现场总线复习提要

1现场总线复习提要第一章（思考与练习）1、过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？基地式仪表控制系统、模拟式仪表控制系统、直接式数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）8、生产过程包括哪些装置？答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。9、什么是现场总线？现场总线有哪些特点？答：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。10、现场总线的本质含义表现在哪些方面？答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络12、常用现场总线有哪些？它们各有什么特点？名称传输速率传输距离节点数传输介质FF（基金现场总线）H1（低速）：31.25kbit/s200m~1900mH1每段节点数最多32个；HSC每段节点数最多124个双绞线、光缆、同轴电缆、无线发射H2（高速）：1Mbit/s;2.5Mbit/s750m500mProfibus9.6kbit/s~12Mbit/s最大1200m，若采用中继器，可延至10km最多挂接127个站点双绞线、光缆CAN（控制器局域网）最高1Mbit/s;40m110个双绞线、光缆5kbit/s最远10kmModbus9.6kbit/s最远1200mLonworks（局域操作网络）最高1.25Mbit/s不超过130m双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线78kbit/s最远2700m32000个CC-Link（控制与链路系统）10Mbit/s最大100m整个一层网络由一个主站和64个子站组成156kbit/s最大1200m2第二章（思考与练习）3、总线的寻址方式有哪些？各有什么特点？答：3种。1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。3.用于选择多个响应者。4、数据通信系统由哪些设备组成？各起什么作用？答：1.信息源2.发送设备3.传输介质4.接收设备5.信息接受者作用：1.把各种消息转换成原始电信号；2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；3.传输信号的媒介4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。5.将复原的原始信号转换成相应的消息。6、什么是数据传输率？它的单位是什么？答：单位时间内传送的数据量。单位有比特率S和波特率B7、试比较串行通信和并行通信的优缺点？答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。并行通信的缺点：优点：传送数据速度很快，传输效率高，8、什么是异步传输？什么是同步传输？各用于什么场合？答：异步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。同步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方保持同步，即时钟频率相同。异步传输主要应用于中、低速数据通信；同步传输主要应用于高速通信。9、串行通信接口标准有哪些？试分别阐述其电气特性？1.RS-232C通信接口、2.RS-422A通信接口、3.RS-485通信接口。电气特性：1.其中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系，电气接口采用单端驱动、单端接收电路，容易受到公共底线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。2.由于RS-422A采用差动发送，差动接收的工作方式并使用+5V电源，因此通信速率、通信距离、抗共模干扰等方面较RS-232C接口有较大的提高。3.RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6V）表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（2~6V）表示。10、工业通信网络有几种拓扑结构？答：星形、环形、总线型。312、常用网络控制方法有哪几种？答：令牌方式、争用方式、主从方式13、试阐述以令牌传递方式发送数据和接收数据的过程？答：此题略。14、在CSMA/CD中，什么情况会发生信息冲突？如何解决？若两个以上的节点同时发送信息即产生线路冲突即发生信息冲突。解决：每个站在发送数据帧前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧，每个站必须有能力随时监测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。15、通常使用的数据交换技术有几种？各有什么优缺点？答：3种。特点：1.线路交换方式：优点：数据传输迅速可靠，并能保持原有序列。缺点：一旦通信双方占有通道，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。适于时间要求高、且连续的批量数据传输。2.报文交换方式优点：交换数据效率高，信道可以复用且需要时才分配信道，可以方便地把报文发送到多个目的节点。缺点：延时长，不能满足实时交互式的通信要求，有时节点收到的报文太多，以致不得不丢弃或阻止某些报文，对中继器的存储容量要求较高。3.分组交换方式优点：转发延时短，数据传输灵活。缺点：目的节点要对分组进行重组，增加了系统的复杂性。17、有一比特流10101101011，画出它的不归零码波形和曼彻斯特波形和差分曼彻斯特波形？（略）19、什么是差错控制？列举几种基本的差错控制方式？答：差错控制是指在数据通信过程中发现或纠正差错，并把差错限制在尽可能小的、允许的范围内而采用的技术和方法。如：奇偶校验码、二维奇偶监督码、恒比码、汉明码。4第三章（思考与练习）2、Profibus有哪几种传输技术？各有什么特点？答：1.用于DP和FMS的RS-485传输技术：RS-485是一种简单的、低成本的传输技术，其传输过程是建立在半双工、异步和无间隙同步化基础上的，数据的发送采用NRZ编码（不归零编码），这种传输通常称为H2.网络拓扑结构为总线型，每个总线段的开头和结尾均有一个终端电阻；传输介质可以使STP或UTP，取决于电磁兼容性；站点数：每个总线段最多可接32各站，使用中继器最多可用到127个站，串联中继器一般不超过3个；插头连接采用9针D型插头。2.用于DP和FMS的光线传输技术：光纤是一种采用玻璃作为波导，以光的形式将信息从一端传送到另一端的技术，光纤电缆对电磁干扰不敏感，并能保证总线上站与站的电气隔离，允许Profibus系统站与站之间的传输距离最大为15Km.3.用于PA的IEC1158-2传输技术：IEC1158-2是一种位同步协议，可进行无电流连续传输，通常称为H1，采用曼彻斯特编码，能进行本质及非本质安全操作，每段只有一个电源作为供电装置，当站收发信息时，不向总线供电。具体特点：数据传输：数字式、位同步、曼彻斯特编码传输速率：通信速率31.25Kbit/s，与系统结构和总线长度无关数据可靠性：前同步信号，采用起始和终止限定符，以避免误差传输介质：可以采用UTP或STP远程电源供电：为可选附件，可通过数据总线供电防爆型：能进行本征和非本证安全操作站点数：每段最多有32各站，使用中继器最多可达127个拓扑结构：采用总线型、树形或混合型网络拓扑结构3、Profibus控制系统的配置有哪几种形式？答：1.PLC或其他控制器作为1类主站，不设监控站2.以PLC或其他控制器作为1类主站，监控器通过串行口与PLC连接3.以PLC或其他控制器作为1类主站，将监控站连接在Profibus总线上4.使用PC+Profibus网卡做为1类主站5.工业控制PC+Profibus网卡+SoftPLC。7、Profibus总线存取方式有哪两种？答：令牌传送方式和主从传送方式。8、什么是令牌传递总线方式？答：这种方式和CSMA/CD方式一样，采用总线网络拓扑，但不同的是在网上各工作站按一定的顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均有一个指定的逻辑位置，末站的后站就是首站，即收尾相连，每站都了解先行站（PS）和后继站（NS）的地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。5第二章13.试阐述以令牌传递方式发送数据和接收数据的过程？答：令牌按一定的次序进行传递，如果某个站点要想发送数据，先得到令牌，然后把令牌由空闲置成忙，然后再把要发送的数据跟随在令牌后面进行发送，令牌和数据一起继续按次序发向某任站点，接受站在收到令牌和其中的目的地址后，比较目的地址与自己的地址一致，然后开始接受数据，接受完，再把令牌置为空闲，继续按次序进行传递。9、在Profibus网络中1类主站起什么作用？哪些设备可以做为1类主站？答：1类主站是中央控制器，完成总线通信控制、管理及周期性数据访问。典型的设备有：PLC、PC、支持主站功能的各种通信处理器模块等设备。10、在Profibus网络中2类主站有什么作用？列举两种可以做2类主站的设备？答：2类主站完成非周期性数据访问，它可以与1类主站进行通信，也可以与从站进行输入/输出数据通信，并未从站分配新的地址。典型设备有：编程设备、触摸屏和操作面板等。11、可将Profibus网络从站设备分为几类？列举能做为其从设备的名称？答：3类。可以是PLC一类的控制器，也可以是不具有程序存储和程序执行功能的分散式I/O设备，还可以如SITRANS现场仪表、MicroMaster变频器等具有总线接口的智能现场设备。12、GSD文件有什么作用？它包括哪几部分内容？答：GSD文件用来描述Profibus-DP设备的特性。包括通信通用的和设备专用的规范，具体：1.一般规范2.与DP主站有关的规范3.与DP从站有关的规范13、如何安装GSD文件？进入SIMATICManager界面，打开“HWConfig”编辑器，进入“选择”→“安装GSD文件”14、硬件组态有什么作用？包括哪些内容？PLC硬件组态是PLC编程软件里面自带的功能，主要用来配置模块位置，网络结构等，硬件组态即将所需PLC模块，包括电源、CPU、开关量输入、输出、模拟量输入、输出，通讯模块等进行配置，然后给每个模块分配物理地址。615、EM277通信模块有什么特性？在Profibus控制系统中起什么作用？P54特性：能自适应系统的通信速率作用：1.作为DP从站，EM277接受来自主站的I/O组态，向主站发送和接收数据；2.主站可以读写S7-200PLC的V存储区，每次可以与EM277交换1~128B。17、在硬件组态中为什么要保持数据的一致性？为了确保从站可以按照主站发送的顺序接收到这些数据字第四章（思考与练习）2、CC-Link采用什么通信协议？提供了哪两种通信方式？答：RS-485通信协议。提供了循环传输和瞬时传输两种通信方式。3、循环传输方式和瞬时传输方式有什么区别？答：CC-Link主要采用循环传输的方式进行通信，即主站按照从站号依次轮询从站，从站再给予响应，是按照站号进行的，可以避免因通信冲突造成的系统瘫痪，还可以依靠可预见性的、不变的I/O响应，为系统设计者提供稳定的实时控制。在循环数据量不够的情况下，CC-Link能提供瞬时传输功能，将960B的数据，用专用指令传送给智能设备站或本地站，并且瞬时传输不影响循环传输的进行。4、为什么要设置备用主站功能？为了防止主站出现故障而导致整个系统的瘫痪，设置备用主站后，当主站出现故障时，系统可以自动切换送到备用主站。5、试分析当FX系列的PLC作为主站单元时CC-Link总线系统的最大配置情况。P77只能以FX2N-16CCL-M作为主站通信模块，整个网络最多可以连接7个I/O站和8个远程设备站6、为何要在网络的终端设备站连接终端电阻？如何选择终端电阻？防止线路终端的信号反射。CC-Link提供了110Ω和130Ω两种终端电阻，当使用CC-Link专用电缆时，终端站可以选用110Ω电阻，当使用CC-Link专用高性能电缆时，终端站可以选用130Ω电阻11、为什么要设置保留站？如何设置？对那些包括在所连接的远程模块数量中、但实际并不连接的远程站进行规定，这样其就不会被视为数据链接故障站；