器、执行机构、开关设备等完成现场设备控制及设备间连锁控制；如一台加工设备控制、一条装陪配输送线或一条生产线上现场设备之间的连锁控制。

主站（PLC、PC机或其他控制器）负责总线通信管理及所有从站的通信。

总线上所有设备生产工艺控制程序储存在主站中，并由主站执行。

４、FROFINET：是基于internet 的网络总线结构，通过internet 的网络实现数据联接。

５、现场总线：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据
总线。

６、段耦合器：可以连接不同类型的网络类型。

如：使用Profibus-DP/PA的段耦合器进行Profibus-DP和PA的转换。

７、链接器：可以做不同类型的网络类型的数据转换，如：IE/PB 链接器可作为独立组件通过实时通信(RT) 在工业以太网和PROFIBUS 之间形成平滑
过渡，并将现有PROFIBUS 设备连接到PROFINET 应用中。

８、电子设备数据文件（GSD）：为了将不同厂家生产的PROFIBUS产品集成在一起，生产厂家必须以GSD文件（电子设备数据库文件）方式提供这
些产品的功能参数（如I/O点数、诊断信息、波特率、时间监视等）。

标准的GSD数据将通信扩大到操作员控制级。

使用根据GSD文件所作的
组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中。

９、简述PROFIBUS——DP的同步模式
答：主站发送同步命令后，所选的从站进入同步模式。

在这种模式中，所编址的从站输出数据锁定在当前状态下。

在这之后的用户数据传输周期中，从站存储接收到输出的数据，但它的输出状态保持不变；当接收到下一同步命令时，所存储的输出数据才发送到外围设备上。

用户可通过非同步命令退出同步模式。

１０、简述影响系统实时性因数
答：(1) 现场总线数据传输速率高具有更好的实时性。

(2) 数据传输量小系统具有更好的实时性
(3) 从站数目少系统具有更好的实时性
(4) 主站数据处理速度快使系统具有更好的实时性。

(5) 单机控制I/O方式，比现场总线方式要有更好的实时性。

(6) 在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有更好的实时性。

(7) 有时主站应用程序的大小、计算复杂程度也影响系统响应时间，这与主站设计原理有关。

11、简述行规定义的作用
答：使用行规可使不同厂商所生产的不同设备互换使用，而工厂操作人员毋须关心两者之间的差异，因为与应用有关的参数含义在行规中均作了精确的规定说明。

12、简述功能FC和功能块FB的区别
答：FB 由静态类型而FC没有，与临时变量不同静态变量储存在FB的背景DB 中当FB调用完毕后，静态变量的数据仍然有效，FC还有一个返回值变量，用于返回调用的结果。

１３、简述STEP7中全局符号和局部符号的区别
答：全局符号是在整个用户程序范围内有效的符号，局部符号是仅仅作用在一个块内部的符号。

14、PROFIBUS—PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一
根总线上，并有本征安全规范。

15、ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＦＭＳ：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。

16、简述ＰＲＯＦＬＢＵＳ—ＤＰ的锁定模式？
答：锁定控制命令使得编址的从站进入锁定模式。

锁定模式将从站的输入数据锁
定在当前状态下，直到主站发送下一个锁定命令时才可以更新。

用户可以通过非锁定命令退出锁定模式。

１７、ＰＲＯＦＩＢＵＳ控制系统的主要优点？
答：与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。

目前已应用的领域包括加工制造、过程控制和楼宇自动化等。

PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。

市场调查确认，在德国和欧洲市场中PROFIBUS 占开放性工业现场总线系统的市场份额超过40%。

PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

综合题：：
１、用ＰＲＯＦＵＢＵＳ构成自动化控制系统时应考虑哪些问题？
答：当我们面对一个实际应用问题，希望应用现场总线技术构成一个系统时，可遵循以下步骤，逐一思考以下几个问题并给出答案或作出选择，最终即可得到一个应用现场总线技术的实际问题的解决方案。

项目是否适于使用现场总线技术
可着重考虑以下几个问题：
(1) 现场被控设备是否分散？
这是决定使用现场总线技术的关键。

现场总线技术适合于分散的、具有通信接口
的现场受控设备的系统。

现场总线的技术优势是节省了大量现场布线成本，使系统故障易于诊断与维护。

对于具有集中I/O的单机控制系统，现场总线技术没有明显优势。

当然，有些单机控制，在设备上很难留出空间布置大量的I/O走线，也可考虑使用总线技术。

(2) 系统对底层设备有信息集成要求？
现场总线技术适合对数据集成有较高要求的系统。

如需要建立车间监控系统、如建立全厂的CIMS系统。

在底层使用现场总线技术可将大量丰富的设备及生产数据集成到管理层，为实现全厂的信息系统提供重要的底层数据。

(3) 系统对底层设备有较高的远程诊断、故障报警及参数化要求？
现场总线技术适合要求有远程操作及监控的系统。

２、传统的现场级与车间级控制系统和基于现场总线的现场级与车间级控制系统有什么不同，并画图说明？
答：传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的"信息孤岛"，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。

基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。

在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。

传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统
基于现场总线的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统。