現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用第4版郭瓊課后參考答案

第1章概述1.1過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾代控制系統(tǒng)？答：過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了基地式儀表控制系統(tǒng)、模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。1.2闡述DDC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。答：1）DDC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：2）工作過(guò)程：計(jì)算機(jī)通過(guò)過(guò)程輸入通道對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變量作巡回檢測(cè)，然后根據(jù)變量，按照一定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果通過(guò)輸出通道輸出，并作用于執(zhí)行器，使被控變量符合系統(tǒng)要求的性能指標(biāo)。1.3計(jì)算機(jī)在DDC控制系統(tǒng)中起什么作用？答：控制器。1.4DDC控制系統(tǒng)的輸入輸出通道各起什么作用？答：過(guò)程輸入設(shè)備包輸入通道（AI通道、DI通道），用于向計(jì)算機(jī)輸入生產(chǎn)過(guò)程中的模擬信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)或數(shù)字信號(hào)；過(guò)程輸出設(shè)備包括輸出通道（AO通道、DO通道），用于將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果輸出并作用于控制對(duì)象。1.5計(jì)算機(jī)的軟件包括哪兩大類？各起什么作用？答：1）系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。2）系統(tǒng)軟件用于對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行資源管理、便于用戶使用計(jì)算機(jī)而配置的各種程序；應(yīng)用軟件用于解決各種實(shí)際問(wèn)題。1.6什么是集散控制系統(tǒng)?其基本設(shè)計(jì)思想是什么?答：1）集散控制系統(tǒng)是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。2）其核心思想是集中管理、分散控制。1.7簡(jiǎn)述集散控制系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及各層次所起的作用。答：集散控制系統(tǒng)包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)，各級(jí)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互相連接。過(guò)程級(jí)主要由PLC、智能調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場(chǎng)控制站及其他測(cè)控裝置組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分；操作級(jí)包括：操作員站、工程師站和層間網(wǎng)絡(luò)連接器等，完成系統(tǒng)操作、組態(tài)、工藝流程圖顯示、監(jiān)視過(guò)程對(duì)象和控制裝置的運(yùn)行情況，并可通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向過(guò)程級(jí)設(shè)備發(fā)出控制和干預(yù)指令；管理級(jí)由管理計(jì)算機(jī)構(gòu)成，主要是指工廠管理信息系統(tǒng)，其作為DCS更高層次的應(yīng)用，監(jiān)視企業(yè)各部門的運(yùn)行情況、完成生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理等功能。1.8生產(chǎn)過(guò)程包括哪些裝置？答：包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、控制器等裝置。1.9什么是現(xiàn)場(chǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些特點(diǎn)？答：1）現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)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)。2）現(xiàn)場(chǎng)總線具有開(kāi)放性、互操作性和互用性、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性等特點(diǎn)。1.10現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)含義表現(xiàn)在哪些方面？答：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、互操作性、分散功能塊、總線供電及開(kāi)放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。1.11比較集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：FCS和DCS的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表所示。項(xiàng)目FCSDCS控制結(jié)構(gòu)全分布，放棄了控制站?？刂乒δ芟路诺阶鳛榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能儀表和設(shè)備中。半分布，現(xiàn)場(chǎng)控制依賴于控制站。信號(hào)類型數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)通信方式半雙工單工可靠性不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差，抗干擾能力強(qiáng)，精度高。有模擬信號(hào)，傳輸易受干擾且精度低。狀態(tài)監(jiān)控能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、參數(shù)調(diào)節(jié)、自診斷等功能。不能了解模擬儀表的工作狀況，不能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，且沒(méi)有自診斷功能。開(kāi)放性通信協(xié)議公開(kāi)，用戶可自主進(jìn)行設(shè)備選型、設(shè)備互換、系統(tǒng)配置。大部分技術(shù)參數(shù)由制造廠自定，導(dǎo)致不同品牌的設(shè)備和儀表無(wú)法互換。現(xiàn)場(chǎng)儀表智能儀表具有通信、測(cè)量、計(jì)算、執(zhí)行、報(bào)警等功能。模擬儀表只具有檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ堋５?章現(xiàn)場(chǎng)總線通信基礎(chǔ)2.1什么是總線？總線主設(shè)備和從設(shè)備各起什么作用？答：1）總線是多個(gè)系統(tǒng)功能部件之間傳輸信號(hào)或信息的公共路徑，是遵循同一技術(shù)規(guī)范的連接與操作方式；使用統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)，不同設(shè)備之間的互連將更容易實(shí)現(xiàn)。2）總線主設(shè)備（BusMaster）是指能夠在總線上發(fā)起信息傳輸?shù)脑O(shè)備，其具備在總線上主動(dòng)發(fā)起通信的能力；總線從設(shè)備（BusSlaver）是掛接在總線上、不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通信，只能對(duì)總線信息接收查詢的設(shè)備。2.2總線上的控制信號(hào)有哪幾種？各起什么作用？答：總線上的控制信號(hào)通常有三種類型，分別為：1）控制設(shè)備的動(dòng)作與狀態(tài)。完成諸如設(shè)備清零、初始化、啟動(dòng)、停止等所規(guī)定的操作。2）改變總線操作方式。例如改變數(shù)據(jù)流的方向、選擇數(shù)據(jù)字段和字節(jié)等。3）表明地址和數(shù)據(jù)的含義。例如對(duì)于地址，可以用于指定某一地址空間或表示出現(xiàn)了廣播操作；對(duì)于數(shù)據(jù)，可以用于指定它能否轉(zhuǎn)譯成輔助地址或命令。2.3總線的尋址方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：總線的尋址方式有物理尋址、邏輯尋址及廣播尋址三種方式。1）物理尋址用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設(shè)備作為響應(yīng)者。2）邏輯尋址用于指定存儲(chǔ)單元的某一個(gè)通用區(qū)，而不顧及這些存儲(chǔ)單元在設(shè)備中的物理分布。3）物理尋址與邏輯尋址的區(qū)別在于前者是選擇與位置有關(guān)的設(shè)備，后者是選擇與位置無(wú)關(guān)的設(shè)備。廣播尋址用于選擇多個(gè)響應(yīng)者。2.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由哪些設(shè)備組成？各起什么作用？答：1）信息源、發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、接收設(shè)備及信息接收者2）信息源：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)；發(fā)送設(shè)備：將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)男盘?hào)；傳輸介質(zhì)：發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)的媒介；接收設(shè)備:完成發(fā)送設(shè)備的反變換；信息接收者：將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。2.5請(qǐng)舉例說(shuō)明數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別。答：數(shù)據(jù)是信息的載體，它是信息的表示形式，可以是數(shù)字、字符、符號(hào)等。例如可以用二進(jìn)制數(shù)據(jù)“0”表示物體的“有“或”無(wú)“。2.6什么是數(shù)據(jù)傳輸率？它的單位是什么？答：數(shù)據(jù)傳輸率是衡量通信系統(tǒng)有效性的指標(biāo)之一，其含義為單位時(shí)間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量，常用比特率S和波特率B來(lái)表示，單位為bit/s或bps。2.7試比較串行通信和并行通信的優(yōu)缺點(diǎn)。答：串行通信多用于可編程序控制器與計(jì)算機(jī)之間、多臺(tái)可編程序控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。串行通信雖然傳輸速度較慢，但傳輸線少、連線簡(jiǎn)單，特別適合多位數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離通信；并行通信方式一般用于在可編程序控制器內(nèi)部的各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模塊之間的數(shù)據(jù)處理。雖然并行傳送數(shù)據(jù)的速度很快，傳輸效率高，但若數(shù)據(jù)位數(shù)較多、傳送距離較遠(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。2.8什么是異步傳輸？什么是同步傳輸？各用于什么場(chǎng)合？答：1）在異步傳輸中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸，每個(gè)信息字符都有自己的起始位和停止位，每個(gè)字符中的各個(gè)位是同步的，相鄰兩個(gè)字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時(shí)間長(zhǎng)短是不確定的，它是靠發(fā)送信息時(shí)同時(shí)發(fā)出字符的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）同步通信的數(shù)據(jù)傳輸是以數(shù)據(jù)塊為單位的，字符與字符之間、字符內(nèi)部的位與位之間都同步；每次傳送1～2個(gè)同步字符、若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗(yàn)字符；同步字符起聯(lián)絡(luò)作用，用它來(lái)通知接收方開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。在同步通信中發(fā)送方和接收方要保持完全的同步，即發(fā)送方和接收方應(yīng)使用同一時(shí)鐘頻率。3）由于同步通信方式不需要在每個(gè)數(shù)據(jù)字符中加起始位、校驗(yàn)位和停止位，只需要在數(shù)據(jù)塊之前加一兩個(gè)同步字符，所以傳輸效率高，主要用于高速通信；采用異步通信方式傳送數(shù)據(jù)，每傳一個(gè)字節(jié)都要加入起始位、校驗(yàn)位和停止位，傳送效率低，主要用于中、低速數(shù)據(jù)通信。2.9串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有哪些？試分別闡述其電氣特性。答：1)RS-232C、RS-485、RS-422A。2）RS-232C:任何一條信息線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系：-15~-5V代表邏輯“1”，5~15V代表邏輯“0”；RS-485：的邏輯“1”，以兩線間的電壓差為+（2~6）V表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2~6）V表示；RS-422A：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，在通信速率、通信距離、抗共模干擾等方面比RS-232C接口有較大的提高，最大傳輸率可達(dá)10Mbit/s，傳輸距離為12~1200m。2.10工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)有幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？答：目前大多數(shù)LAN使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型及總線型這三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2.11試分析總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：總線結(jié)構(gòu)在LAN中使用最普遍，其連接特點(diǎn)是端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，各節(jié)點(diǎn)地位平等，無(wú)中心節(jié)點(diǎn)控制。這樣的連接布線簡(jiǎn)單、擴(kuò)充容易、成本低廉，而且某個(gè)節(jié)點(diǎn)一旦失效也不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)的通信，但使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一個(gè)問(wèn)題是確保端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不能出現(xiàn)沖突。2.12常用的網(wǎng)絡(luò)控制方法有哪幾種？答：令牌方式、爭(zhēng)用方式、主從方式。2.13試闡述令牌傳遞方式數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過(guò)程。答：令牌是一組特定的二進(jìn)制代碼，它按照事先排列的某種邏輯順序沿網(wǎng)絡(luò)而行，令牌有空、忙兩種狀態(tài)，開(kāi)始時(shí)為空閑；節(jié)點(diǎn)只有得到空令牌時(shí)才具有信息發(fā)送權(quán)，同時(shí)將令牌置為忙。令牌沿網(wǎng)絡(luò)而行，當(dāng)信息被目標(biāo)節(jié)點(diǎn)取走后，令牌被重新置為空。。令牌傳送實(shí)際上是一種按預(yù)先的安排讓網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)依次輪流占用通信線路的方法，傳送的次序由用戶根據(jù)需要預(yù)先確定，而不是按節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的物理次序傳送。2.14在CSMA/CD中，什么情況會(huì)發(fā)生信息沖突？如何解決？答：如果兩個(gè)以上的站同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到介質(zhì)空閑并發(fā)送幀，則會(huì)產(chǎn)生沖突現(xiàn)象，會(huì)使發(fā)送的幀都成為無(wú)效幀，發(fā)送隨即宣告失敗。每個(gè)站必須有能力隨時(shí)檢測(cè)沖突是否發(fā)生，一旦發(fā)生沖突，則應(yīng)停止發(fā)送，以免介質(zhì)帶寬因傳送無(wú)效幀而被白白浪費(fèi)，然后隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后，再重新?tīng)?zhēng)用介質(zhì)，重發(fā)送幀。2.15通常使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有幾種？各有什么特點(diǎn)？答：1）在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通常采用線路交換、報(bào)文交換和分組交換的數(shù)據(jù)交換方式。2）線路交換數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸迅速可靠、并能保持原有序列；缺點(diǎn)是一旦通信雙方占有通道后，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)。報(bào)文交換數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是效率高，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)；建立報(bào)文優(yōu)先權(quán)，讓優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文優(yōu)先傳送。缺點(diǎn)是延時(shí)長(zhǎng)，不能滿足實(shí)時(shí)交互式的通信要求。分組交換的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)短，數(shù)據(jù)傳輸靈活。由于分組是較小的傳輸單位，只有出錯(cuò)的分組會(huì)被重發(fā)而非整個(gè)報(bào)文，因此大大降低了重發(fā)比例，提高了交換速度，而且每個(gè)分組可按不同路徑不同順序到達(dá)。缺點(diǎn)是在目的結(jié)點(diǎn)要對(duì)分組進(jìn)行重組，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。2.16曼徹斯特波形的跳變有幾層含義？答：跳變信號(hào)既作為時(shí)鐘信號(hào)，又作為數(shù)據(jù)信號(hào)。2.17有一比特流10101101011，畫(huà)出它的曼徹斯特波形。答：略2.18有一比特流10101101011，畫(huà)出它的差分曼徹斯特波形。答：略2.19什么是差錯(cuò)控制？列舉兩種基本的差錯(cuò)控制方式。答：1）在數(shù)據(jù)通信過(guò)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)。2）自動(dòng)重發(fā)、前向糾錯(cuò)。2.20簡(jiǎn)要說(shuō)明光纜傳輸信號(hào)的基本原理。答：光纜是一種傳輸光束的細(xì)微而柔韌的媒質(zhì)，簡(jiǎn)稱為光纖，在它的中心部分包括了一根或多根玻璃纖維，通過(guò)從激光器或發(fā)光二極管發(fā)出的光波穿過(guò)中心纖維來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。2.21采用光纜傳輸數(shù)據(jù)有哪些優(yōu)勢(shì)？答：1）抗干擾性好。光纜中的信息是以光的形式傳播的，由于光不受外界電磁干擾的影響，而且本身也不向外輻射信號(hào)，所以光纜具有良好的抗干擾性能，適用于長(zhǎng)距離的信息傳輸以及要求高度安全的場(chǎng)合。2）具有更寬的帶寬和更高的傳輸速率，且傳輸能力強(qiáng)。3）衰減少，無(wú)中繼時(shí)傳輸距離遠(yuǎn)。這樣可以減少整個(gè)通道的中繼器數(shù)目，而同軸電纜和雙絞線每隔幾千米就需要接一個(gè)中繼器。4）光纜本身費(fèi)用昂貴，對(duì)芯材純度要求高。2.22試比較雙絞線與同軸電纜的傳輸性能。答：雙絞線在數(shù)據(jù)傳輸速度、傳輸距離和信道寬度等方面均受到一定的限制，但價(jià)格低廉；同軸電纜的數(shù)據(jù)傳輸速度、傳輸距離、可支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)、抗干擾性能都優(yōu)于雙絞線，成本也高于雙絞線。2.23為什么要引進(jìn)ISO/OSI參考模型？它能解決什么問(wèn)題？答：ISO/OSI參考模型是計(jì)算機(jī)通信的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，是用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)廠家和用戶共同遵循的規(guī)范，任何人均可免費(fèi)使用，而使用這個(gè)規(guī)范的系統(tǒng)也必須向其他使用這個(gè)規(guī)范的系統(tǒng)開(kāi)放。OSI參考模型并沒(méi)有提供一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的方法，是一個(gè)在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所使用的概念性框架，設(shè)計(jì)者可根據(jù)這一框架，設(shè)計(jì)出符合各自特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。2.24ISO/OSI參考模型劃分層次的原則是什么？答：第1層～第3層為介質(zhì)層，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的物理傳輸；第4層～第7層為高層或主機(jī)層，用于保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?.25簡(jiǎn)述ISO/OSI七層模型的結(jié)構(gòu)和每一層的作用。答：第一層-物理層:是通過(guò)物理介質(zhì)正確德?tīng)杺魉驮嫉谋忍匦畔?，保證發(fā)送的“0”或“1”數(shù)據(jù)能夠被對(duì)方正確的檢測(cè)和接收。第二層-數(shù)據(jù)鏈路層：負(fù)責(zé)把不可靠的傳輸信道改造成可靠的傳輸信道，采用差錯(cuò)檢測(cè)和幀確認(rèn)技術(shù)，傳送帶有校驗(yàn)信息的數(shù)據(jù)幀。第三層-網(wǎng)絡(luò)層：確定數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，建立、維持和拆除網(wǎng)絡(luò)連接。第四層-傳輸層：控制開(kāi)放系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。第五層-會(huì)話層：主要管理和協(xié)調(diào)不同主機(jī)上各種進(jìn)程之間的通信，即負(fù)責(zé)建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的會(huì)話。第六層-表示層：負(fù)責(zé)在不同的數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，以保證一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的據(jù)能被另一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層讀出，而且實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的信息交換。第七層-應(yīng)用層：應(yīng)用層是OSI參考模型中最靠近用戶的一層，提供應(yīng)用程序之間的通信，其作用是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序之間的信息交換、協(xié)調(diào)應(yīng)用進(jìn)程和管理系統(tǒng)資源。2.26試描述ISO/OSI參考模型中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^(guò)程。答：每一層依靠相鄰的低一層完成較原始的功能，同時(shí)又為相鄰的高一層提供服務(wù)；鄰層之間的約定稱為接口，各層約定的規(guī)則總和稱為協(xié)議，只要相鄰層的接口一致，就可以進(jìn)行通信。2.27列出幾種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，并說(shuō)明其功能。答：1）中繼器中繼器負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。中繼器由于不對(duì)信號(hào)作校驗(yàn)等其他處理，因此即使是差錯(cuò)信號(hào)，中繼器也照樣整形放大。2）集線器集線器是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的最小單元，對(duì)傳輸?shù)碾娦盘?hào)進(jìn)行整型、放大，相當(dāng)于具有多個(gè)端口的中繼器。3）網(wǎng)絡(luò)接口卡不僅實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)通信介質(zhì)之間的物理連接和電信號(hào)匹配，還負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀的封裝與拆封、數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收、物理層的介質(zhì)訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存等功能。4）交換機(jī)交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以識(shí)別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并將MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口紀(jì)錄在自己內(nèi)部的一個(gè)地址表中；數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)前先送入交換機(jī)的內(nèi)部緩沖，可對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行差錯(cuò)檢查。5）路由器路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，在不同網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)單元。因此路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，能在多網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境中建立靈活的連接。2.28集線器、交換機(jī)和路由器分別工作在ISO/OSI參考模型的哪一層？答：集線器工作在物理層；交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層；路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層。2.29什么是防火墻？它在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起什么作用？答：防火墻用一方面阻止來(lái)自因特網(wǎng)的對(duì)受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的未授權(quán)或未驗(yàn)證的訪問(wèn)，另一方面允許內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的用戶對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)行Web訪問(wèn)或收發(fā)E-mail等，也可以作為訪問(wèn)因特網(wǎng)的權(quán)限控制關(guān)口，如允許組織內(nèi)的特定的人可以訪問(wèn)因特網(wǎng)。2.30現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型有什么特點(diǎn)？答：現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)為了滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)性、快速性要求，也為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的低成本，對(duì)ISO/OSI參考模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化和優(yōu)化，除去了實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的中間層，并增加了用戶層，構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)總線通信系統(tǒng)模型。2.31現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型的用戶層起什么作用？答：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制功能和應(yīng)用功能。2.32試闡述現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和它承擔(dān)的主要任務(wù)。答：1）現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)常常分散在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，網(wǎng)絡(luò)要求具備高度的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性。2）現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)主要完成以下任務(wù)：（1）將控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各種信息傳送到控制室，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備始終處于遠(yuǎn)程監(jiān)視之中。例如在控制室監(jiān)視生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)閥門的開(kāi)度、開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量值及現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作狀況等信息。（2）控制室將各種控制、維護(hù)、參數(shù)修改等命令送往位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制設(shè)備中，使得生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備處于可控狀態(tài)之中。（3）與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息共享。第3章Profibus總線及其應(yīng)用3.1闡述Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的性能。答：Profibus是一種應(yīng)用廣泛的、開(kāi)放的、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，適合于快速、時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)。系統(tǒng)由主站和從站組成，主站能夠控制總線、決定總線的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)時(shí)，沒(méi)有外界請(qǐng)求也可以主動(dòng)發(fā)送信息；從站沒(méi)有控制總線的權(quán)力，但可以對(duì)接收到的信息給予確認(rèn)或者當(dāng)主站發(fā)出請(qǐng)求時(shí)向主站回應(yīng)信息。3.2Profibus有哪幾種傳輸技術(shù)？各有什么特點(diǎn)？答：1）Profibus有用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)；用于DP和FMS的光纖傳輸技術(shù)；用于PA的IEC1158-2傳輸技術(shù)。2）RS-485傳輸技術(shù)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌核性O(shè)備都連接在總線結(jié)構(gòu)中，每個(gè)總線段的開(kāi)頭和結(jié)尾均有一個(gè)終端電阻。為確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差，兩個(gè)總線終端電阻必須要有電源。傳輸介質(zhì)：雙絞屏蔽電纜，也可取消屏蔽，取決于電磁干擾環(huán)境的條件。站點(diǎn)數(shù)：每個(gè)總線段最多可以連接32個(gè)站，如果站數(shù)超過(guò)32個(gè)或需要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，則需要使用中繼器來(lái)連接各個(gè)總線段。使用中繼器時(shí)最多可用到127個(gè)站，串聯(lián)的中繼器一般不超過(guò)3個(gè)。插頭連接：采用9針、D型插頭，插座被安裝在設(shè)備上。傳輸速率：可以在9.6Kbps～12Mbps之間選擇各種傳輸速率。傳輸距離：總線的最大傳輸距離取決于傳輸速率，范圍為：100～1000米。3）DP/FMS的光纖傳輸技術(shù)特點(diǎn)在電磁干擾很大的環(huán)境或需要覆蓋很遠(yuǎn)的傳輸距離的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，可使用光纖傳輸技術(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(duì)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)站之間的距離最大為15公里?，F(xiàn)在的低損耗玻璃光纖相對(duì)于早期發(fā)展的傳輸介質(zhì)，幾乎不受帶寬限制且傳輸距離遠(yuǎn)、衰減??；點(diǎn)到點(diǎn)的光學(xué)傳輸系統(tǒng)由三個(gè)基本部分構(gòu)成：產(chǎn)生光信號(hào)的光發(fā)送機(jī)、攜帶光信號(hào)的光纜和接收光信號(hào)的光接收機(jī)。4）IEC1158-2傳輸技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼。傳輸速率：通訊速率為31.25Kbps，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和總線長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。數(shù)據(jù)可靠性：前同步信號(hào)，采用起始和終止限定符避免誤差。傳輸介質(zhì)：可以采用屏蔽雙絞線電纜，也可以采用非屏蔽式雙絞線電纜。遠(yuǎn)程電源供電：為可選附件，可通過(guò)數(shù)據(jù)總線供電。防爆型：能進(jìn)行本征及非本征安全操作。站點(diǎn)數(shù)：每段最多有32個(gè)站；使用中繼器最多可到127個(gè)站。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用總線型、樹(shù)型或混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3.3Profibus控制系統(tǒng)的配置有哪幾種形式？答：1）PLC或其他控制器做1類主站，不設(shè)監(jiān)控站。這種結(jié)構(gòu)類型中，在調(diào)試階段需要配置一臺(tái)編程設(shè)備，PLC或其他控制器完成總線通信管理、從站數(shù)據(jù)讀寫、從站遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。2）以PLC或其他控制器做1類主站，監(jiān)控器通過(guò)串口與PLC連接。這種結(jié)構(gòu)類型中，監(jiān)控站不是2類主站，不能直接讀取從站數(shù)據(jù)和完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。監(jiān)控站所需數(shù)據(jù)只能從PLC控制器中讀取。3）以PLC或其他控制器做1類主站，監(jiān)控站連接在Profibus總線上。這種結(jié)構(gòu)類型中，監(jiān)控站作為2類主站運(yùn)行，可完成遠(yuǎn)程編程、參數(shù)設(shè)置及在線監(jiān)控功能。4）使用PC+Profibus網(wǎng)卡做1類主站。這種結(jié)構(gòu)類型中，PC機(jī)既做主站又做監(jiān)控站，是個(gè)低成本的配置方案；但PC機(jī)需要選用具有高可靠性、能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)級(jí)PC機(jī)，一旦PC機(jī)發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。5）工業(yè)控制PC機(jī)+Profibus網(wǎng)卡+SoftPLC。SoftPLC是一種軟件產(chǎn)品，可以將通用型PC機(jī)改造成一臺(tái)由軟件實(shí)現(xiàn)的PLC；將PLC的編程功能、應(yīng)用程序運(yùn)行功能、操作員監(jiān)控站的圖形監(jiān)控開(kāi)發(fā)功能都集成到一臺(tái)PC機(jī)上，形成PLC與監(jiān)控站于一體的控制器工作站。3.4Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS有什么區(qū)別，有什么共同點(diǎn)？答：1）Profibus-DP)是一種經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接，主要用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。2）Profibus-FMS可以用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，主要解決車間級(jí)通用性通信任務(wù)，提供大量的通信服務(wù)，完成中等速度的循環(huán)和非循環(huán)通信任務(wù)，多用于紡織工業(yè)、樓宇自動(dòng)化、電氣傳動(dòng)、傳感器和執(zhí)行器、PLC等自動(dòng)化控制，一般構(gòu)成實(shí)時(shí)多主站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是一種令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)的多主網(wǎng)絡(luò)。3）Profibus-PA(ProcessAutomation，過(guò)程自動(dòng)化)是應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的過(guò)程自動(dòng)化，遵從IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)，提供標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)，一般用于安全性要求較高的場(chǎng)合及由總線供電的站點(diǎn)。3.5Profibus-FMS應(yīng)用層包括哪兩部分？各起什么作用？答：略-不要求掌握3.6Profibus-DP的FDL層提供了哪幾種基本傳輸服務(wù)？各有什么特點(diǎn)？答：略-不要求掌握3.7Profibus總線存取方式有哪兩種？答：用于主站之間通信的令牌傳送方式和用于主站與從站之間通信的主從方式。3.8什么是令牌傳遞總線方式？答：在邏輯令牌環(huán)中控制令牌按照事先給定的順序從一個(gè)站傳遞到下一個(gè)站，令牌提供控制總線的權(quán)力，并用特殊的令牌幀在主站點(diǎn)間進(jìn)行傳遞。3.9在Profibus網(wǎng)絡(luò)中1類主站起什么作用？哪些設(shè)備可以做1類主站？答：1）完成總線通信控制，管理及周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)。2）PLC、PC、支持主站功能的各種通信處理器模塊3.10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：1）完成非周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)，如數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷及管理組態(tài)數(shù)據(jù)等，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)的通信，并為從站分配新的地址。2）編程設(shè)備、觸摸屏、操作面板等設(shè)備。3.11Profibus網(wǎng)絡(luò)從站設(shè)備可以分為幾類？列舉幾種能做Profibus網(wǎng)絡(luò)從站的設(shè)備名稱。答：做從站的設(shè)備可以是PLC一類的控制器，也可以是不具有程序存儲(chǔ)和程序執(zhí)行功能的分散式I/O設(shè)備，還可以是象SITRANS現(xiàn)場(chǎng)儀表、MicroMaster變頻器等具有總線接口的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。3.12GSD文件有什么作用？它包括哪幾部分內(nèi)容？答：1）對(duì)profibus設(shè)備的特性進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明；標(biāo)準(zhǔn)化的GSD數(shù)據(jù)將通信擴(kuò)大到操作員控制級(jí)；使用基于GSD的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。2）一般規(guī)范、與DP主站有關(guān)的規(guī)范、與DP從站有關(guān)的規(guī)范。3.13如何安裝GSD文件？答：略3.14硬件組態(tài)有什么作用？包括那些內(nèi)容？答：運(yùn)行Profibus系統(tǒng)之前，需要先對(duì)系統(tǒng)及各站點(diǎn)進(jìn)行硬件配置和相關(guān)參數(shù)設(shè)置，即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件組態(tài)。1）在STEP7編程軟件中生成一個(gè)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，包括生成機(jī)架和模塊、CPU型號(hào)/參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置、遠(yuǎn)程從站硬件配置、模塊的地址分配、主-從站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的輸入/輸出字（或字節(jié)）數(shù)及通信映像區(qū)地址、系統(tǒng)故障模式設(shè)定等內(nèi)容。2）設(shè)置系統(tǒng)診斷3）第三方設(shè)備集成及GSD文件3.15EM277通信模塊有什么特性？在Profibus控制系統(tǒng)中起什么作用？答：1）EM277模塊是智能模塊，其RS-485接口是隔離型的，端口波特率為9.6Kbit/s～12Mbit/s，能自適應(yīng)系統(tǒng)的通信速率。2）作為DP從站，EM277接受來(lái)自主站的I/O組態(tài)，向主站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；主站可以讀寫S7-200PLC的V存儲(chǔ)區(qū)，每次可以與EM277交換1～128個(gè)字節(jié)。3.16如何實(shí)現(xiàn)S7-300與S7-200的EM277之間的ProfibusDP通訊連接？答：略3.17在硬件組態(tài)中為什么要保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性？答：避免數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。3.18闡述S7-200作從站時(shí)的配置步驟。答：略3.19用Profibus總線來(lái)控制西門子變頻器MM420，應(yīng)如何設(shè)置變頻器參數(shù)?答：一般先設(shè)定P0010=30，P970=1，把其他參數(shù)復(fù)位，然后設(shè)定P0010=0，P0700=6，P1000=6。第4章CC-Link總線及其應(yīng)用4.1CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線有什么特點(diǎn)？答：組態(tài)簡(jiǎn)單、接線簡(jiǎn)單、設(shè)置簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠等。4.2CC-Link采用什么通信協(xié)議？提供了哪兩種通信方式？答：1）CC-Link的底層通訊協(xié)議遵循RS485，采用的是主從通訊方式。2）提供循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸兩種通信方式。4.3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)行通訊，即主站按照從站站號(hào)依次輪詢從站，從站再給予響應(yīng)，因而無(wú)論是主站訪問(wèn)從站還是從站響應(yīng)主站，都是按照站號(hào)進(jìn)行的，從而可以避免通訊沖突造成的系統(tǒng)癱瘓；在循環(huán)傳輸數(shù)據(jù)量不夠的情況下，CC-Link還能提供瞬時(shí)傳輸功能，將960字節(jié)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。4.4為什么要設(shè)置備用主站功能？答：可以讓本地站在主站異常時(shí)作為其代理而工作4.5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。答：1）FX2N擴(kuò)展的總點(diǎn)數(shù)≤256點(diǎn)。2）當(dāng)FX系列的PLC作為主站單元時(shí)，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（每個(gè)遠(yuǎn)程I/O站占用32個(gè)點(diǎn)，主站模塊占用8個(gè)點(diǎn)，則PLC主站、FX2N-16CCL-M模塊及遠(yuǎn)程I/O站所占有的總點(diǎn)數(shù)為：16+8+32×7=248個(gè)。由于因此還可以最大增加8個(gè)I/O點(diǎn)或相當(dāng)于8點(diǎn)的特殊模塊。如果是遠(yuǎn)程設(shè)備站，可以在不考慮遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)的數(shù)量情況下最多連接8個(gè)站）。4.6為什么要在網(wǎng)絡(luò)的終端站連接終端電阻，如何選擇終端電阻？答：保證系統(tǒng)傳輸特性，選擇終端電阻要考慮傳輸導(dǎo)線的性能。4.7什么是遠(yuǎn)程I/O站？什么是遠(yuǎn)程設(shè)備站？答：1）遠(yuǎn)程I/O站：這類站只處理開(kāi)關(guān)量信息，在一個(gè)系統(tǒng)中最多可以有64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站。2）遠(yuǎn)程設(shè)備站：可以處理位信息，也可以處理字信息，在一個(gè)系統(tǒng)中最多可以有42個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站。4.8什么是本地站？什么是智能設(shè)備站？答：1）本地站：設(shè)備本身有CPU并且可以與主站和其它本地站通訊，沒(méi)有控制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的功能。2）智能設(shè)備站：可以處理位信息，也可以處理字信息，還可以進(jìn)行不定期的數(shù)據(jù)傳送，例如智能儀表、變頻器等設(shè)備，在一個(gè)系統(tǒng)中最多可以有26個(gè)智能設(shè)備。4.9試闡述主站模塊緩沖存儲(chǔ)器所起的作用。答：主站模塊和PLC之間采用緩沖存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使用FROM/TO指令進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫，當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，緩沖存儲(chǔ)器的內(nèi)容會(huì)恢復(fù)到缺省值。4.10主站模塊的參數(shù)信息區(qū)域起什么作用？如何設(shè)置站信息？答：1）在主從站進(jìn)行通信時(shí)，通過(guò)設(shè)定緩沖存儲(chǔ)器中的參數(shù)信息實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈接，所設(shè)定的內(nèi)容可以被記錄到EEPROM中。2）可通過(guò)TO指令寫入站信息。4.11為什么要設(shè)置保留站？如何設(shè)置保留站？答：1）對(duì)那些包括在所連接的遠(yuǎn)程模塊數(shù)量中，但實(shí)際上并不連接的遠(yuǎn)程站進(jìn)行規(guī)定，這樣這些站就不會(huì)被視為“數(shù)據(jù)鏈接故障站”。2）在BFM#10H中對(duì)應(yīng)的站位置寫入“1“。4.12遠(yuǎn)程寄存器的作用是什么？每個(gè)站可以使用幾個(gè)字？答：1）遠(yuǎn)程寄存器用于主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的信息交換。2）4個(gè)字。4.13遠(yuǎn)程設(shè)備站是如何實(shí)現(xiàn)字?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)送與接收的？答：在鏈接掃描過(guò)程中，主站和遠(yuǎn)程設(shè)備站之間可以相互傳輸4個(gè)寄存器的內(nèi)容。4.14試闡述主站中初始化程序的結(jié)構(gòu)和作用。答：結(jié)構(gòu)如下：初始化程序，其功能是將需要設(shè)定的通信參數(shù)預(yù)先寫入EEPROM內(nèi)的參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)域中，這些參數(shù)包括與主站連接的模塊數(shù)量、通信出錯(cuò)時(shí)進(jìn)行重新連接的次數(shù)、自動(dòng)返回的模塊數(shù)量等，啟動(dòng)數(shù)據(jù)鏈接，如果數(shù)據(jù)鏈接正常，就可以實(shí)現(xiàn)主從站之間的正常通信。4.15試闡述主站模塊中緩沖存儲(chǔ)器和EPPROM的關(guān)系。答：數(shù)據(jù)鏈接是通過(guò)使用存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中的參數(shù)信息來(lái)執(zhí)行的，當(dāng)主模塊的電源關(guān)閉時(shí)，參數(shù)信息就會(huì)被擦除。eq\o\ac(○,1)緩沖存儲(chǔ)器是一個(gè)臨時(shí)的存儲(chǔ)空間，暫時(shí)存放將要寫到EEPROM或者是內(nèi)部存儲(chǔ)器的一些參數(shù)信息。當(dāng)主模塊的電源關(guān)閉后，緩沖存儲(chǔ)器中的參數(shù)信息會(huì)被擦除。eq\o\ac(○,2)存儲(chǔ)在EEPROM中的參數(shù)信息可以被保存下來(lái)。將系統(tǒng)每次啟動(dòng)都需要裝載的通信參數(shù)事先記錄到EEPROM中，以取消在每一次主站啟動(dòng)時(shí)往緩沖存儲(chǔ)器里面寫入的一些必要參數(shù)。如果TO指令使BFM#AHb10設(shè)為ON，則參數(shù)被放入EEPROM中。eq\o\ac(○,3)當(dāng)TO指令使BFM#AHb8設(shè)為ON時(shí)，數(shù)據(jù)鏈接能夠被啟動(dòng)。4.16分析在FX2N-32CCL接口模塊中讀/寫專用緩沖寄存器的作用。答：FX2N-32CCL接口模塊通過(guò)內(nèi)置緩沖存儲(chǔ)器（BFM）在PLC與CC-Link主站之間傳送數(shù)據(jù)。緩沖存儲(chǔ)器由寫專用存儲(chǔ)器和讀專用存儲(chǔ)器組成。通過(guò)TO指令，PLC可將數(shù)據(jù)寫入寫專用存儲(chǔ)器，然后將數(shù)據(jù)傳送給主站；通過(guò)FROM指令，PLC可以從讀專用存儲(chǔ)器中將由主站傳來(lái)的數(shù)據(jù)讀到PLC中。4.17闡述CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線中，PLC、主站緩沖存儲(chǔ)器和遠(yuǎn)程I/O站之間的關(guān)系。答：三者關(guān)系如下：4.18主站模塊中BFM#AHb0的作用是什么？答：讀指令（b0=0）時(shí)，檢測(cè)模塊是否正常；寫指令（b0=1）時(shí)，刷新指令。4.19試闡述FX2N-32CCL模塊的性能。答：1）FX2N-32CCL可作為一特殊模塊連接在FX0N/FX1N/FX2N/FX2NC系列小型PLC上，作為CC-Link的一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站進(jìn)行連結(jié)，連線采用雙絞屏蔽電纜。2）使用FROM/TO指令通過(guò)對(duì)FX2N-32CCL的緩沖存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)，完成與FX0N/FX1N/FX2N/FX2NC系列PLC的通訊。3）FX2N-32CCL占用FX-PLC中8個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)；站號(hào)為1～64；站數(shù)為1～4。4）傳輸速率與最大傳輸距離之間的關(guān)系如表所示。傳輸速率最大傳輸距離156Kbps1200m625Kbps600m2.5Mbps200m5Mbps150m10Mbps100m5）每站的遠(yuǎn)程I/O占用點(diǎn)數(shù)為32個(gè)輸入點(diǎn)和32個(gè)輸出點(diǎn)；但是最終站的高16點(diǎn)被作為CC-Link系統(tǒng)專用的系統(tǒng)區(qū)；每站的遠(yuǎn)程寄存器數(shù)目為4個(gè)點(diǎn)的RWw讀區(qū)域和4個(gè)點(diǎn)的RWr寫區(qū)域。4.20畫(huà)出主單元、FX2N-32CCL模塊和遠(yuǎn)程I/O單元之間的接線圖。答：接線圖如下：4.21什么情況下選用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)模式？什么情況下選擇遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式？答：如果總線系統(tǒng)設(shè)備只包括主站和遠(yuǎn)程I/O站，則可選擇遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)模式，這種模式允許高速的循環(huán)傳送，從而縮短鏈接掃描時(shí)間；否則選擇遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)模式。4.22什么是循環(huán)傳送通信？什么是瞬時(shí)傳送通信？答：見(jiàn)答案4.3。第5章Modbus總線及其應(yīng)用5.1在Modbus系統(tǒng)中有哪2種傳輸模式？各有什么特點(diǎn)。答：1）在Modbus系統(tǒng)中有2種傳輸模式可選擇，一種為RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式，一種為ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）模式。2）RTU模式采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)的方式，而ASCII模式使用的字符是RTU模式的兩倍，即在相同傳輸速率下，RTU模式比ASCII模式傳輸效率要提高一倍；但RTU模式對(duì)系統(tǒng)的時(shí)間要求較高，而ASCII模式允許兩個(gè)字符發(fā)送的時(shí)間間隔達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤。5.2寫出Modbus主從設(shè)備查詢-回應(yīng)的過(guò)程。答：Modbus的數(shù)據(jù)通信采用主/從方式。主設(shè)備初始化系統(tǒng)通信設(shè)置，并向從設(shè)備發(fā)送信息；從設(shè)備正確接收消息后響應(yīng)主設(shè)備的查詢或根據(jù)主設(shè)備的消息作出響應(yīng)的動(dòng)作。5.3Modbus的03、06、16功能碼的含義是什么？答：功能碼03：讀取多路寄存器的輸入；功能碼06：用于將數(shù)值寫入單個(gè)寄存器中；功能碼16：用于將數(shù)值寫入多路寄存器中。5.4寫出TWIDOPLC之間Modbus通信的設(shè)置過(guò)程。答：1.配置硬件；2.端口配置；3.使用TwidoSoft軟件，為主站和從站寫入應(yīng)用程序。5.5EXCH指令的格式是什么？各個(gè)參數(shù)有什么含義？答：EXCHx指令格式為：[EXCHx%MWi：L]其中：x為通信端口號(hào)（1或2）。L為控制字、傳輸字以及接收表中的字?jǐn)?shù)，包含將發(fā)送或接收的控制信息和數(shù)據(jù)。5.6%MSG指令的格式是什么？各個(gè)參數(shù)有什么含義？答：%MSGx指令的格式如圖所示，模塊參數(shù)如表所示。參數(shù)標(biāo)識(shí)值輸入（或指令）復(fù)位R置為1時(shí)，通信重新初始化；％MSGx.E=0和％MSGx.D=1。通信完成輸出%MSGx.D狀態(tài)1表示通信在下列情況完成；發(fā)送結(jié)束（如果是發(fā)送）；接收結(jié)束（收到結(jié)束字符）錯(cuò)誤；模塊重啟；狀態(tài)0表示請(qǐng)求在處理過(guò)程中。故障（出錯(cuò)）輸出%MSGx.E狀態(tài)1表示通信在下列情況完成：命令錯(cuò)誤；表配置錯(cuò)誤收到不爭(zhēng)取的字符（速率，奇偶，等等）接收表滿（未更新）；狀態(tài)0表示消息長(zhǎng)度和連接都正確。5.7為什么要對(duì)偏移量Rx進(jìn)行設(shè)置？答：RX偏移設(shè)置是為了讀取數(shù)據(jù)的方便而使用的，能夠方便地定位數(shù)據(jù)表中要讀取的字節(jié)數(shù)和字的值。如果沒(méi)有此偏移設(shè)置或偏移值設(shè)置不合適，則在交換塊中，數(shù)據(jù)字就可能被拆分。5.8寫出功能碼03的通信格式。答：03通信格式如下表所示。功能數(shù)據(jù)表索引最高有效字節(jié)最低有效字節(jié)控制表001（傳輸/接收）06（傳輸長(zhǎng)度）103（接收偏移）00（傳輸偏移）傳輸表2從站地址03或04（請(qǐng)求代碼）3要讀取的第一個(gè)字的地址4N=要讀取的字?jǐn)?shù)接收表（響應(yīng)后）5從站地址03或04（響應(yīng)代碼）600（由Rx偏移添加的字節(jié)）2*N（要讀取的字節(jié)數(shù)）7要讀取的第一個(gè)字8要讀取的第二個(gè)字（若N>1）…N+6要讀取得第N個(gè)字（若N>2）5.9寫出功能碼16的通信格式。答：16通信格式如下表所示。功能數(shù)據(jù)表索引最高有效字節(jié)最低有效字節(jié)控制表001（傳輸/接收）8+2*N（傳輸長(zhǎng)度）100（接收偏移）07（傳輸偏移）傳輸表2從站地址16（請(qǐng)求代碼）3要寫入的第一個(gè)字的地址4N=要寫入的字?jǐn)?shù)500（未發(fā)送的字節(jié)，偏移影響）2*N=要寫入的字節(jié)數(shù)6要寫入第一個(gè)字的值7要寫入第二個(gè)字的值…N+5要寫入第N個(gè)字的值接收表（響應(yīng)后）N+6從站地址16（響應(yīng)代碼）N+7已寫入的第一個(gè)字的地址N+8已寫入的字?jǐn)?shù)（=N）5.10在S7-200PLC中，使用Modbus指令庫(kù)對(duì)CPU的版本有什么要求？答：S7-200PLC的CPU版本必須為2.00或者2.01（即訂貨號(hào)為6ES721*－***23-0BA*），1.22版本之前（包括1.22版本）的CPU不支持Modbus指令庫(kù)。5.11試闡述MBUS_INIT指令的意義及各參數(shù)的含義。答：MBUS_INIT指令用于啟用和初始化或禁止Modbus通訊。參數(shù)含義如下表所示。參數(shù)意義選項(xiàng)及說(shuō)明數(shù)據(jù)類型EN使能BOOLMode接口通信模式選擇0-PPI，1-ModbusBOOLBaud傳輸速率1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200（kbps）DWORDAddr從站地址1～247BYTEParity奇偶校驗(yàn)設(shè)定0-無(wú)校驗(yàn)，1-奇校驗(yàn)，2-偶校驗(yàn)BYTEDelay報(bào)文延遲時(shí)間0～32760ms；缺省值為0WORDMaxIQ可使用的最大數(shù)字輸入輸出點(diǎn)數(shù)0～128，建議使用的MaxIQ數(shù)值是128，該數(shù)值可在S7-200中存取所有的I和Q點(diǎn)。WORDMaxAI可使用的最大模擬量輸入字?jǐn)?shù)最大AI字?jǐn)?shù)，參與通信的最大AI通道數(shù)，可為16或32WORDMaxHold最大保持型變量寄存器字?jǐn)?shù)例如，為了允許主設(shè)備存取2000個(gè)字節(jié)的V存儲(chǔ)器，將MaxHold設(shè)為1000個(gè)字的數(shù)值(保持寄存器)。WORDHoldStart保持型變量寄存器的起始地址該數(shù)值一般被設(shè)為VB0，因此HoldStart參數(shù)被設(shè)為&VB0(VB0地址)WORDDone初始化完成標(biāo)志初始化成功后置1。BOOLError出錯(cuò)代碼0-無(wú)錯(cuò)誤；1-內(nèi)存范圍錯(cuò)誤；…10-從屬功能未啟用BYTE5.12試闡述S7-200PLCModbus主站中地址00001、10001、30001及40001的含義。答：00001：離散輸出線圈Q0.0；10001離散輸入（觸點(diǎn)）I0.0；30001：模擬量輸入AIW0；40001：保持寄存器的起始地址。5.13試闡述S7-200PLCModbus從站中地址00001、10001、30001及40001的含義。答：00001：實(shí)際輸出線圈Q0.0；10001實(shí)際輸入線圈I0.0；30001：實(shí)際模擬量輸入AIW0；40001：實(shí)際保持寄存器的起始地址。5.14試總結(jié)S7-200PLCModbus通信的要點(diǎn)。答：1）必須保證主站與從站的“Baud”和“Parity”的參數(shù)設(shè)置一致，并且“MBUS_MSG”指令中的“Slave”參數(shù)要與“MBUS_INIT”中的“Addr”參數(shù)設(shè)置一致；2）注意在STEP7-Micro/WIN中定義庫(kù)的存儲(chǔ)地址；3）在從站的“MBUS_INIT”指令中，參數(shù)“HoldStart”確定了與保持寄存器起始地址40001相對(duì)應(yīng)的V存儲(chǔ)區(qū)初始地址。從站的V區(qū)目標(biāo)指針可以這樣計(jì)算：2*(Addr-40001)+HoldStart=2*(40001-40001)+&VB1000=&VB1000在從站的“MBUS_INIT”指令中，參數(shù)“MaxHold”設(shè)置的數(shù)據(jù)區(qū)要能夠包含主站側(cè)所要寫入的全部數(shù)據(jù)。5.15設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，滿足兩臺(tái)TWDLCAA40DRPLC之間進(jìn)行Modbus通信，主站能讀取從站位置%MW100開(kāi)始的6個(gè)字。答：略5.16如何設(shè)置ATV31變頻器的通信參數(shù)？答：如下表所示。變頻器通信參數(shù)的設(shè)置序號(hào)參數(shù)路徑參數(shù)類型選項(xiàng)內(nèi)容1CTL-LAC控制方式L3訪問(wèn)高級(jí)功能與混合控制模式的管理2CTL-FR1ndb通過(guò)Modbus總線給定3CTL-CHCFSIN如果LAC=L3可訪問(wèn)此參數(shù)：SIN－組合，控制和頻率給定由同一種方式設(shè)定；SEP－分離，控制和頻率給定由不同的方式設(shè)定4Flt-OPLNo帶小電機(jī)試驗(yàn)時(shí)，禁止因?yàn)檩敵鲭娏鬟^(guò)小出現(xiàn)的電機(jī)缺相故障；一般在變頻器最小輸出電流大于電機(jī)額定電流時(shí)需要禁止電機(jī)缺相故障。5CON-ADD通信參數(shù)2范圍1～2476CON-tbr192004.8-4800bps；9.6-9600bps；19.2-192007CON-tFO8n18O1：8個(gè)數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)，1個(gè)停止位8E1：8個(gè)數(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)，1個(gè)停止位8n1：8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，1個(gè)停止位8n2：8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，2個(gè)停止位5.17什么是變頻器的寫入變量和讀出變量？如何實(shí)現(xiàn)變頻器的狀態(tài)切換？答：1）ATV31變頻器內(nèi)的變量分為寫入變量和讀出變量。寫入變量是變頻器的動(dòng)作可以通過(guò)寫入變量的地址來(lái)改變；讀出變量是指ATV31變頻器的狀態(tài)可以通過(guò)相應(yīng)的地址字進(jìn)行識(shí)別。2）如果要實(shí)現(xiàn)變頻器的狀態(tài)切換，控制器將數(shù)值寫入相應(yīng)的變量地址（W8501）即可。第6章工業(yè)以太網(wǎng)及其應(yīng)用6.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)各有什么特點(diǎn)？答：如表所示。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)的比較比較項(xiàng)目辦公室網(wǎng)絡(luò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)合普通辦公場(chǎng)合用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境惡劣，存在各種干擾用途辦公、通信設(shè)備通信，遠(yuǎn)程監(jiān)控，故障診斷等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持線形、環(huán)形、星形等結(jié)構(gòu)支持線形、環(huán)形、星形等結(jié)構(gòu)，便于各種結(jié)構(gòu)的組合和轉(zhuǎn)換，具有一定的柔性安裝和擴(kuò)展能力實(shí)時(shí)性一般的實(shí)時(shí)性需求對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院拖到y(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性要求高信息特征信息量大且綜合、多樣數(shù)據(jù)量小網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控必須有專職人員使用專用工具完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控成為工廠監(jiān)控的一部分，網(wǎng)絡(luò)模塊可以被HMI軟件監(jiān)控，故障模塊易于更換6.2以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要解決哪些問(wèn)題？答：主要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：1）通信的實(shí)時(shí)性以太網(wǎng)采用CSMA/CD的總線訪問(wèn)機(jī)制，遇到碰撞時(shí)無(wú)法保證信息及時(shí)發(fā)送出去，這種平等競(jìng)爭(zhēng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式不能滿足工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)νㄐ诺膶?shí)時(shí)性要求，因此需要有針對(duì)這一問(wèn)題的切實(shí)可行的解決方案。2）對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性與可靠性以太網(wǎng)是按辦公環(huán)境設(shè)計(jì)的，將它用于工業(yè)控制環(huán)境，其環(huán)境適應(yīng)能力、抗干擾能力等是許多從事自動(dòng)化的專業(yè)人士所關(guān)注的問(wèn)題。例如像RJ45一類的連接器，在工業(yè)上應(yīng)用非常容易損壞，應(yīng)該采用帶鎖緊機(jī)構(gòu)的連接件，使設(shè)備具有更好的抗振動(dòng)、抗疲勞能力；在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各種環(huán)境因素，使得參數(shù)能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。3）總線供電在控制網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的位置分散性使得它們對(duì)總線有提供工作電源的要求?，F(xiàn)有的許多控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都可以利用網(wǎng)線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。工業(yè)以太網(wǎng)目前沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電做出規(guī)定。一種可能的方案是利用現(xiàn)有的5類雙絞線中另一對(duì)空閑線供電。一般在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下，要求采用直流10～36V低壓供電。4）本質(zhì)安全工業(yè)以太網(wǎng)如果要用在一些易燃易爆的危險(xiǎn)工業(yè)場(chǎng)所，就必須考慮本安防爆問(wèn)題，這是在總線供電解決之后要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。6.3工業(yè)以太網(wǎng)有哪些特點(diǎn)？答：1）應(yīng)用方便：工業(yè)以太網(wǎng)是基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，是一種標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)，不同廠商的設(shè)備很容易互聯(lián)。這種特性非常適合于解決控制系統(tǒng)中不同廠商設(shè)備的兼容和互操作等問(wèn)題。2）價(jià)格低廉、組網(wǎng)容易：由于信息網(wǎng)絡(luò)的存在和以太網(wǎng)的大量使用，使得其具有價(jià)格明顯低于控制網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)軟硬件的特點(diǎn)，如通過(guò)普通網(wǎng)卡就可將計(jì)算機(jī)連接到工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中。3）技術(shù)支持廣泛：技術(shù)成熟、易于得到、已為許多人掌握，有利于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的信息集成、及與上層網(wǎng)絡(luò)的連接，便于實(shí)現(xiàn)企業(yè)管控一體化。6.4Profinet有哪三種通訊方式？答：1）TCP/IP是針對(duì)PROFINETCBA及工廠調(diào)試用，其反應(yīng)時(shí)間約為100ms。2）RT（實(shí)時(shí)）通訊協(xié)定是針對(duì)PROFINETCBA及PROFINETIO的應(yīng)用，其反應(yīng)時(shí)間小于10ms。3）IRT（等時(shí)實(shí)時(shí)）通訊協(xié)定是針對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PROFINETIO通訊，其反應(yīng)時(shí)間小于1ms。6.5ProfinetI/O有什么特點(diǎn)？答：ProfinetI/O是使用以太網(wǎng)連接和Profinet通信的分散的外圍設(shè)備，ProfinetI/O關(guān)注的是采用簡(jiǎn)單的通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)適合的數(shù)據(jù)傳輸。6.6EtherCAT有什么特點(diǎn)？答：EtherCAT是基于以太網(wǎng)系統(tǒng)但是動(dòng)作更快、通訊性能更高效的一種高性能工作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是直達(dá)I/O級(jí)的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。EtherCAT網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下：1）能處理100Mbps超高速的通訊；2）與以太網(wǎng)兼容；3）無(wú)需下掛子系統(tǒng)，所有設(shè)備位于同一個(gè)總線上；4）沒(méi)有網(wǎng)關(guān)延時(shí)。第7章現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)集成及其應(yīng)用7.1什么是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成？現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成的方法有哪些？答：1）系統(tǒng)集成可以理解為按系統(tǒng)整體性原則，將原來(lái)沒(méi)有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的元素組合起來(lái)，成為具有一定功能的、滿足一定目標(biāo)的、相互聯(lián)系、彼此協(xié)調(diào)工作的新系統(tǒng)的過(guò)程?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)集成的目標(biāo)是利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為用戶提供一體化的自動(dòng)化方案，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、采集、控制和執(zhí)行以及信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)與利用的一體化，以滿足用戶的需求。2）可采用API函數(shù)調(diào)用、中間文件交換技術(shù)、OPC（UA）技術(shù)及自動(dòng)化通訊協(xié)議等方法。7.2選用現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)主要從哪幾個(gè)方面進(jìn)行考慮？答：①現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是否分散②系統(tǒng)對(duì)底層設(shè)備是否有信息集成的要求③系統(tǒng)對(duì)底層設(shè)備是否有較高的遠(yuǎn)程診斷、故障報(bào)警及參數(shù)化要求④總線