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1、西南科技大学-工业控制网络与现场总线技术期末复习题一、填空题1. 按照地理分布距离和覆盖范畴来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和 局域网。 2. 光纤分为单模和多模两种类型，其传播原理都是基于光 全反射。 3. 工业自动化网络控制系统不单单是一种完毕数据传播通信系统，还是一种借助网络完毕控制功能自控系统。 4.工厂自动化网络分层构造为_现场设备层、车间监控层和工厂管理层三个层次。5. 参照ISO/OSI原则模型，CAN通信模型涉及 物理层 和 数据链路层 两层。 6. CAN报文帧有如下四种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。 7. 同步是数据传播中必要要解决重要问题，在报文帧传送过程中
2、有三种同步方式：位同步、 字同步 和 帧同步。8.工业控制系统经历了基地式仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等重要阶段。 9.CAN总线是有效支持分布式实时控制串行通信网络，从定位时同步方式考虑，它属于异步通信。 10.现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层现场设备或现场仪表互连通信网络，是现场通信网络与控制系统集成。 11.CAN总线支持位仲裁介质访问方式，是多主工作方式。 12.CAN通信合同规定了4种不同类型帧：数据帧，远程帧，错误帧，过载帧。 13.CAN总线上用显性和隐性两个互不逻辑值表达0和1。 14.CAN合同可以检测到位错误，填充错误，CRC错
3、误，格式错误，应答错误。 15. CAN总线是多主工作方式，任意节点可以积极发送信息。通过非破坏性总线仲裁机制解决多节点同步发送时冲突问题。 16.CANISO/OSI参照模型涉及两层：数据链路层、物理层。 17.CAN空闲时网络电平保持隐性1位。 18.现场总线是连接智能现场设备和自动化系统数字式、双向传播、多分支构造通信网络。 19.RS-422接口通信需要4根线，它是全双工，RS-485接口通信需要2根线，它是半双工。 20.Modbus基于串行链路通信方式有ASCII和RTU。21.PROFIBUS-DP合同两个重要某些是顾客接口层和直接数据链接映射层。 22.当前PROFIBUS原则
4、IEC61158提供了三种传播方式：双绞线、同轴电缆、光纤。 23.基于PROFIBUS远程监控系统由三层构成：底层控制层、SCADA层（现场监控层）、远程监控层。 24.CAN直接通信距离最远达10km ，通信速率最高可达1Mbps。 25.DeviceNe应用层采用是控制与信息合同（CIP）,CIP也是ControlNet/和Ethernet/IP所采用应用层合同。 26.报文接受节点依照网络上报文目地址段与否与自己地址相似，来判断报文与否是发给自己。 27.CIP要发送报文分为显式报文和隐式报文两种。 28.ControlNet是高速控制和I/0网络，具备增强I/O性能和点对点通信能力，
5、支持多主方式，可以从任何一种节点访问整个网络。 29.ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP是罗克韦尔公司推出三种现场总线产品。30.模仿数据编码三种编码方式为幅键键控ASK、频移键控FSK和相移键PSK。 31.局域网中基本网络拓拓扑构造有3种：星型拓扑构造、环型拓扑构造和总线型拓扑构造。 32.DDE通信功能涉及：启动、停止、推动、执行、终结。33.自动控制从非智能、低智能到高智能发展阶段经历了：模仿仪表控制系统、直接数字控制系统、集散控制系统和现场总线控制系统四个阶段。 34. 分布控制系统拓扑构造较多采用 星形 、环形 、和 总线型 等 三种构造。 35. 通
6、信方式按照信息传播方向分为 单工、双工 和 半双工 等三种方式。 36.介质访问方式包括 随机访问 和 受控访问 两大类，其中惯用争用总线技术 为 CSMA/CD 。 37.在CAN总线中存在5种不同错误类型，即：位错误、填充错误、CRC错误、形式错误、应答错误。 38.CAN总线数据帧由7个不同位场构成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。 39.控制网络与计算机网络相比重要特点有： 数据传播及时性和系统响应实时性、 高可靠性 及 互可操作 。40.局域网惯用拓外构造有总线、星形和环形三种。知名以太网（Ethernet）就是采用其中 总线 构造。 41.开放系统互连参照
7、模型OSI中，共分七个层次，分别是 应用层 、 表达层 、会话层 、 传播层 、 网络层 、 数据链路层 和物理层。42. PROFIBUS由如下三个兼容某些构成：PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA 和 PROFIBUS-FMS 。43. LonWorks拥有三个解决单元神经元芯片：一种用于 链路层控制 ，一种用于 网络层控制，另一种用于 顾客应用程序 。44.LonTalk合同提供了 应答方式 、祈求/响应方式 、非应答重发方式 和 非应答方式 四种类型报文服务。45.PROFIBUS总线存取方式有：主站之间采用令牌方式 传送，主站和从站之间采用 主从方式 传送。46.PROF
8、IBUSOSI模型由应用层、数据链路层 和 物理层 构成三层模型。47.CAN总线上用 显性和隐形 两个互补逻辑值表达“0”和“1”。48.PROFINET由PROFIBUS国际组织推出，是新一代基于 工业以太网 自动化总线原则. 49.现场总线PROFIBUS普通采用 双绞线 作为传播介质,在电磁干扰很大环境下,可使用_光纤_。50.本质安全技术是指保证电气设备在 易燃 、 易爆 环境下安全使用一种技术。它基本思路是限制在上述危险场合中工作电气设备中能量 ，使得在任何故障状态下所产生电火花都局限性以引爆危险场合中 易燃 、 易爆物质 。51. PROFIBUS-DP合同是为自动化制造工厂中分
9、散I/0设备和现场设备所需要高速数据通信而设计。PROFIBUS-PA是PROFIBUS过程自动化解决方案。PROFIBUS-FMS设计旨在解决车间一级通信。52. PROFIBUS主站具备总线存取控制权，从站没有总线存取控制权。53. PROFIBUS采用混合总线存取控制机制，即在主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。54. DP主站（1类）循环地与DP从站互换顾客数据：PLC、PC或可以做1类主站使用控制器。 2类DP主站是操作员工作站、编程装置，诊断和管理设备，完毕各站点数据读写、系统配备、故障诊断等。 DP从站：PLC、分散式I/O、驱动器、传感器、执行机构等现场设备。
10、55.网桥把数据从一种网络传送到另一种网络，使得处在两个不同网络设备可以互相通话。56.LonTalk通信合同支持OSI所有七层模型，是直接面向对象网络合同，这也是普通现场总线所不具备特点。57.LonTalk合同提供了应答方式、祈求响应方式、非应答重发方式和非应答方式四种类型报文服务。58. LonWorks拥有三个解决单元神经元芯片：一种用于链路层控制，一种用于网络层控制，另一种用于顾客应用程序。59.互换式控制网络中，互换技术常采用两种工作方式：直通方式和存储转发方式。60.专门为LonWorks神经元芯片设计编程语言叫Neuron C语言，它是以ANSI C为基本设计。62.Modbu
11、s总线寻址空间为256，其中，地址0为广播地址。62.工业以太网中实现实时性机制重要涉及采用互换式集线器（互换机）、使用全双工通信模式、采用虚拟局域网、服务质量。63.工业以太网中普通采用办法来缓和通信不拟定性：采用全双工以太网技术、控制网络负荷、采用互换式以太网技术64.控制网络和信息网络可以通过DDE实现两者集成，其实质是各应用程序通过共享内存来互换数据。65.网络控制系统NCS是通过网络通信实现闭环反馈控制系统，相对于老式控制系统而言具备诸多长处：远程操作与控制、实现资源共享、增长系统灵活性。66.通信方式依照CPU与外设之间连线构造、数据传送方式不同，分为并行通信和串行通信。依照数据传
12、播方式不同分为同步通信和异步通信。二、选取题1. CSMA/CD通信原理可以归结为四句话，下列哪个选项对的（ C ） A.发前先侦听、边发边检测、空闲即发送、冲突时退避 B.发前先侦听、边发边检测、冲突时退避、空闲即发送 C.发前先侦听、冲突时退避、空闲即发送、边发边检测D.发前先侦听、空闲即发送、边发边检测、冲突时退避 2. 工业自动化重要涉及三个层次，下列哪个不是（ B ） A基本自动化 B.应用自动化C管理自动化 D.过程自动化 3. Profibus通信参照模型中不涉及下面那一项（ D ） A.物理层 B.数据链路层 C.应用层 D.网络层4. 如下几种通讯合同不属于以太网范畴是( D
13、 ) A. PROFINET B. Modbus/TCP C. EhterNet/IP D. ProFibus 5. 工业以太网在使用中可以扬长避短，缓和其通信不拟定性弊端，如下办法不属于缓和通信不拟定性是( A ) A. 采用大容量服务器 B. 控制网络负荷 C. 采用全双工以太网技术 D. 采用互换式以太网技术 6. 网络传播介质访问控制方式有三种，如下不属于其中是（ A ） A. 数据同步 B. 令牌访问 C. 时分复用 D. 载波监听多路访问 7、CAN总线使用数据编码是（ B ）。 A. 归零码（RZ） B.非归零码（NRZ） C. 曼彻斯特编码 D. 差分曼彻斯特编码 8、OSI通
14、信模型中七层都具备现场总线是（ A ）。 A. LonWorks B. CAN C. DeviceNet D. HART 9、CAN总线中，若具备下列报文ID4个原则格式数据帧争用总线，胜出是（ C ）。 A. b B. C. D. 10、通信方式按照信息传播方向分类，不对的是（ D ）。 A. 单工方式 B. 半双工方式 C. 全双工方式 D.异步方式 11、通过复制位信号和延伸网段长度网络设备是（ C ）。 A. 网关 B. 路由器 C. 中继器 D.网桥 12现场总线PROFIBUS决定数据通信是( C )。A智能从站 BDP从站C主站 D中继器13.PROFINET是基于( D )自动
15、化总线原则。A. MPI B. PROFIBUS-DPC. PROFIBUS-PA D. 工业以太网技术14PROFIBUS总线每个段上最多可接多少个站（ B ）。A16 B32 C126 D12715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构造C中继器占用总线地址 D中继器是总线负数16. 一种迅速以太网互换机端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传播数据，那么该端口实际传播带宽为（ C）A100Mbit/s B 150Mbit/s C200Mbit/s D1000Mbit/s17.在惯用传播介质中，（ C）带宽最宽，信号传播衰减最小，抗干扰能力
16、最强。 A双绞线B同轴电缆 C光纤 D微波18集线器和路由器分别运营于OSI模型（ D）A数据链路层和物理层B网络层和传播层C传播层和数据链路层D物理层和网络层19. 在 TCP/IP 参照模型中TCP合同工作在（B ）A应用层B传播层C互连层D主机-网络层20在不同网络之间实现分组存贮和转发，并在网络层提供合同转换网络互连器称为（ B ）。 A转接器 B路由器 C网桥 D中继器21、国内第一种被国际原则化组织接受和发布工业自动化原则是（ B ）A. AnyBusB. EPAC. Modbus/TCPD. Industrial Ethernet22、下面关于令牌方式说法中不对的是（ ）A. 令
17、牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌办法，谁得到令牌，谁才有权发起通信。B. 令牌方式是一种非拟定性通信方式C. 令牌环合用于环形局域网，令牌在环形信道上不断循环D. 令牌总线合用于总线网络拓扑，网上各工作站按一定顺序形成一种逻辑环三、简答题1. 请简述现场总线概念及其技术特点 答： 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站通信网络。由此网络构成系统称为现场总线控制系统。a) 开放性：有关原则一致性和公开性；系统集成透明性和开放性；产品竞争公正性和公开性。b) 交互性：上层网络与现场设备之间具备互相沟通能力；现场设备之间具备互相沟
18、通能力；不同厂家同类设备可以互相替代。c) 自治性：单独现场设备即具备自动控制基本功能，可以随时诊断自己运营状况，实现功能自治。d) 适应性：专为恶劣环境而设计，对现场环境具备很强适应性。 2. Profibus由那三个子集构成，其技术特点各有哪些？ 答：Profibus由Profibus Dp，Profibus FMS 和Profibus PA三个子集构成；a) Profibus Dp是专为自动控制系统与设备级分散IO之间通信而设计，用于分布式控制系统设备间高速数据传播 b) Profibus FMS合用于承担车间级通用性数据通信，可提供通信量大有关服务，完毕中档传播速度周期性和非周期性通信
19、任务。 c) Profibus PA是专为过程自动化而设计，采用IEC1158-2中规定通信规程，合用于安全性规定较高本质安全应用，及需要总线供电场合。 3.试述CAN总线同步机制及规则。答：同步机制：CAN总线位同步只有在节点检测到隐性位1到显性位0跳变时才会产生，当跳变沿不位于位周期同步段之内时将会产生相位误差，该相位误差就是跳变沿与同步段结束位置之间距离。如果跳变沿发生在同步段之后采样点之前，则为正相位误差；如果跳变沿位于同步段之前采样点之后，则为负相位误差，相位误差源于节点振荡器漂移，网络节点之间传播延迟及噪声干扰等。CAN合同规定了两种类型同步：硬同步和重同步。同步规则：在一种位时间
20、内仅容许一种同步；只要先前采样点检测到数值不同于边沿后即现总线数值，边沿即用于同步；总线空闲期间，当存在隐性至显性跳变沿时即完毕硬同步；所有满足规则其她隐性至显性跳变沿用于重同步；例外状况是，若只有隐性至显性沿用于重同步，则由于具备正相位误差隐性至显性沿构造，发送器将不完毕重同步。 4.现场总线控制网络与上层网络连接方式有哪几种？ 答：一是采用专用网关完毕不同通信合同转换，把控制网段或DCS连接到以太网上。二是将现场总线网卡和以太网卡都置入到工业PCPCI插槽内，在PC内完毕数据互换。三是将WED服务器直接置入到PLC或现场控制设备中，借助WED服务器和通用浏览工具，实现数据信息动态交互。 5
21、.传播差错类型，冗余校验技术类型有哪些？答： 普通按照单位数据域内发生差错数据位数及其分布分为如下三种错误类型： （1）单比特错误：在单位数据域内只有一种数据位出错。 （2）多比特错误（离散错误）： 在单位数据域内有1个以上不持续数据位出错。 （3）突发错误：在单位数据域内有2个或2个以上持续数据位出错。 差错检测中广泛采用冗余校验技术。即在基本数据信息基本上加上附加位，在接受端通过这些附加位数据特性，校验判断与否发生了传播错误。 （1）奇偶校验（2）纵向冗余校验LRC（Longitudinal Redundancy Check） （3）循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy
22、Check）6.循环冗余校验工作原理 答：原理如图所示：注意：（1）k为生成多项式G(x)最高幂值 ； （2）CRC校验码生成是采用二进制模二算法， 即减法不借位，加法不进位。这是一种异或操作。 【例】设数据为1011010，生成多项式为G（x）x4+x+1，求数据1011010CRC编码。 求解过程如下： 余数多项式相应校验码为：1111，所求CRC编码为。 7、网络传播介质访问控制方式有哪些？各自特点 答：a载波监听多路访问/冲突检测（ CSMA/CD ） 载波监听CSMA控制方案是先听再讲。一种节点要发送数据，一方面需监听总线。如果介质是空闲，则可以发送。如果介质是忙，则等待一定间隔后重
23、试。这种避免冲突发送等待方略，称为坚持退避算法。 冲突检测：由于传播线上不可避免有传播延迟，有也许各种节点同步监听到线上空闲并开始发送，从而导致冲突。故每个工作节点发送信息之后，还要继续监听线路，鉴定与否有其她节点正与本节点同步向传播线发送。一旦发现，便中断当前发送。 b. 令牌（token) 令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌办法。谁得到令牌，谁才有权发起通信。 （1）令牌环（token-ring）方式 用于环形局域网。表达发送权令牌在环形信道上不断循环。环上每个相应站点都可获得发报权，而任何时刻只会有一种站点运用环路传送报文。 （2）令牌总线（token- bus）方式 用于总线网络
24、拓扑。网上各工作站按一定顺序形成一种逻辑环。每个工作站在环中均有一种指定逻辑位置，末站后站就是首站，即首尾相连。每站都理解先行站（PS）和后继站（NS）地址，总线上各站物理位置与逻辑位置无关。 c. 时分复用（Time Division Multiplex ，TMD） 是指为共享介质每个节点预先分派好一段特定占用总线时间。各个节点按分派好时间及其先后顺序占用总线介质访问控制方式。 （1）同步时分复用：指为每个节点分派相等时间，而不论通信数据量大小。（2）异步时分复用：指为每个节点分派时间长度不一，依照通信数据量大小不同而不同。 8.按不同用途，CAN报文帧类型重要有哪些？ CAN2.0A规范所
25、规定报文帧被称为原则格式报文帧； CAN2.0B规范规定了原则和扩展两种不同帧格式； 原则格式具备11位标记符；扩展格式具备29位标记符。 （1）依照报文帧标记符长度，可分为原则帧和扩展帧。 （2）依照CAN报文帧不同用途，可分为：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧。 9.PROFIBUS物理层传播技术有什么？分别应用于那个子集？ 答：DP和FMS采用RS-485传播技术，PAIEC 1158-2传播技术 10.PROFIBUS介质存取控制合同是什么？ 答：三种PROFIBUS（DP、PA、FMS）均使用到介质存取控制合同Token Passing。(令牌环合同)。介质存取控制（MAC）详细控制数
26、据传播程序，必要保证在任何一种时刻只有一种站点发送数据。主站之间采用令牌传送方式，主站和从站之间采用主从方式。 11.信号在电缆上高速传播时，如何避免信号反射引起信号畸变？ 答：普通在电缆两端接入终端电阻，用来吸取传到两端能量。 12什么是监控组态软件？ 答：监控组态软件是指某些数据采集与过程控制专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级软件平台和开发环境，使用灵活组态方式，为顾客提供迅速构建工业自动控制系统监控功能、通用层次软件工具。 13令牌总线机制 答：令牌总线是一种在总线拓扑构造中运用“令牌”（token）作为控制节点访问公共传播介质拟定型介质访问控制办法。在采用令牌总线办法局域网中，任
27、何一种结点只有在获得令牌后才干使用共享总线去发送数据。14.CAN报文由由哪些帧构成？构成一帧基本元素是哪些? 答：（1）CAN报文由数据帧、远程帧、出错帧和超载帧构成。（2）构成一帧构造由帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列均借助位填充规则进行编码,当发送器在发送位流中检测到5位持续相似数值时，将自动地在实际发送位流中插入一种补码位。 15.通信方式按照信息传播方向分为哪几种? 答：单工 (simplex)方式 ；半双工(Half duplex)方式；全双工 (Full duplex)方式 16.什么样现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几种例子。 答：具备计算与通信能力测量控制设备
28、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。 17.现场控制网络完毕哪些通信任务？ 答：1.将现场运营各种信息(现场设备运营参数、状态以及故障信息等)传送到远离现场控制室； 2.又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场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、上层管理网络数据连接和信息共享中发挥作用。 18.惯用网络互联设备有哪些？各自相应OSI参照模型哪一层？ 答：1.物理层使用中继器 (Repe
29、ater)，通过复制位信号延伸网段长度 2.数据链路层使用网桥 (bridge)，在局域网之间存储或转发数据帧 3.网络层使用路由器 (Router)在不同网络间存储转发分组信号 4.传播层及传播层以上，使用网关 (gateway)进行合同转换，提供更高层次接口 19.工业控制系统发展分为几种阶段？ 答：工业控制系统大体经历了基地试仪表控制系统、集中式数字控制控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等几种重要阶段。每个阶段控制系统在构造上均有明显改进，均有一种标志性设备。 20.现场总线与普通计算机通信区别？ 答：1.功能不同2.性能指标差别3网络构造不同 21.简述RS-485传播技术基本特
30、性。 答：网络拓扑：线性总线，两端有有源总线终端电阻； 传播速率： 9.6kbit/s12Mbit/s； 介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）； 站点数：每段32站（无中继），127站（有中继）； 插头连接：9针D型插头22.什么是本质安全：答：本质安全技术是指保证电气设备在易燃、易爆环境下安全使用一种技术。它基本思路是限制在上述危险场合中工作电气设备中能量，使得在任何故障状态下所产生电火花都局限性以引爆危险场合中易燃、易爆物质。23.什么是控制网络：答：将各种分散在生产现场，具备数字通信能力测量控制仪表作为网络节点，采用公开、规范通信合同，以现场总线作为通信连接纽带，把
31、现场控制设备连接成为可以互相沟通信息，共同完毕自控任务网络系统与控制系统。24.什么是总线仲裁？答：总线在传送信息操作过程中有也许会发生“冲突”。为解决这种冲突，就需进行总线占有权“仲裁”。总线仲裁是用于裁决哪一种主设备是下一种占有总线设备。25.请简述现场总线技术特点答：开放性：有关原则一致性和公开性；系统集成透明性和开放性；产品竞争公正性和公开性。交互性：上层网络与现场设备之间具备互相沟通能力；现场设备之间具备互相沟通能力；不同厂家同类设备可以互相替代。自治性：单独现场设备即具备自动控制基本功能，可以随时诊断自己运营状况，实现功能自治。a) 适应性：专为恶劣环境而设计，对现场环境具备很强适
32、应性。26.工业以太网络有哪些特点？答：(1)工业生产现场环境高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体存在，规定工业级产品具备气候环境适应性，并规定耐腐蚀、防尘和防水。(2)工业生产现场粉尘、易燃易爆和有毒性气体存在，需要采用防爆办法保证安全生产。(3)工业生产现场振动、电磁干扰大，工业控制网络必要具备机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性等。(4)工业网络器件供电，普通是采用柜内低压直流电源原则，大多工业环境中控制柜内所需电源为低压24V直流。(5)采用原则导轨安装，安装以便，合用于工业环境安装规定。工业网络器件要能以便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。27. 分析一下
33、CAN总线如何进行位仲裁？答：运用CSMA访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处在空闲状态时，才容许发送。运用这种办法，可以容许各种节点挂接到同一网络上。当检测到一种冲突位时，所有节点重新回到监听总线状态，直到该冲突时间过后，才开始发送。在总线超载状况下，这种技术也许会导致发送信号通过许多延迟。为了避免发送时延，可运用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同步进行发送时，必要通过“无损逐位仲裁”办法来使有最高优先权报文优先发送。在CAN总线上发送每一条报文都具备唯一一种11位或29位数字ID。CAN总线状态取决于二进制数0而不是1，因此ID号越小，则该报文拥有越高优先权。因而一
34、种为全0标志符报文具备总线上最高档优先权。可用此外办法来解释：在消息冲突位置，第一种节点发送0而此外节点发送1，那么发送0节点将获得总线控制权，并且可以成功发送出它信息。28.什么是现场总线？现场总线浮现历史背景是如何？定义：1、用于现场仪表与控制主机系统之间一种开放、全数字化、双向、多站通信系统；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串行总线系统；3、基于智能化仪表及现场总线控制系统FCS；4、一种数字化串行双向通信系统。从20世纪50年代至今始终都在使用着一种信号原则，那就是4一2OmA模仿信号原则。20世纪70年代，数字式计算机引人到测控系统中，而此时计算机提供是集
35、中式控制解决。20世纪80年代，微解决器在控制领域得到应用，微解决器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。随着微解决器发展和广泛应用，产生了以IC代替常规电子线路，以微解决器为核心，实行信息采集、显示、解决、传播及优化控制等功能智能设备。某些具备专家辅助推断分析与决策能力数字式智能化仪表产品，其自身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图等功能通信技术发展，促使传送数字化信息网络技术开始得到广泛应用。与此同步，基于质量分析维护管理、与安全有关系统测试记录、环境监视需求增长，都规定仪表能在本地解决信息，并在必要时容许被管理和
36、访问，这些也使现场仪表与上级控制系统通信量大增。此外，从实际应用角度出发，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。由此，导致了现场总线产生29.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？答：特点：系统开放性 互可操作性与互用性 现场设备智能化与功能自治性 系统构造高度分散性 对现场环境适应性 优越性：FCS实现全数字化通信 FCS实现彻底全分散式控制 FCS实现不同厂商产品互联、互操作 FCS增强系统可靠性、可维护性 FCS减少系统工程成本4.通信系统由哪几某些构成?各自具备什么功能?它普通由信息源和信息接受者，发送、接受设备，传播媒介几某些构成信息源和接
37、受者是信息产生者和使用者发送设备基本功能是将信息源和传播媒介匹配起来，即将信息源产生消息信号通过编码，并变换为便于传送信号形式，送往传播媒介。传播介质指发送设备到接受设备之间信号传递所经媒介。接受设备基本功能是完毕发送设备反变换，即进行解调、译码、解密等。30.以太网技术作为现场总线技术具备哪些技术优势？答：1）采用以太网作为现场总线，可以保证现场总线技术可持续发展2）以太网受到广泛开发技术支持3）由于以太网是应用最广泛计算机网络技术，它也受到硬件开发商高度注重，这使得以太网系统设计有广泛硬件产品可供选取。（4）由于以太网己被使用近年，以太网具备大量软件资源，人们对以太网设计、应用有诸多经验，
38、对以太网技术十分熟悉。最重要是，如果采用以太网作为现场总线技术，可以避免现场总线技术游离于计算机网络技术发展主流之外，使现场总线技术和计算机网络技术主流技术较好地融合起来，形成现场总线技术和普通计算机网络技术互相增进局面。31.简述自动控制系统发展四个阶段及其体系构造答：1.模仿仪表控制系统(ACS) 缺陷：信号变化缓慢，计算速度精度比较低、信号传播抗干扰能力较差。2.直接数字控制系统(DDC) 长处：集中管理、控制、监视、报警和收集历史数据等。缺陷：布线费用高、不便于扩展、危险集中、可靠性低等。3 集散控制系统（DCS)系统重要缺陷（1）信息集成能力不强（2）系统不开放、可集成性差、专业性不
39、强（3）可靠性不易保证4）可维护性不高。4、现场总线控制系统（FCS)现场总线技术重要特性是采用数字式通信方式取代设备级4-20mA(模仿量)/24VDC(开关量)信号，使用一根电缆连接所有现场设备。32.与DCS相比FCS在构造上有哪些优越性？答：1 实现全数字化通信；2实现彻底全分散式控制；3实现不同厂商产品互连、互操作；4增强系统可靠性、可维护性；5减少系统工程成本。什么是系统实时性？所谓系统实用性是指现场设备之间，在最坏状况下完毕一次数据互换，系统所能保证最小时间。简朴说就是现场设备通信数据更新速度。33.简述影响系统实时性因素答：现场总线数据传播速率高具备更好实时性 数据传播量小系统
40、具备更好实时性 从站数目少系统具备更好实时性 主站数据解决速度快使系统具备更好实时性 单机控制I / 0方式，比现场总线方式要有更好实时性 在一条总线上设备比通过网桥或路由设备具备更好实时性 主站应用程序大小、计算复杂限度也影响系统响应时间四、应用题1.某公司想要建设工业以太网，其现场设备涉及Profibus DP设备、模仿数字信号采集、设备流程控制等，按照工业以太网三层网络原则，请画出相应以太网络图，并列出重要设备及其功能。 答：其重要以太网图形如下：网络中重要涉及如下设备：控制或设计用计算机、互换机、网关等，其功能如下：计算机，重要用来实现公司管理层决策、网络组态及维护，生产设备寻常调度及
41、控制等 。 网关，重要实现以太网合同与Profibus合同转换，以便不同合同网络实现互联，最后实现数据共享等。 互换机，是以太网组建重要硬件载体，其功能是实现网络上各设备间数据链路功能。2. CRC校验码是网络通信中普通采用形式，假设待发送消息为，生成多项式选用G=X5+X4+X2+1，CRC校验码为多少，发送方发出信息为什么？解:依照待发送消息10 0010 0101,可得信息字段代码： 代码为：10 0010 0101生成多项式： 代码为:11 0101 代码为:100 0100 1010 0000再与进行模2除法运算，相称于按位异或，即1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1-0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1-0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1-0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1- 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1- 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1- 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1- 0 0 0 0 1 1 -余数 即校验码 发送方发出信息：