現(xiàn)場總線復(fù)習(xí)提要

1、現(xiàn)場總線復(fù)習(xí)提要第一章（思考與練習(xí)）1、過程控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了那幾代控制系統(tǒng)？基地式儀表控制系統(tǒng)、模擬式儀表控制系統(tǒng)、直接式數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）、集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）8、生產(chǎn)過程包括哪些裝置？答：PLC、智能調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場控制站和其他測控裝置。9、什么是現(xiàn)場總線？現(xiàn)場總線有哪些特點(diǎn)？答：現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實(shí)現(xiàn)雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)。特點(diǎn)：開放性、互操作性和互用性、現(xiàn)場設(shè)備的智能化和功能自治性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。10、現(xiàn)場總線的本質(zhì)含義表現(xiàn)在哪些方面？答：現(xiàn)場設(shè)備的互連、現(xiàn)場通信網(wǎng)

2、絡(luò)、互操作性、分散功能塊、總線供電、開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)12、常用現(xiàn)場總線有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？名稱傳輸速率傳輸距離節(jié)點(diǎn)數(shù)傳輸介質(zhì)FF（基金現(xiàn)場總線）H1（低速）：31.25kbit/s200m1900mH1每段節(jié)點(diǎn)數(shù)最多32個(gè)；HSC每段節(jié)點(diǎn)數(shù)最多124個(gè)雙絞線、光纜、同軸電纜、無線發(fā)射H2（高速）：1Mbit/s;2.5 Mbit/s750m500mProfibus9.6kbit/s12 Mbit/s最大1200m，若采用中繼器，可延至10km最多掛接127個(gè)站點(diǎn)雙絞線、光纜CAN（控制器局域網(wǎng)）最高1Mbit/s;40m110個(gè)雙絞線、光纜5 kbit/s最遠(yuǎn)10kmModbus9.6kb

3、it/s最遠(yuǎn)1200mLonworks（局域操作網(wǎng)絡(luò)）最高1.25 Mbit/s不超過130m雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線78 kbit/s最遠(yuǎn)2700m32000個(gè)CC-Link（控制與鏈路系統(tǒng)）10 Mbit/s最大100m整個(gè)一層網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)主站和64個(gè)子站組成156 kbit/s最大1200m第二章（思考與練習(xí)）3、總線的尋址方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：3種。1物理尋址、2邏輯尋址、3廣播尋址。特點(diǎn)：1.用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設(shè)備做為響應(yīng)者。 2.用于指定存儲區(qū)單元某一通用區(qū)，而不顧及這些存儲器單元 在設(shè)備中的物理分布。 3.用于選擇多個(gè)響應(yīng)者。4、數(shù)據(jù)通

4、信系統(tǒng)由哪些設(shè)備組成？各起什么作用？答：1.信息源 2.發(fā)送設(shè)備 3.傳輸介質(zhì) 4.接收設(shè)備 5.信息接受者作用：1.把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號； 2.將信息源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)男盘枺剐畔⒃春蛡鬏斀橘|(zhì)匹配； 3.傳輸信號的媒介 4.完成發(fā)送設(shè)備的反變換，即對信息進(jìn)行解調(diào)、譯碼和解碼等。 5.將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。6、什么是數(shù)據(jù)傳輸率？它的單位是什么？答：單位時(shí)間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量。單位有比特率S和波特率B7、試比較串行通信和并行通信的優(yōu)缺點(diǎn)？答：串行通信缺點(diǎn)：傳輸速度較慢優(yōu)點(diǎn)：傳輸線少、連線簡單，特別適合多位數(shù)據(jù)的長距離通信；并行通信缺點(diǎn)：若數(shù)據(jù)位數(shù)較多、傳送

5、距離較遠(yuǎn)時(shí)，則線路復(fù)雜，成本較高且干擾大，不適合遠(yuǎn)距離傳送。并行通信的缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳送數(shù)據(jù)速度很快，傳輸效率高，8、什么是異步傳輸？什么是同步傳輸？各用于什么場合？答：異步傳輸：串行通信的一種，在通信中發(fā)送方和接收方不保持同步，即時(shí)鐘頻率不同。 同步傳輸：串行通信的一種，在通信中發(fā)送方和接收方保持同步，即時(shí)鐘頻率相同。異步傳輸主要應(yīng)用于中、低速數(shù)據(jù)通信；同步傳輸主要應(yīng)用于高速通信。9、串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有哪些？試分別闡述其電氣特性？1.RS-232C通信接口、2.RS-422A通信接口、3.RS-485通信接口。電氣特性：1.其中任何一條信號線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系，電氣接口采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收

6、電路，容易受到公共底線上的電位差和外部引入的干擾信號的影響。2.由于RS-422A采用差動(dòng)發(fā)送，差動(dòng)接收的工作方式并使用+5V電源，因此通信速率、通信距離、抗共模干擾等方面較RS-232C接口有較大的提高。3.RS-485的邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（26V）表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（26V）表示。10、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)有幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？答：星形、環(huán)形、總線型。12、常用網(wǎng)絡(luò)控制方法有哪幾種？答：令牌方式、爭用方式、主從方式13、試闡述以令牌傳遞方式發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的過程？答：此題略。14、在CSMA/CD中，什么情況會(huì)發(fā)生信息沖突？如何解決？若兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息即產(chǎn)生線路

7、沖突即發(fā)生信息沖突。解決：每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，首先要進(jìn)行載波監(jiān)聽，只有介質(zhì)空閑時(shí)，才允許發(fā)送幀，每個(gè)站必須有能力隨時(shí)監(jiān)測沖突是否發(fā)生，一旦發(fā)生沖突，則應(yīng)停止發(fā)送，然后隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后，再重新爭用介質(zhì)，重發(fā)送幀。15、通常使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：3種。特點(diǎn)：1.線路交換方式：優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸迅速可靠，并能保持原有序列。缺點(diǎn)：一旦通信雙方占有通道，即使不傳送數(shù)據(jù)，其他用戶也不能使用，造成資源浪費(fèi)。適于時(shí)間要求高、且連續(xù)的批量數(shù)據(jù)傳輸。2. 報(bào)文交換方式優(yōu)點(diǎn)：交換數(shù)據(jù)效率高，信道可以復(fù)用且需要時(shí)才分配信道，可以方便地把報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)。缺點(diǎn)：延時(shí)長，不能滿足實(shí)時(shí)交互式的

8、通信要求，有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到的報(bào)文太多，以致不得不丟棄或阻止某些報(bào)文，對中繼器的存儲容量要求較高。3.分組交換方式優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)短，數(shù)據(jù)傳輸靈活。缺點(diǎn)：目的節(jié)點(diǎn)要對分組進(jìn)行重組，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。17、有一比特流10101101011，畫出它的不歸零碼波形和曼徹斯特波形和差分曼徹斯特波形？（略）19、什么是差錯(cuò)控制？列舉幾種基本的差錯(cuò)控制方式？答：差錯(cuò)控制是指在數(shù)據(jù)通信過程中發(fā)現(xiàn)或糾正差錯(cuò)，并把差錯(cuò)限制在盡可能小的、允許的范圍內(nèi)而采用的技術(shù)和方法。如：奇偶校驗(yàn)碼、二維奇偶監(jiān)督碼、恒比碼、漢明碼。第三章（思考與練習(xí)）2、Profibus有哪幾種傳輸技術(shù)？各有什么特點(diǎn)？答：1.用于DP和FMS的RS-

9、485傳輸技術(shù)：RS-485是一種簡單的、低成本的傳輸技術(shù)，其傳輸過程是建立在半雙工、異步和無間隙同步化基礎(chǔ)上的，數(shù)據(jù)的發(fā)送采用NRZ編碼（不歸零編碼），這種傳輸通常稱為H2. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，每個(gè)總線段的開頭和結(jié)尾均有一個(gè)終端電阻；傳輸介質(zhì)可以使STP或UTP，取決于電磁兼容性；站點(diǎn)數(shù)：每個(gè)總線段最多可接32各站，使用中繼器最多可用到127個(gè)站，串聯(lián)中繼器一般不超過3個(gè)；插頭連接采用9針D型插頭。2.用于DP和FMS的光線傳輸技術(shù)：光纖是一種采用玻璃作為波導(dǎo)，以光的形式將信息從一端傳送到另一端的技術(shù)，光纖電纜對電磁干擾不敏感，并能保證總線上站與站的電氣隔離，允許Profibus系統(tǒng)站與

10、站之間的傳輸距離最大為15Km.3.用于PA的IEC1158-2傳輸技術(shù)：IEC1158-2是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無電流連續(xù)傳輸，通常稱為H1，采用曼徹斯特編碼，能進(jìn)行本質(zhì)及非本質(zhì)安全操作，每段只有一個(gè)電源作為供電裝置，當(dāng)站收發(fā)信息時(shí)，不向總線供電。具體特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼傳輸速率：通信速率31.25Kbit/s，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和總線長度無關(guān)數(shù)據(jù)可靠性：前同步信號，采用起始和終止限定符，以避免誤差傳輸介質(zhì)：可以采用UTP或STP遠(yuǎn)程電源供電：為可選附件，可通過數(shù)據(jù)總線供電防爆型：能進(jìn)行本征和非本證安全操作站點(diǎn)數(shù)：每段最多有32各站，使用中繼器最多可達(dá)127個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用

11、總線型、樹形或混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3、Profibus控制系統(tǒng)的配置有哪幾種形式？答：1.PLC或其他控制器作為1類主站，不設(shè)監(jiān)控站2.以PLC或其他控制器作為1類主站，監(jiān)控器通過串行口與PLC連接3.以PLC或其他控制器作為1類主站，將監(jiān)控站連接在Profibus總線上4.使用PC+Profibus網(wǎng)卡做為1類主站5.工業(yè)控制PC+Profibus網(wǎng)卡+SoftPLC。7、Profibus總線存取方式有哪兩種？答：令牌傳送方式和主從傳送方式。8、什么是令牌傳遞總線方式？答：這種方式和CSMA/CD方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但不同的是在網(wǎng)上各工作站按一定的順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均

12、有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后站就是首站，即收尾相連，每站都了解先行站（PS）和后繼站（NS）的地址，總線上各站的物理位置與邏輯位置無關(guān)。第二章 13.試闡述以令牌傳遞方式發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的過程？答：令牌按一定的次序進(jìn)行傳遞，如果某個(gè)站點(diǎn)要想發(fā)送數(shù)據(jù)，先得到令牌，然后把令牌由空閑置成忙，然后再把要發(fā)送的數(shù)據(jù)跟隨在令牌后面進(jìn)行發(fā)送，令牌和數(shù)據(jù)一起繼續(xù)按次序發(fā)向某任站點(diǎn)，接受站在收到令牌和其中的目的地址后，比較目的地址與自己的地址一致，然后開始接受數(shù)據(jù)，接受完，再把令牌置為空閑，繼續(xù)按次序進(jìn)行傳遞。9、在Profibus網(wǎng)絡(luò)中1類主站起什么作用？哪些設(shè)備可以做為1類主站？答：1類主站是中央控制器

13、，完成總線通信控制、管理及周期性數(shù)據(jù)訪問。典型的設(shè)備有：PLC、PC、支持主站功能的各種通信處理器模塊等設(shè)備。10、在Profibus網(wǎng)絡(luò)中2類主站有什么作用？列舉兩種可以做2類主站的設(shè)備？答：2類主站完成非周期性數(shù)據(jù)訪問，它可以與1類主站進(jìn)行通信，也可以與從站進(jìn)行輸入/輸出數(shù)據(jù)通信，并未從站分配新的地址。典型設(shè)備有：編程設(shè)備、觸摸屏和操作面板等。11、可將Profibus網(wǎng)絡(luò)從站設(shè)備分為幾類？列舉能做為其從設(shè)備的名稱？答：3類?？梢允荘LC一類的控制器，也可以是不具有程序存儲和程序執(zhí)行功能的分散式I/O設(shè)備，還可以如SITRANS現(xiàn)場儀表、MicroMaster變頻器等具有總線接口的智能現(xiàn)場

14、設(shè)備。12、GSD文件有什么作用？它包括哪幾部分內(nèi)容？答：GSD文件用來描述Profibus-DP設(shè)備的特性。包括通信通用的和設(shè)備專用的規(guī)范，具體：1.一般規(guī)范2.與DP主站有關(guān)的規(guī)范3.與DP從站有關(guān)的規(guī)范13、如何安裝GSD文件？進(jìn)入SIMATIC Manager界面，打開“HW Config”編輯器，進(jìn)入“選擇”“安裝GSD文件”14、硬件組態(tài)有什么作用？包括哪些內(nèi)容？PLC硬件組態(tài)是PLC編程軟件里面自帶的功能，主要用來配置模塊位置，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，硬件組態(tài)即將所需PLC模塊，包括電源、CPU、開關(guān)量輸入、輸出、模擬量輸入、輸出，通訊模塊等進(jìn)行配置，然后給每個(gè)模塊分配物理地址。15、EM2

15、77通信模塊有什么特性？在Profibus控制系統(tǒng)中起什么作用？P54特性：能自適應(yīng)系統(tǒng)的通信速率作用：1.作為DP從站，EM277接受來自主站的I/O組態(tài)，向主站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)； 2.主站可以讀寫S7-200PLC的V存儲區(qū)，每次可以與EM277交換1128B。17、在硬件組態(tài)中為什么要保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性？為了確保從站可以按照主站發(fā)送的順序接收到這些數(shù)據(jù)字第4章 （思考與練習(xí)）2、CC-Link采用什么通信協(xié)議？提供了哪兩種通信方式？答：RS-485通信協(xié)議。提供了循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸兩種通信方式。3、循環(huán)傳輸方式和瞬時(shí)傳輸方式有什么區(qū)別？答：CC-Link主要采用循環(huán)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行通信，即主站

16、按照從站號依次輪詢從站，從站再給予響應(yīng)，是按照站號進(jìn)行的，可以避免因通信沖突造成的系統(tǒng)癱瘓，還可以依靠可預(yù)見性的、不變的I/O響應(yīng)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供穩(wěn)定的實(shí)時(shí)控制。在循環(huán)數(shù)據(jù)量不夠的情況下，CC-Link能提供瞬時(shí)傳輸功能，將960B的數(shù)據(jù)，用專用指令傳送給智能設(shè)備站或本地站，并且瞬時(shí)傳輸不影響循環(huán)傳輸?shù)倪M(jìn)行。4、為什么要設(shè)置備用主站功能？為了防止主站出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，設(shè)置備用主站后，當(dāng)主站出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換送到備用主站。5、試分析當(dāng)FX系列的PLC作為主站單元時(shí)CC-Link總線系統(tǒng)的最大配置情況。P77只能以FX2N-16CCL-M作為主站通信模塊，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以連接7個(gè)I/O站和8個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站6、為何要在網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備站連接終端電阻？如何選擇終端電阻？防止線路終端的信號反射。CC-Link提供了110和1