工业控制网络

第1页（共15页）哈尔滨工业大学远程教育学院2011年秋季学期工业控制网络试题纸（开卷，时间：90分钟）（所有答案必须写在答题纸上）一、名词解释（共8分，每题1分）1、DCS答：集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统2、CAN答：控制器局域网。3、CSMA/CD答：载波监听多路访问/冲突检测。4、PDU答：PDU：协议数据单元。5、半双工通信答：信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。6、ODVA答：开放式设备网供货商协会；7、UCMM答：未连接报文管理器；8、MAC答：介质访问控制二、填空题（共22分，每空0.5分）1、安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信通信的数据总线称为现场总线。2、现场总线控制系统软件包括：组态工具软件、组态通信软件、监控组态软件、设备编程软件、系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件1、现场总线（系统）硬件包括（通信线）和（连接在通信线上的设备），软件包括（组态工具软件）、（组态通信软件）、（监控组态软件）和（设备编程软件）系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件。等。3、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（第4版）20种现场总线中的4种类型：、、、。答：IEC/TS61158、CIP、PROFIBUS、P-NET、FFHSE、SwiftNet、WorldFIP、INTERBUS、FFH1、PROFINET、TCnet、EtherCAT、EthernetPowerlink、EPA、MODBUS-RTPS、SERCOS-Ⅰ,Ⅱ、VNET/IP、CC-Link、SERCOS-Ⅲ、HART二十种现场总线中写出5种即可。给出进入国际标准IEC62026中的2种现场总线类型：（AS-i）、（DeviceNet）。第2页（共15页）4、PROFIBUS由PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA，PROFIBUS-FMS三部分组成。6、模拟数据编码的三种编码方法为幅度键控ASK、频移键控FSK和相移键控PSK。3、TCP/IP参考模型的4层分别是：主机至网络层、互联网层、传输层和应用层2、CAN远程帧由6个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。5、在CAN总线中存在5种不同的错误类型，即位错误、填充错误、CRC错误、形式错误和应答错误。7、DeviceNet现场总线支持位选通、轮询、状态改变、周期4种I/O数据触发方式。8、DeviceNet主站是为过程控制器采集和分配I/O数据的设备。DeviceNet对象用于提供到DeviceNet上的一个物理连接的配置及状态。DeviceNet现场总线网络上节点数最多可达64个，支持125bps、250bps、500bps三种波特率，总线长度可达500米。9、ControlNet现场总线中，最大网络速度为5Mbps，网络刷新时间为2--100ms，物理介质为RG6同轴电缆、光纤。10、服务原语的4种类型为：请求、指示、响应、证实原语。4、无证实服务包括请求和指示2个原语。3、国际标准IEC61158对现场总线的定义是：安装在制造或（过程）区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的（数字式）、（串行）、（多点）通信的数据总线称为现场总线。4、请给出两种不同类型的介质访问控制方式：（载波监听多路访问/冲突检测）和（令牌访问控制方式）。6、标准格式的CAN数据帧最短为（44）位，不计填充位最长为（108）位，总线长度最长可达（10）km，报文标识符可达（2032，）个，采用（非破坏性逐位仲裁）机制来解决总线访问冲突。7、CAN的超载帧包括两个位场：（超载标志）和（超载界定符）。8、DeviceNet现场总线由美国（Rockwell）公司推出，国际组织（ODVA）负责组织和管理。三、单选题（共10分，每小题1分）1、下面哪个现场总线国际标准是关于低压开关设备和控制设备的：答：（B）A.IEC61158B.IEC62026C.ISO11898D.IEC60068第3页（共15页）2、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？答：（A）A.LonworksB.HARTC.CC-LinkD.Sensoplex23、在CAN总线中，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？答：（A）A.96B.127C.128D.2554、双绞线按规则螺旋结构排列的目的是（B）A.使各线对之间易于区别B.使各线对之间的电磁干扰最小C.使各线对的韧性更强D.以上皆不是5、ISO11898对CAN总线典型电平规定如下：答：（B）A.显性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；隐性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。B.隐性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；显性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。C.显性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；隐性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。D.隐性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；显性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。6、CAN总线中，若具有下列报文ID的4个标准格式数据帧争用总线，胜出的是：答：（C）A.11001100001B.11001101001C.11001000001D.1100100001011、CAN总线中，若具有下列报文ID的4个标准格式数据帧争用总线，胜出的是B最小值A.11011000010B.11011000001C.11011100001D.110111000107、使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01Hex，BTR1=1Chex，则由其所决定的位速率是（参见附页）：答：（C）A.1MbpsB.500kbpsC.250kbpsD.125kbps8、在DeviceNet现场总线中，优先级最高的报文组是答：（A）A.组1报文B.组2报文C.组3报文D.组4报文9、在DeviceNet中，报文组被分为几组？答：（C）第4页（共15页）A.2B.3C.4D.以上都不是10、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？答：（D）A.须发送的数据超过7字节B.须发送的数据超过8字节C.生产_连接_长度属性值超过7D.生产_连接_长度属性值超过810、DeviceNet位选通命令和响应报文可在一个主站与它的从站间快速传送的I/O数据是A.少量的B.大量的C.随机的D.以上都不是答：（A）11、ControlNet使用的MAC机制为答：（D）A.CSMA/CDB.令牌环C.非破坏性逐位仲裁机制D.隐性令牌传递机制12、下面哪个国际标准是工业控制系统用的现场总线国际标准？AA.IEC61158B.IEC62026C.ISO11898D.ISO1151913、现场总线设备主要有6类，下列设备中哪个不属于总线设备？DA.变送器/传感器B.执行器C.控制器D.普通按钮开关14、下列选项中哪个不属于现场总线的技术特点？DA.现场总线是现场通信网络B.现场总线是数字通信网络C.现场总线是开放互连网络D.现场总线系统是集散控制系统4、下列选项中哪个不属于数字数据编码方式？CA.单极性码B.双极性码C.频移键控数据编码D.非归零码5、服务原语可以分为请求、指示、响应、证实4类，无证实服务不包括下面哪个原语？CA.请求B.指示C.响应6、TCP/IP参考模型由4层组成，下列选项中哪个不属于TCP/IP参考模型？DA.互联网层B.传输层C.应用层D.表示层7、下列选项中哪个不属于常用的网络传输介质？CA.同轴电缆B.双绞线C.电力线D.光纤8、CAN是哪个世纪、哪个年代由德国Bosch公司推出的？CA.19世纪80年代B.19世纪90年代C.20世纪80年代D.20世纪90年代9、CAN总线错误帧的字节长度为AA.14~20位B.14位C.6~12位D.20位10、CAN网络上的节点数取决于总线驱动电路，目前可达：AA.110B.32C.64D.128第5页（共15页）12、CAN的数据帧由7个不同的位场组成，下列选项中哪个不属于CAN数据帧的位场？CA.帧起始B.控制场C.错误标志D.仲裁场13、CAN的正常位时间由同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2这4个时间段组成，若总线被采样1次，其采样点位于CA.同步段的终点B.传播时间段的终点C.相位缓冲段1的终点D.相位缓冲段2的终点6、CAN控制器接口PCA82C250的作用可归纳为：()答：BA.驱动和隔离B.驱动和保护C.保护和隔离D.以上都不是15、DeviceNet的网络速度为125kbps时，总线长度应为AA.500mB.250mC.125mD.以上都不是17、根据DeviceNet预定义主／从连接组的规定，若从站有状态改变事件要主动告知主站，使用的报文是AA.组1报文IDDB.组1报文IDFC.组2报文ID2D.组2报文ID57、ControlNet不支持下面哪种I/O数据触发方式？AA.位选通B.轮询C.状态改变D.周期四、判断题（共14分，每小题1分）1、数据通信方式可分为单工通信和半双工通信两种。答：×2、常见的网络拓扑结构有星形、环形和总线形等。答：√2、CAN总线数据帧的数据长度码DLC指明数据场的字节数目，为4位，允许的数据字节数目为0，1，……，14，15。答：×10、广播式网络可以实现多点传送。答：√4、下层可以向上层提供面向连接的服务和无连接的服务这两种不同的服务形式，其中面向连接的服务更可靠。答：√5、OSI参考模型有6层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、表示层和应用层。×6、CAN已成为国际标准ISO11898和ISO11519。答：√7、CAN总线的最大网络速度为10Mbps。答：×8、CAN数据帧中的远程发送请求位即RTR位为显性。答：√9、CAN的报文传送由3种不同类型的帧表示和控制，它们是错误帧、远程帧和超载帧。答：×第6页（共15页）10、CAN可以分为物理层和数据链路层，其数据链路层又可分为逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层。答：√11、CAN总线数据帧中参与CRC计算的是仲裁场、控制场、数据场，不包括填充位。答：×6、在CAN总线中，位时间由传播段、相位缓冲段1和相位缓冲段2组成。答：×12、所有DeviceNet模块均被要求参与一个重复MACID检验算法。答：√13、DeviceNet网络上可以容纳128个节点，每个节点支持的I/O数量没有限制。答：×14、DeviceNet现场总线以CAN总线为底层基础，但只使用其数据帧。答：×16、在DeviceNet现场总线中，链接生产者和链接消费者属于连接类。答：×18、DeviceNet总线是现场总线中国标准GB/T18858包含的两种现场总线之一。答：√9、一个显式报文使用一个CAN帧的数据场来传送DeviceNet定义的信息。答：√3、CAN总线远程帧不存在数据场，所以DLC的数值应永远被设置为0。答：×8、DeviceNet是一种基于连接的网络，一个DeviceNet连接提供多个应用之间的一条路径。√13、ControlNet现场总线的I/O数据触发方式包括轮询、位选通和状态改变/周期等。×19、令牌访问原理可用于环形网络，构成令牌环形网；也可用于总线网，构成令牌总线网络。√20、在DeviceNet现场总线中，链接生产者和链接消费者不属于连接类。√21、FF的通信模型以ISO/OSI开放系统模型为基础，采用了物理层、数据链路层、应用层，并在其上增加了用户层。答：√五、简答题（共16分，每小题4分）。1.简述CAN的MAC机制。答：CAN网络上一个节点发送的帧/报文可被网络上所有其他节点监听并应答；当总线处于空闲（开