現(xiàn)場總線技術(shù)試卷A

1、淮海工學(xué)院11-12學(xué)年第1學(xué)期 現(xiàn)場總線與控制網(wǎng)技術(shù) 試卷（A）半開卷題號4四五六七八九總分核分人分值303040100得分一、填空題（本大題共10小題，每空1分，共30分）物理層傳送數(shù)據(jù)的單位是（比特 ），數(shù)據(jù)鏈路層傳送數(shù)據(jù)的單位是（ 幀），傳輸層傳送數(shù)據(jù)的單位是（ 報(bào)文），應(yīng)用層傳送數(shù)據(jù)的單位是（ 報(bào)文 ）oOSI參考模型中物理層的四個(gè)重要特性是（機(jī)械特性）、（電氣特性）、（功 能特性）和（規(guī)程特性）o存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換分為（報(bào)文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換）和（報(bào)文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換）兩種。LonTalk協(xié)議提供了四種類型的報(bào)文服務(wù)，依次是（應(yīng)答方式）、（請彩響應(yīng) 方式）、（非應(yīng)答重發(fā)方式）和（非應(yīng)答方式）。

2、通信電路的工作方式有（單工通信）、（半雙工通信）和（全雙工通信）三種。CAN總線中存在5種錯(cuò)誤類型，分別是（位錯(cuò)誤）、（填充錯(cuò)誤）、（CRC錯(cuò)誤）、 （格式錯(cuò)誤）和（應(yīng)答錯(cuò)誤）。LON總線中，對雙絞線支持的3類收發(fā)器是（直接驅(qū)動收發(fā)器）、（EIA-485收 發(fā)器）和（變壓器耦合收發(fā)器）。PR0FIBUS系統(tǒng)由三類站點(diǎn)組成分別是（1類主站）、（2類主站）和（從站）o0SI參考模型的通信功能劃分為（7 ）個(gè)層次。被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)的是（LonWorks ）總線技術(shù)。二、簡答題(本大題共5小題，每題6分，共30分)什么是現(xiàn)場總線？現(xiàn)場總線相對于DCS具有哪些優(yōu)越性？ (6分)參考答案：IEC對現(xiàn)場總

3、線的定義：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)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)?，F(xiàn)場總線相對于DCS具有如下優(yōu)越性：現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)全數(shù)字通信?，F(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)徹底的全分散式控制?，F(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品互連、互操作?，F(xiàn)場總線增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性。現(xiàn)場總線降低系統(tǒng)工程成本。PR0FIBUS主站的實(shí)現(xiàn)方案有哪些？ (6分)參考答案：PR0FIBUS主站的實(shí)現(xiàn)方案有：PLC做PR0FIBUS的一類主站；PC+網(wǎng)卡做PR0FIBUS的一類主站；自主開發(fā)PR0FIBUS的主站；PLC中插入(第三方的)PR0FIBUS通信模塊。簡述LonWorks通信協(xié)議LonTal

4、k的特點(diǎn)。(6分)答：LonTalk協(xié)議具有如下特點(diǎn)：發(fā)送的報(bào)文都是短數(shù)據(jù)(通常為幾個(gè)到幾十個(gè)字節(jié))；通信帶寬不高(幾Kbps至U 2Mbps)；網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)通常是低成本、低維護(hù)量的單片機(jī)；支持多種通信介質(zhì)和不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)；支持可靠通信，包括防范未經(jīng)授權(quán)使用系統(tǒng)；支持混合介質(zhì)和不同通信速度構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)；允許節(jié)點(diǎn)間的任意連通；提供對節(jié)點(diǎn)透明的接口；為產(chǎn)品的互操作性提供有效機(jī)制，使不同制造商的產(chǎn)品共享標(biāo)準(zhǔn)物理量的 信息。什么是總線沖突？什么是總線仲裁？ (6分)參考答案：若同一時(shí)刻有多個(gè)工作站向傳輸線路發(fā)送信息，則這些信息會在傳輸線上相互混淆而遭破壞，這一現(xiàn)象稱為“沖突”?？偩€仲裁是指對總線沖突的處

5、理過程，根據(jù)某種裁決規(guī)則來確定下一時(shí)刻具有總線 占有權(quán)的設(shè)備?？刂凭W(wǎng)絡(luò)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接方式有哪些？ （6分）答：一般有三種：一是采用專用網(wǎng)關(guān)；二是將現(xiàn)場總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入工業(yè) PC的PCI插槽內(nèi)，由PC內(nèi)完成數(shù)據(jù)交換；三是將WEB服務(wù)器直接置入PLC或現(xiàn)場 控制設(shè)備內(nèi)，借助WEB服務(wù)器來完成數(shù)據(jù)交換。三、問答題（本大題共4小題，共40分）網(wǎng)絡(luò)變量與顯示報(bào)文的區(qū)別是什么？ （10分）答：每一種類型的網(wǎng)絡(luò)變量的數(shù)據(jù)長度都是固定的，任何一種類型的網(wǎng)絡(luò)變量 的長度不能超過31B；而顯示報(bào)文恰恰相反，它的數(shù)據(jù)長度是可變的。相同的報(bào)文 碼在一個(gè)應(yīng)用中可能只包含1B的數(shù)據(jù)，而在另一個(gè)應(yīng)用包含25B的數(shù)

6、據(jù)。在顯示 報(bào)文中，數(shù)據(jù)的最大長度為228B。因此，在數(shù)據(jù)量較大的應(yīng)用中，使用顯示報(bào)文比 使用網(wǎng)絡(luò)變量更有效。所謂顯示報(bào)文是一個(gè)接結(jié)構(gòu)變量，該結(jié)構(gòu)分為輸出顯示報(bào)文、 輸入顯示報(bào)文、響應(yīng)輸出報(bào)文和響應(yīng)輸入報(bào)文。在顯示報(bào)文中提供對通信目的/源地址、優(yōu)先級、認(rèn)證等方式的直接操作。所有 對顯示報(bào)文的操作都是通過對運(yùn)行庫的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的。簡述OSI參考模型中各層的功能。（10分）參考答案：物理層：位于網(wǎng)絡(luò)模型的最低層，它通過傳輸介質(zhì)將各站點(diǎn)連接起來，組成物理通 路，以便數(shù)據(jù)流通過。數(shù)據(jù)鏈路層：作用是進(jìn)行差錯(cuò)檢測和流量控制，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的傳輸。網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)路由選擇和擁塞控制，并使不同種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。傳輸

7、層：提供一個(gè)通道，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的可靠數(shù)據(jù)傳輸。會話層：為不同計(jì)算機(jī)上的用戶建立會話關(guān)系，并管理數(shù)據(jù)的交換。表示層：實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式的編碼之間的轉(zhuǎn)換，以及數(shù)據(jù)的壓縮、加密、解密等。 應(yīng)用層：為端點(diǎn)用戶提供服務(wù)，如文件傳送、網(wǎng)絡(luò)管理等、遠(yuǎn)程登錄等。畫出神經(jīng)元芯片內(nèi)部三個(gè)CPU的結(jié)構(gòu)框圖，并分析它們的作用及其相互之間的 關(guān)系。（10）答：神經(jīng)元芯片內(nèi)部三個(gè)CPU的結(jié)構(gòu)框圖如下：處理器1#為介質(zhì)訪問控制處理器，它控制Lon Talk七層協(xié)議中的第1層物理層 和第2層數(shù)據(jù)鏈路層，并可以驅(qū)動通信子系統(tǒng)的硬件來完成沖突避免算法。處理器 1 #通過共享存儲器中的網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)與處理器2 #通信。處理器2 #為網(wǎng)絡(luò)處

8、理器， 它控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的第3層到第6層，可完成網(wǎng)絡(luò)變量進(jìn)程、編址、處理事項(xiàng)進(jìn)程、 報(bào)文鑒定、軟件定時(shí)器、網(wǎng)絡(luò)管理和路由尋址等功能。處理器2#使用共享存儲器 中的網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)與處理器1#通信，使用應(yīng)用緩沖區(qū)與處理器3#通信。處理器3# 為應(yīng)用處理器，它實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的第7層應(yīng)用層，執(zhí)行用戶代碼和用戶代碼調(diào)用 的操作系統(tǒng)來進(jìn)行工作，大部分應(yīng)用程序的編程語言為Neuron C。處理器3#使用 共享存儲器中的應(yīng)用緩沖區(qū)與處理器2 #通信。4.試將TCP/IP和OSI的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，討論其異同之處。（10分）答：OSI和TCP/IP的相同點(diǎn)是二者均采用層次結(jié)構(gòu)，而且都是按功能分層。OSI和TCP/I

9、P的不同點(diǎn)有：（1）TCP/IP雖然也分層，但其層次之間的調(diào)用關(guān)系不像OSI那樣嚴(yán)格。在 OSI參考模型中，兩個(gè)N層實(shí)體之間的通信必須經(jīng)過（N-1）層。但TCP/IP可以 越級調(diào)用更低層提供的服務(wù)。這樣做可以減少一些不必要的開銷，提高了數(shù)據(jù)傳輸 的效率。（2）TCP/IP 一開始就考慮到了異種網(wǎng)的互連問題，并將互連網(wǎng)協(xié)議作為 TCP/IP的重要組成部分。而ISO只考慮到用一種統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同 的系統(tǒng)互連在一起，根本未想到異種網(wǎng)的存在，這是OSI/RM的一大缺點(diǎn)。（3）TCP/IP 一開始就向用戶同時(shí)提供可靠服務(wù)和不可靠服務(wù)，而OSI在開始 時(shí)只考慮到向用戶提供可靠服務(wù)。相對說來，TCP/IP更側(cè)重于考慮提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?效率，而OSI參考模型更側(cè)重于考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃裕?）OSI模型有3個(gè)主要明確概念：服務(wù)