现场总线课后答案 王永华版 郑州轻工业学院考试要点

1、工业企业类型是如何划分的？按照加工处理模式，把工业划分为流程工业、制造业和混合型三种。

2、什么是工业网路？工业网络是由哪些主要部分组成的？工业网络是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，是的企业的生产管理和经营能够高效率的协调运作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。按网络连接结构，将企业的网络系统划分为三层：底层、控制层、企业的内部网络外部的互联网；按网络的功能结构，将工业网络划分为3层：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？主要作用是什么？现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于底层的位置，所以它是构成整个工业网络的基础。主要作用：进行过程数据采集，进行直接的数据控制，进行设备和系统的监测和诊断，实施安全性和冗余方面的措施。

4、什么是NRZ 编码和曼彻斯特编码？它们各有什么特点？非归零码是相对于归零码来说的，如果逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，则在整个码元时间内都维持有效电平的编码就是NRZ。特点存在直流分量，能有效的利用信道的带宽。曼彻斯特编码是工业中数据通信中最常用的一种基带信号编码，也叫相位编码。具有内在的时钟信号，它的特点是在每一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。不存在直流分量，需要双倍的传输带宽。

5、什么是异步传输和同步传输？异步传输和同步传输是串行通信中使用的两种同步方式。异步传输以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每一个字符可以是5位或8位，在每个字符前要加上一个起始位，用来指明字符的开始，每个字符的后面还要加上一个终止码用来指明字符的结束。同步传输是以数据块为单位进行传输的数据块的组成可以是字符块也可以是外块，同步传说效率比异步传输高。

6、数据在通信线路上传输时，为什么会产生差错？数据在通信线路上传输时，由于各种干扰的噪声影响，往往会使接收端不能收到正确的数据就产生了差错即误码。干扰包括：信息的电气特性引起信号幅度、频率和相位的衰减或畸变，信号反射，相邻线路间的干扰，闪电开关开闭和大功率电动机的起停。

7、令牌总线介质访问方式的实质是什么？令牌总线介质访问方式是在物理总线上建立一个逻辑环，从物理上看这是一种总线结构的局域网总线共享的传输介质是总线。从逻辑上看，这是一种环形结构的局域网，连接在总线上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。

8、常用的网络互联设备有哪些？它们的主要作用是什么？

答：1.中继器：用于连接两个相

同的网络，负责在两个节点的物

理层上传递信息，完成对信息的

复制调整和放大功能。2.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

够互联不同体系的局域网。3.

路由器：是在网络层上实现多个

网络互连的设备，互连具有不同

的物理层和数据链路层的网络，

也支持不同的网络协议。4.网

关：用于OSI中第4层以及更

高层次的中继系统，在不同协议

间进行转换的软件应用。

第三章

9、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：现场总线技术的实质是

解决了数字信号的兼容性问题，

其关键是开放，全数字，串行通

信。

10、现场总线的定义是什么？

答：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

通信的数据总称为现场总线。

11、现场总线的结构和技术特

点。结构特点：基础性灵活性分

散性；技术特点：开放性交互性

自治性适应性

12、现场总线技术的使用带来

了哪些好处？节约硬件数量与

投资，节省安装费用，提高系统

的控制精度和可靠性，提高了用

户的自由选择权。

第四章

13、（1）可以在同一个网络中

使用FMS`DP和PA的设备

吗？可以（2）FMS的主站能和

DP的主站通信吗？不能（3）

DP主站能控制PA从站吗？能

（4）DP主站能控制FMS从站

吗？不能（5）能在一个设备中

实现一个FMS主站和DP主站

吗？答：能

14、行规在profibus协议结构

中的作用是什么？行规的种类

有哪些？答：行规对每个总线设

备或装置的I/O数据、操作以及

功能都进行了清晰的描述和准

确的规定。包括应用行规和系统

行规。应用行规又分为通用应用

行规和专用应用行规。

15、什么是GSD文件？它的主

要作用是什么？GSD文件是一

个可读的，包括该P设备一般

的和制造商指定的通信参数的

文本文件。如制造商的名字、该

设备的波特率、I/O模块情况以

及其他必须和可选的特性数据。

它是制造商先写好的，已经固化

到相应设备中，不同性能的设备

其GSD文件也不一样。GSD作

用：标准的设备描述或通信特性

表。

第五章

1、p-dp采用的是什么编码进行

数据交换的？答：采用NRZ编

码进行数据交换。

2、在p网络中，主要包括哪几

种设备？答：3种，1类主站，2

类主站，从站

3、在p中，主站和主站之间、

主站和从站之间是怎样进行数

据交换的？答：在主站之间采用

令牌总线方式，令牌在各个主站

之间按序传递；在主站和从站之

间，采用的是轮询方式，哪个主

站握着令牌，该主站就有权力和

它有关系的从站进行数据交换。

4、请简述p中设备地址的安排

原则。答：p支持的设备地址范

围为0-127，一般地址是可以随

便使用的，除了几个特殊地址是

保留作为他用的，地址127保留

用于全局控制或广播信息，地址

126保留用于尚未分配地址而

需使用2类主站来设置地址的

从站，地址0一般保留，作为2

类主站地址，1类主站地址一般

应以地址1开始编号，然后连续

编址，如果主站数量很少，也要

适当保留几个地址号，从站地址

一般按段的不同，从一个整数号

码开始编址。

5、p中的dp-vo的主要报文类

型有哪些？请简述他们的主要

作用。答：1诊断请求及响应报

文：当出现异常时，对故障进行

分析和解决，另外在从站上电起

始阶段的参数设置之前以及在

进入数据交换之前，主站会自动

进行诊断请求。2参数设置请求

及响应报文：主站参数设置请求

置顶和它从站的关系以及指定

从站的操作方式，主要包括通信

参数，功能设定，装置参数后

id号。3组态请求及响应报文：

主要对i/0的类型及性质进行设

定，还可能指定制造商的一些特

殊i/o设置。4数据交换报文：

主站和从站之间进行数据交换。

5全局控制报文：输出同步/解

除同步，输入锁存/解除锁存和

清除数据模式的设置。

6、简要解释下列术语：（1）令

牌（2）终端电阻（3）服务

存取点。答：1令牌：令牌相当

于一种权利，谁握有令牌，谁就

有对总线的使用权利没有令牌

的一方只有等待。2终端电阻：

为了减少或消除反射而在电路

终端加的一个适当电阻。3，服

务存取点：确定报文类型，指定

报文种类和作用。

8、简要解释p-dp从站的看门

狗定时器。答：看门狗是每个计

算机控制系统的一项重要技能，

他能监控系统工作过程的正常

与否，防止死机或死循环出现p

中，从站利用看门狗功能监控总

线的通信情况，保证主站处于激

活状态，保证通信及过程数据一

直处于更新状态。

9简要解释“synche和freeze，

方式的意思。什么情况下使用

这些模式？答：同步方式是针对

输出而言的，正常情况下，从站

接收到主站发发的输出数据后，

立即通过数据缓冲器把他们送

到了输出缓冲器，随后通过物理

输出端去控制现场的执行机构。

锁存方式和同步方式的工作原

理一样，只不过它是针对输入而

言的。同步和锁存方式一般用在

高精度定位控制，为了获得工艺

所要求的结果，就必须要求对所

使用的多个输入同时采样，对所

控制的输出进行高精度的等时

控制，而不能有先后时间上的微

小差别。

10、试讨论显著影响dp网络总

线循环时间的因素。答：波特

率，从站的数量，i/o数据的总

量，从站需要的延迟时间

11、请给出3中在现场总线网络

中使用rs485中继器的场合。

答，线路太长，设备太多；网络

结构比较复杂；避免接头电路

12、玻璃光纤和塑料光纤之间

的区别是什么？答：塑料光纤

便宜，连接方便，但传输距离小

于50m；玻璃光纤价格昂贵，

但传输距离可达十几公里。

13、使用双通道OLMs的目的

是什么？答：使用双通道，

OLMS可以做到沉余连接，还

可以构成p-dp的环形网络。

14、DP中的1类主站的四种操

作模式是什么？简要解释在每

种模式下主站和他从站之间的

相互作用。答：清除模式，离线

模式，停止模式，操作模式，当

上电后未进入工作模式或系统

出问题后，主站也要处在离线模

式。

15、列出在现场总线电缆中引

起信号反射的主要原因。答：

短路，断路，分支接头电路太长，

网段电缆过程，终端电阻连接错

误，使用的电缆不合格，电缆安

装错误。

16、在现场总线电缆上主要的

干扰源有哪些？针对这些不同

的干扰，索采取的抑制干扰的

方法是什么？静电干扰采用屏

蔽；电势差采用接地方法；电磁

干扰采用光纤传输；

17、在什么情况不允许使用分

支线路？答：传输速率大于

1.5Mbit/S时，任何分支线路都

不允许存在。

18、profibus从站必须提供的信

号有哪些？答：信号+ 信号—

电源+ 电源—。

19、9针d型连接器是p-dp从

站唯一使用的连接器吗？答：

不是，还是M12插头。

20、试解释：激活工作的终端

电阻和活动终端电阻器的区

别？答：前者，设备或连接器中

终端电阻的on状态。后者是活

动的独立终端电阻器，单独供

电。

21、列出3种不同的设置p从

站地址的方法。答：1.在主站的

参数配置中设置从站地址。2.

在上电时，有二类主站向从站发

送，设置从站地址报文。3.也可

以通过从站设置面板上的DIP

拨码开关完成。

第六章

1列写出能和profibus-pa从站

进行通信的设备种类，并且列

写出他们之间的通信类型。

答：1类从站，2类从站。与1

类主站的交换采用MS1 MS0通

信，属于循环通信。与2类主站

的交换采用MS2通信，属非循

环通信。

2列写出三种耦合器和链接模

块在使用上的不同。使用这两

种设备后，他们对整个网络带

来了哪些限制。

答：耦合器：1不占用dp网络

中的从站地址2dp段波特率不

能太高，受限制 3 不占用设备

地址pa段的从站地址和dp段

的设备一起统一编排。链接模

块：1占用一个dp网络中的从

站地址2对pa从站来说是一个

主站，和链接在共下面的pa设

备一起像dp从站3编址不受影

响，pa部分的设备地址可以和

dp部分设备地址重叠4dp可以

在各种允许的波特率下允许，不

受限制；限制:1速度上2编

址地址

14试分析RS485和IEC61158-2

的终端以及其设置的不同

答：不同：①组成不同：DP的

终端电阻由3个小电阻串联组

成的销网络，必须加上+5V电

源，PA的终端电阻网络是一个

串联的电阻和电容，不需要供

电。在每个DP网段两端必须

有，但在其他地方不能②设置不

同：DP必须加上电源，PA不用

加电源③位置不同：DP终端电

阻家在网段的两端，PA终端电

阻一端在PA网段电缆端口处，

耦合器或接线盒中内部终端电

阻，另一端接在最远的一个接线

盒或最远的一个从站设备中的

终端电阻

第九章

1简述全双工以太网和

IEE802.1q主要改进了以太网

中的什么性能？答：全双工以

太网的使用有效的消除了节点