现场总线复习大纲答案

1. 什么是现场总线？现场总线的定义(四种)（1）用于现场仪表与控制主机系统之间一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统；（2）广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统；（3）基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS；（4）一种数字化的串行双向通信系统。 2. 与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？FCS的特点：（1） 系统的开放性（2） 互可操作性与互用性（3） 现场设备的智能化与功能自治性（4） 系统结构的高度分散性（5） 对现场环境的适应性FCS的优越性：（1） FCS实现全数字化通信（2） FCS实现彻底的全分散式控制（3） FCS实现不同厂商产品互联、互操作（4） FCS增强系统的可靠性、可维护性（5） FCS降低系统工程成本3. 什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几个例子。具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。例如（1）限位开关、感应开关等各类开关; （2）条形码阅读器; （3）光电传感器; 温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器; （4）可编程逻辑控制器 PLC; PID 等数字控制器; （5）各种数据采集装置; （6）作为监视操作设备的监控计算机、工作站及其外设; 各种调节阀; （7）电动机控制设备; （8）变频器; 机器人; （9）作为现场控制网络连接设备的中继器、网桥、网关等4. 现场控制网络完成哪些通信任务？（1）将现场运行的各种信息(现场设备的运行参数、状态以及故障信息等)传送到远离现场的控制室；（2）又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场的测量控制现场设备中；（3）现场级控制设备之间数据联系与沟通；（4）还要在与操作终端、上层管理网络的数据连接和信息共享中发挥作用。5. 现场控制网络与普通计算机网络有哪些不同？其特点是什么？不同：现场总线控制网络的设备类型、传输信息的种类、网络所执行的任务、网络所处的工作环境等都与普通计算机网络不同。特点：现场控制网络与普通计算机网购的不同在于现场控制网络数据传输量相对较小，传输速率相对较低，多为短帧传送，但它要求通信传输的实时性强，可靠性高。6. PROFIBUS由哪三个兼容部分组成？各自应用的行业有哪些？（1）PROFIBUS-DP：用于传感器和执行器级的高速数据传输（2）PROFIBUS-PA：适用于石油、化工、冶金等行业的过程自动化控制系统（3）PROFIBUS-FMS：解决车间一级通用性通信任务，可用于大范围和复杂的通信系统7. 中继器与放大器有何区别？ 放大器从输人端读入旧信号，然后输出一个形状相同、放大的新信号；而中继器则不同，它并不是放大信号，而是重新生成它；中继器是一个再生器，而不是一个放大器。中继器放置在传输线路上的位置是很重要的，中继器必须放置在任一位信号的含义受到噪声影响之前。8. PROFIBUS的报文格式有哪几种？（1） 有固定信息字段长度的格式（2） 带数据的有固定信息字段长度的格式（3） 有可变信息字段长度的格式（4） 短应答（5） 令牌报文9. PROFIBUS数据链路层提供哪些数据服务？一类主站、二类主站包括哪些设备？（1）发送数据需应答 (SDA)（2）发送数据无需应答 (SDN）（3）发送和请求数据需回答 (SRD)（4）循环地发送和请求数据需回答 (CSRD)一类主站：一类主站指PLC、PC或可做一类主站的控制器。一类主站完成总线通信与管理。二类主站：二类主站指操作员工作站（如PC机加图形监控软件）、编程器、操作员接口等。完成各站点的数据读写、系统配置、故障诊断等。10. SIMATIC S7系统主要由哪些设备组成? 各部分的功能是什么?系统的硬件部分包括控制器（CPU）模块、电源模块、输入/输出模块、编程设备和通信电缆；系统的软件部分采用STEP7组态软件，安装在编程设备中。11. STEP7软件的主要功能是什么?STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，它是SIMATIC工业软件的组成部分。12. WinCC软件的主要功能是什么?（一）用户接口和操作（二）图形系统 （三）报警记录 （四）归档系统（五）报表系统（六）通信13. TIA-Portal（博图）软件的主要包括哪些功能?Tia Portal是西门子重新定义自动化的概念、平台以及标准的自动化工具平台。14. 监控组态软件的特点和它主要解决哪些问题?组态软件的特点： 组态软件的突出特点是实时多任务。（1）提供开发环境何运行环境；（2）采用客户/服务器模式；（3）软件采用组件方式构成；（4）采用DDE、OLE、COM/DCOM、Active X技术；（5）提供ODBC、OPC、API接口；（6）支持分布式应用；（7）支持多种系统结构，如单用户、多用户（网络），甚至多层网络结构；（8）支持Internet应用主要解决的问题：（1）如何与采集、控制设备间进行数据交换；（2）使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；（3）处理数据报警及系统报警；（4）存储历史数据并支持历史数据的查询；（5）各类报表的生成和打印输出；（6）为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；（7）最终生成的应用系统运行稳定可靠；（8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。15. 组态软件按照使用环境划分分为哪两部分?系统开发环境、系统运行环境16. 基于PC的PLC与硬件PLC相比有那些优势？ 1)将自动化的传统工艺与IT新技术有机结合,用户可以不断提高控制水平、提高生产率、降低成本。(2)集成统一的数据库、统一的编程工具、统一的通讯网络,为用户提供基于PC平台的一体化的解决方案。(3)简化了系统的网络体系结构和设备设计,提高了系统的通讯效率,降低了硬件和备件投资,易于调试和维护。4)其一体化设计大大提高了控制器、人机界面和网络部件的数据交换速度。(5)有高度兼容性,便于工程师针对不同用户需求和应用场合灵活选择PLC或PC的解决方案,无需对程序进行任何修改。(6)易学易用,熟悉的PC和操作系统,简单的系统和网络结构,方便的编程和组态软件,用户可在最短的时间内轻松掌握。(7)有明显的性能价格优势,其集成简单和开放的特点使用户的工程、维护、培训和备件的费用大大降低。17. 基于PC的PLC与软PLC有何区别？.19. CAN总线的特点？ （1）多主方式工作。网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。（2） 网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求。（3）非破坏性总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。（4）采用报文滤波。即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。（5）节点数主要取决于总线驱动电路，可达110个。（6）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。（7）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。20. CAN总线的报文传送由几种不同类型的帧表示和控制？请分别叙述其不同的组成和作用帧类型：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧、帧间隔（1） 数据帧组成：帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束作用：可以用整个标识符进行报文滤波，也可以把标识符屏蔽一部分进行报文滤波。（2） 远程帧组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结束（3） 错误帧组成：由两个不同的场组成，第一场由先来自名帧的错误标志叠加得到，随后的第二个场是出错界定符。作用：用于接受和发送信息时检测出错误通知、通知错误的帧。（4） 过载帧组成：过载标志、过载界定符作用：用于接受单元通知尚未完成接收准备的帧（5） 帧间隔组成：间隔、总线空闲、延迟传送作用：用于分隔数据帧和遥控帧的帧21. CAN总线报文传送的优先级是如何确定的？（1）在总线空闲态，最先开始发送消息的单元获得发送权。（2）多个单元同时开始发送时，各发送单元从仲裁段的第一位开始进行仲裁。连续输出显性电平最多的单元可继续发送。22. CAN控制器及CAN收发器的作用？CAN控制器将需要传送或接收的数据按照CAN的帧格式和编码方式转换成协议数据流CAN收发器的作用是将TTL信号转换为CAN标准的差分信号23. 常用的MODBUS通讯规约有那两种？适用什么场合？MODBUS ASCII 用于通讯数据量少而且主要是文本的通讯MODBUS RTU 用于通讯数据量大而且是二进制数值时24. MODBUS网络上的主从设备特点？主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。25. 为与从设备进行通讯，MODBUS RTU主设备发送的信息包含的内容？（1） 设备地址（2）功能代码（3）数据（4）错误检查设计内容复习：（1）CAN总线系统智能节点硬件设计。（2）应用西门子TIB博途全自动化软件，完成三相电机的启停控制设计。（5）应用亚控KingView 6.6 组态软件完成储水罐的监控项目设计