现场总线答案

1.计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？

答：○1.数据采集与处理○2.直接数字控制系统(DDC) 3.监督计算机控制系统(SCC) ○4.集散控制系统(DCS) 5.现场总线控制系统(FCS)

2.什么是现场总线？简述现场总线系统出现的背景？

答：定义：在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线，也被称为控制领域的计算机局域网。

出现背景：20世纪80年代，随着通信网络技术，微型计算机技术的发展，通用或专用的微处理器开始逐步进入测量与控制仪表，使之具有数字计算和数字通信能力。在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程控制计算机之间，实现全数字传输和信息交换，形成各种适应实际需要的控制系统成为一种趋势，现场总线系统正是在背景下出现的。

3.什么是现场总线控制系统？简述现场总线控制系统技术特点。

答：现场总线控制系统是一种新型的网络集成式全分布控制系统。现场总线作为设备的联系纽带，把挂接在总线上的恶、作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并通过组态进一步成为控制系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化以及测、控、管一体化的综合自动化功能。

特点：具有较高的性能价格比、原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行、标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力。

4.简述FCS与DCS的区别？FCS有何优缺点？

答：区别: FCS彻底分散，从根本上改变了集中与分散相结合的DCS结构；适应各种环境；经济性，相对于DCS系统系统成本降低了很多。

FCS的优点：（1）开放性（2）互可操作与互换性（3）设备智能化（4）彻底分散（5）现场总线的适应性（6）系统可靠性（7）信息一致性（8）经济性（9）易于安装和维护

缺点：互连、互通、互操作以及实时性问题很难解决，到目前没有一个统一的、开放的现场总线国际标准。

5.按照数据通信的宽度分类现场总线有几种？Profibus属于哪一类？

答：4种，位传输现场总线，设备现场总线，狭义现场总线，工业以太网。属于设备现场总线。6.现场总线国际标准由谁制定？目前有哪些标准？

答：国际电工委员会和国际标准化组织。标准有IEC61158、IEC62026和CAN

7.为什么没有统一的现场总线国际标准？目前有哪些因素FCS在工业的推广应用？

答：（1）某些大公司由于早期投入大量资金使得现场总线产品问世较早，一旦国际标准与其技术不符，其投入的大量资金必然化为乌有，因此他们不得不尽力争取成为国际标准。（2）各种现场总线开发组织都受到国际上一些处于垄断地位的跨国公司的支持，而他们开发的却是打破垄断、全面开放的现场总线，这本身就是一对矛盾。（3）IEC事多极化组织，其代表来自各个国家的一些大公司，根据IEC有关章程，统一的国际组织需要得到75%以上有投票资格国家的赞成。（4）统一的现场总线国际标准之所以难以制定，其技术原因在于使用一种技术方案满足不同用户千差万别的需求，的确是件很难得事，更何况到目前为止，还没有哪种总线在技术上占有绝对优势。

因素：

8.通信系统的基本模型中包含哪几部分？各部分的主要作用是什么？

答：包含信源、发送器、信道、接收器和信宿。信源的作用是将原始信息转换为相应的电信号。发送器的作用是对基带信号进行各种处理和变换。信道的作用是连接发送器和接收器的通信通道。接收器的作用是对接收的信号进行必要的处理和变换，以便恢复相应的基带信号。信宿的作用是接收信息。

9.何谓数据传输模式？常用的传输模式有哪些分类方法？

答：数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的方式。常用的分类方法有:1.并行传输和串行传输 2.异步传输和同步传输 3.单工/半双工/全双工传输 4.基带传输、频带传输和数字数据传输

10.何谓传输媒体？常用的传输媒体有哪些？

答：传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通道。常用的传输媒体有：双绞线、同轴电缆、光缆、地面微波、卫星微波、广播无线电波、红外线。

11.数字数据有哪些编码方法？（FSK/ASK/PSK、NRZ/MANCHESTER）编码原理是什么？

答：编码方式有：不归零码、曼切斯特编码、差分码、差分曼切斯特编码。幅移键制（FSK）原理是用具有一定幅度的载波信号表示“1”，幅度等于0的载波信号表示“0”。频移键制（ASK）的原理是用“0”调制为较低频率的波，“1”调制为较高频率的波。相移键控（PSK）原理是用相邻两波形相位不变传输“0”，相邻两波形相位变化为180°传输“1”。不归零码原理是在一个比特的起始时刻看信号有没有跳变，如果有跳变，低到高或高到底，则表示“1”，无则表示“0”。曼切斯特编码的原理是每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。

12.通信接口特性包含哪四个方面的内容？

答：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性

13.RS-232、RS-422、RS-485各有什么特点？

答：RS-232采用不平衡传输方式，即单端通信，其共模抑制能力差，传输距离最大约为15米，最高速率为20kb/s，RS-232是为点对点通讯而设计的，适合本地设备间的通信。RS-422采用差分传输方式，即平衡传输，支持点对多的双向通信，最大传输距离约1219米，最大传输速率为10Mb/s。RS-422需要一终接电阻，阻值约等于传输电缆的特性阻抗，近距离（300米以下）传输时可不需终接电阻。RS-485采用平衡传输方式需要在传输线上接终接电阻，RS-485可以实现点对点通信，也可进行广播式通信。

14.简述IEC61158.2串行通信接口的功能、物理层结构、物理层信号的编码方法。

答：基本功能是为现场总线设备与传输媒体的连接提供机械和电气接口，为现场总线设备对总线的访问提供合乎规范的信号。物理层结构分为媒体相关子层和媒体无关子层。媒体相关子层负责处理导线、电缆、无线媒体等不同传输媒体的信号转换问题；媒体无关子层是上述媒体相关子层与数据链路层之间的接口。编码方法：协议数据编码、前导码、帧前定界码和帧结束码。

15.何谓差错控制？差错控制有哪些控制策略？

答：为提高通信系统的传输质量而提出的有效地检测错误，并纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制。策略有：纠错码策略、检错码策略

17.何谓多路复用？常用的多路复用技术有哪些？

答：就是把多路信号在一条数据链路上进行传输。常用的技术有：频分复用、时分复用

18.何谓网络体系结构？ISO/OSI参考模型包括哪几层？各层的主要功能是什么？

答：我们将计算机网络的各层及协议的集合称为网络的体系结构。包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。物理层主要功能是为上一层（数据链路层）提供一个物理连接，以透明地传送比特流。数据链路层主要功能是负责在两个相邻节点间的链路上，无差错地传送以帧为单位的数据。网络层的主要功能是选择合适的路由和交换节点，透明地向目的节点交付发送节点所发送的分组。传输层主要功能是根据通信子网的特性最佳地利用资源，并以可靠和经济的方式，在两个末端系统之间，透明地传送报文。会话层的主要功能是在两个相互通信的应用进程直接按建立，组织和协调其交互。表示层主要功能是解决用户信息的语法表示问题。应用层主要功能是确定进程之间通信的性质以满足用户的需要；负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配。

19.常用的网络互联设备有哪些？各自对应OSI参考模型的哪一层？（物理、数据链路、网络、传输及以上层）

答：网卡对应的是物理层、交换机对应的是数据链路层、路由器对应的是网络层、各种协议对应的是传输层。