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1.查阅资料比较CAN、FF、PROFIBUS总线的实际应用情况包括应用领域、特点、趋势？答：CAN总线能提高系统的可靠性、实时性及灵活性，世界上主要的汽车制造厂商都采用CAN总线作为数据通信系统，目前已发展成为汽车电子系统的主流总线，目前是为数不多的国际标准现场总线。目前其技术比较成熟，控制芯片已经商品化，NXP，TI，意法，Atmel等各大主流的芯片制造商，都集成了一个或多个CAN总线控制器，由此形成了一定的价格优势。由于其高性能，高可靠及独特的设计，在现代分布式测量与控制技术领域的应用愈加广泛，在铁路、交通、自控、仪表、航空航海、机械工业等领域逐步提高了市场范围。基金会现场总线FF是一个国际性的协会组织，有100多个会员单位，包括Foxboro、横河电机、ABB,Siemens等全球主要的过程控制供应商与最终用户。FF物理介质支持双绞线、光缆和无线发射。协议符合IEC61158-2标准。其物理介质的传输信号采用曼彻斯特编码。由于世界上大的仪表公司与用户都参加了FF，因此FF开发的现场总线产品在品种与性能上都能满足控制要求，选择范围比较广，使用方便并且价格合理。FF能实现产品的可互操作性与可互换性。功能块比较完全，用户组网及使用都比较方便。并且留有空间，可供用户开发具有独特功能的功能块。产品开发、试验及推广实力雄厚，考虑完善，产品的可靠性与实用性较高。FF总线由于其本质安全以及易于集成、便于开发、网络协议完善等特点，广泛应用于工业自动化和过程自动化领域，特别是仪表领域。在过程自动化领域中，FF总线的市场份额占有并仍将占用巨大优势。PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS(现场总线报文规范)、PEOFIBUS-DP(分散型外围设备)及PROFIBUS-PA(过程自动化)。其中，PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统与分散I/0的设备级之间进行通信使用的。PROFIBUS-PA是专门为过程自动化设计的，可使传感器和执行器接在同一根公用的总线上，甚至在本质安全区也可接上。根据IEC1158-2国际标准，PROFIBS-PA用双线进行总线供电和数据通信。PROFIBUS-FMS用来解决车间级通用性通信任务。FMS提供强有力的通信服务，用于完成中等传输速度的循环和非循环的通信任务。PROFIBUS现场总线技术投放时间较长，因而它的渗透领域比较宽广，并且它对OSI标准的第三层到第七层进行了简化，这种结构确保了数据传输的快速和有效进行，适应性更强，同时有稳定的标准及全世界许多厂家的支持和应用，拥有全球最多的供货厂商数。目前市场份额占欧洲首位，而且PROFIBUS总线产品在市场份额中的占有率以每年25%的增长率增长，在国内PROFIBUS第一个取得国标GB/T10308.3-2001,目前国内占有率最高，可以预见未来几年依然起主导作用，有望成为在国际上推广速度最快、用户最多、应用范围最广及最有发展前景的现场总线。2.比较RS485与RS232协议的区别答：RS232：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。RS485：（1）逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。（2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps（3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。（4）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。3.为什么有的书籍里描述Profibus中DU数据域的数据长度最大为244而不是246？答：Profibus中DU数据域的最大长度是246字节，但是由于最开始的两个字节是DSAP和SSAP，作为扩展地址使用，因此用户可以使用的用户数据部分最大为244个字节。4.CAN、FF、总线技术在主从结构上分别采取什么形式？答：CAN总线上的节点不分主从。FF总线上可以有多个链路主设备和多个基本设备，但是同一个网段上只有一个LAS，由LAS按照预定的时间调度表对总线进行控制，只有得到LAS许可的设备才可以在总线上传输数据。Profibus总线可以有多个主站和多个从站，主站以令牌环的方式取得对总线的控制权，并按照轮询表与下属的从站进行通信。5.描述PROFIBUS中1类主站与2类主站的功能答：1类主站功能是控制若干从站、完成总线通信控制与管理，2类主站的作用是管理1类主站的组态数据和诊断数据，也可以完成1类主站的通信任务。用于完成各站点的数据读写、系统组态、监视、故障诊断等。6.Profibus包含哪三个子集，分别针对哪种应用？答：包含Profibus-DP,Profibus-PA,Profibus-FMS。Profibus-DP,用于现场层的高速数据传送。在这一级，中央处理器（如PLC，PC）通过高速串行线同分散的现场设备（i/0，驱动器、阀门等）进行通讯。Profibus-PA适用于Profibus过程自动化。PA将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，并可用来替代4-20mA的模拟技术。Profibus-FMS的设计旨在解决车间监控级通信任务，提供大量的通信服务。可编程序控制器（如如PLC，PC机等）之间需要比现场层更大量的数据传送，用以完成中等传输速度进行的循环与非循环的通信服务，但通信的实时性要求低于现场层。7.为什么一个Profibus网络上的设备个数为126而不是127个？答：Profibus的地址域中低7位表示实际的地址，在0~127间，其中的127作为广播地址保留，而地址126则是作为初始化时的默认现场设备地址。在一个Profibus系统进入运行状态之前必须预先赋给各个站点一个明确的地址。这样在实际运行状态下，在一个网段中最多只能有126个站点（0~125）8.描述Profibus协议的令牌传递方式。答：Profibus属于令牌总线网。Profibus把总线上一些智能程度高的节点（像PLC）设置为主站，智能程度低的节点（像仪表、执行器）设为从站。构成逻辑上的令牌环的节点只包含主站。主站得到令牌后，对它所管辖的从站进行轮询，然后把得到的数据传递给下游主站。这是它与众不同的地方。这样做显然比所有节点都加入逻辑环的做法系统可靠性高。Profibus令牌为实令牌，作为一个特别的数据帧，沿着逻辑环在总线上按站点地址的“升”序在各主站点间轮换。一个Profibus系统中可以有多个网段，但整个系统中只有一个令牌。拿到令牌的主站就具有了控制总线的权利，可以向“从属”于他的从站发起通信，交换数据。而从站在平时只能扮作一个“哑”终端，被动地等待主站前来联系。这种主-从通信是按照事先定义在主站中的“轮询”表逐一按序进行的，当该主站持有令牌的时间到达上限，或“轮询”表中的任务全部处理完，则将令牌交到下一个主站。9.可以采用何种方式进行Profibus-PA网段与Profibus–DP网段的互联？答：可以采用两种方法实现DP/PA网络互连，一是使用段耦合器，它能够双向转换RS-485和MBP-IS信号电平。从上层网络协议的角度来看，段耦合器是“透明”的，另一种是使用链接器，它有其内在的适应二端网络接口和智能控制器，内建有缓冲器和编码、解码器，能把MBP网段的各个PA设备“映像”为RS-485网段中的各个DP从站，链接器一般是“非透明”的。10.Profibus网络中一个主机能与多个从机通信，一个从机能与多少个主机通信？答：如果是周期性通信：从站只能与从属的主站进行通信。如果是非周期性通信：，从机可以与从属主机及多个2类主机进行通信。11.简述Profibus协议中DP-V0,DP-V1,DP-V2包含的内容。答：DPV0：规定了周期性数据交换所需要的基本通信功能，提供了对Profibus的数据链路层DDL的基本技术描述以及站点诊断、模块诊断和特定通道的诊断功能。DPV1：包括有依据过程自动化的需求而增加的功能，特别适用于参数赋值、操作、智能现场设备的可视化和报警处理等（类似于循环的用户数据通信）的非周期的数据通信以及更复杂类型的数据传输。DPV1有三种附加的报警类型，状态报警，刷新报警和制造商专用的报警。DPV2：包括有根据驱动技术的需求而增加的其他功能，如同步从站模式，实现运动控制中时钟同步的数据传输、从站对从站通信、驱动器设定值的标准化配置等等。12.Profibus-DP协议信号传输的编码方式？答：信号传输的编码方式为NRZ（不归零）编码。13.GSD文件的作用是什么？答：GSD文件被称为电子设备数据文件，是由生产从站（主站）的厂商按照统一格式建立的一个电子文件。其以文本文件形式记录了从站的各种属性，并随从站设备一同提供给客户。从某种意义上讲，GSD对从站设备是一个电子版的使用手册。主站厂家均提供一个初始化和组态工具软件。在建立系统时，它首先从此手册中读取各从站GSD文件，从中取出各站点设备的数据参数，形成主站上的参数数据库。这些参数对完成正常数据交换的周期性通信是不可缺少的。14.画出Profibus的D型接头内部电阻接线图15.描述Profibus中从站间通信的通信机制答：在Profibus-DPV2中扩展了从站间的直接数据交换功能，使两个或多个从站之间可以不经主站的中转而直接传输数据。DPV2的DxB中定义了2种类型的从站，Publisher和Subscriber。发布者指测量数据信息等的送出方，一般由传感器从站承担；接收者则一般由执行器从站承担，接收并根据前者的数据，执行控制功能。在一个Profibus系统中可以有多个Pub和Sub存在。一个Pub也可以同时具有Sub的作用，即两者可以在一个从站上实现。实际上一个从站做Pub或Sub是由其上的应用程序决定的。对整个控制系统来说，承担数据的输入功能就是Pub，承担系统的数据输出端就是Sub。16.简单描述通常实现工控设备的Profibus通信方案。答：实现一个工控设备的Profibus的通信一般有3种方案。方案1.使用单片机Profibus是一个完全开放的国际标准，任何厂商和个人都可以根据此标准设计各自的软硬件实现方案。原则上讲，只要一个微处理器配有内部或外部串行通信接口（UART），Profibus的通信协议就可以在其上实现。即利用Profibus模型中的服务访问点，通过完全的单片机软件编程和相应的外围硬件接口来实现对Profibus-DP的状态机的控制。采用单片机的软方案只适合与系统通信速率小于500kbps的场合，此方案的好处是可以使此站的的硬件设计十分灵活，完全按照用户的要求实现一个体积较小的特定的站点硬件平台。方案2.使用专用的ASIC芯片ASIC芯片继承了Profibus的Token-passing协议，负责处理与通信有关的状态机控制、将数据打包成规定格式帧、从总线上截取帧以及令牌环的管理等，使所有的与总线通信有关的任务在ASIC上得以完成。使用ASIC后，用户的开发工作的中心可以集中在对外设的应用层的控制上，而对通信协议的底层控制完全由ASIC芯片负责。目前，使用专用的ASIC通信芯片进行Profibus开发已成为目前的主流。常采用的芯片有西门子公司提供的LSPM2、德国赫优讯公司netX。采用此种方式开发，主要涉及到协议栈开发或授权，取决于开发实力。方案3.使用