現(xiàn)場(chǎng)總線習(xí)題答案

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現(xiàn)場(chǎng)總線習(xí)題答案 作者： 張磊 第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述 1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？ 大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，具體如下：20世紀(jì)50年代以前是模擬儀表控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)；70年代中期出現(xiàn)集散控制系統(tǒng)；90年代后期現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。 2.DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪幾部分？ 包括三部分：分散過(guò)程控制裝置部分，操作管理裝置部分，通信系統(tǒng)部分 3.現(xiàn)場(chǎng)總線的基本定義？ 現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)：是用于過(guò)程自動(dòng)化或制造自動(dòng)化中的，實(shí)現(xiàn)智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（例如，變送器、執(zhí)行器、控制器)與高層設(shè)備(例如主機(jī)、網(wǎng)關(guān)、人機(jī)接口設(shè)備)之間互聯(lián)的，全數(shù)字、串行、雙向的通信系統(tǒng)。 5. 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。 1.開放性；2.全數(shù)字化；3.雙向通信；4.互可操作性與互用性 ；5.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性 6.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 7.對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性 6. FCS相對(duì)于DCS具有哪些優(yōu)越性？ 1．FCS實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信 2．FCS實(shí)現(xiàn)徹底的全分散式控制 3．FCS實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品互聯(lián)、互操作 4．FCS增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性 5．FCS降低系統(tǒng)工程成本 7. 分析現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀，展望其發(fā)展前景。 第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 1.何謂現(xiàn)場(chǎng)總線的主設(shè)備、從設(shè)備？ 可在總線上發(fā)起信息傳輸?shù)脑O(shè)備叫做“總線主設(shè)備” ，又稱命令者。不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通信、只能掛接在總線上、對(duì)總線信息進(jìn)行接收查詢的設(shè)備稱為總線從設(shè)備(bus slaver)，也稱基本設(shè)備。 2.總線操作過(guò)程的內(nèi)容是什么？ 總線上命令者與響應(yīng)者之間的連結(jié)→數(shù)據(jù)傳送→脫開，這一操作序列稱為一次總線“交易”(transaction)，或者叫做一次總線操作。 3.尋址方式有幾種？物理尋址 邏輯尋址 廣播尋址 4.通信系統(tǒng)由哪幾部分組成?各自具有什么功能? 通信系統(tǒng)是傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和。它一般由信息源和信息接收者，發(fā)送、接收設(shè)備，傳輸媒介幾部分組成。 信息源和接收者是信息的產(chǎn)生者和使用者 發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信息源和傳輸媒介匹配起來(lái)，即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼，并變換為便于傳送的信號(hào)形式，送往傳輸媒介。 傳輸介質(zhì)指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)媒介。它可以是無(wú)線的，也可以是有線的(包括光纖)。有線和無(wú)線均有多種傳輸媒介，如電磁波、紅外線為無(wú)線傳輸介質(zhì)，各種電纜、光纜、雙絞線等為有線傳輸介質(zhì)。 接收設(shè)備的基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解密等。它的任務(wù)是從帶有干擾的信號(hào)中正確恢復(fù)出原始信息來(lái)，對(duì)于多路復(fù)用信號(hào)，還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正確分路。 5.通信方式按照信息的傳輸方向分為哪幾種? 單工 (simplex)方式 ；半雙工(Half duplex)方式；全雙工 (Full duplex)方式 6.通信的傳輸模式分為哪幾種? 基帶傳輸 載波（帶）傳輸 寬帶傳輸 異步轉(zhuǎn)移模式ATM 7.在載帶傳輸中有哪幾種常用的數(shù)據(jù)表示方法？ 調(diào)幅方式、調(diào)頻方式、調(diào)幅方式 8.在數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，通常采用哪幾種數(shù)據(jù)交換方式? 線路交換方式 報(bào)文交換方式 報(bào)文分組交換方式 9.比較通信系統(tǒng)中的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 星型結(jié)構(gòu)：在星形拓?fù)渲?，每個(gè)站通過(guò)點(diǎn)-點(diǎn)連接到中央節(jié)點(diǎn)，任何兩站之間通信都通過(guò)中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。中央節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)顯得比較復(fù)雜，對(duì)其要求較高。 環(huán)型結(jié)構(gòu)：通過(guò)中繼器進(jìn)行點(diǎn)-點(diǎn)連接，構(gòu)成一個(gè)封閉的環(huán)路。中繼器接收前驅(qū)站發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，發(fā)往后繼站。鏈路是單向的，工作站需有較復(fù)雜的網(wǎng)路處理功能。 總線型結(jié)構(gòu)：在總線拓?fù)渲?，傳輸介質(zhì)是一條總線，工作站通過(guò)相應(yīng)硬件接口接至總線上。一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)，所有其它站都能接收。 10. 介質(zhì)訪問(wèn)控制方式主要有哪兩種?說(shuō)明各自的含義。 1.CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)) 。載波監(jiān)聽CSMA的控制方案是先聽再講。一個(gè)站要發(fā)送，首先需監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號(hào)。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。如果介質(zhì)是忙的，則等待一定間隔后重試。 2.令牌訪問(wèn)控制方式。令牌方式是一種按一定順序在各站點(diǎn)傳遞令牌(Token)的方法。誰(shuí)得到令牌，誰(shuí)才有發(fā)報(bào)權(quán)。 11.什么樣的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)？舉出幾個(gè)例子。 具有計(jì)算與通信能力的測(cè)量控制設(shè)備可以作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。例如限位開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等各類開關(guān)；條形碼閱讀器；光電傳感器；溫度、壓力、流量、物位等各種傳感器、變送器；可編程邏輯控制器PLC； PID等數(shù)字控制器； 各種數(shù)據(jù)采集裝置等。 12.現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)完成哪些通信任務(wù)？ 1.將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各種信息(現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)以及故障信息等)傳送到遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室； 2.又將各種控制、維護(hù)、組態(tài)命令等送往位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中； 3.現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制設(shè)備之間數(shù)據(jù)聯(lián)系與溝通； 4.還要在與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接和信息共享中發(fā)揮作用。 13. ISO/OSI參考模型為哪7層？各層的主要功能是什么？ ISO/OSI的7層參考模型包括：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。 物理層(physical layer)主要是處理機(jī)械的、電氣的和過(guò)程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問(wèn)題。 數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer)的主要任務(wù)是加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)線路。 網(wǎng)絡(luò)層(network layer)關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是確定分組從源端到目的端如何選擇路由。 傳輸層(transport layer)的基本功能是從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時(shí)把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無(wú)誤。 會(huì)話層(Session layer)允許不同機(jī)器上的用戶建立會(huì)話 (session)關(guān)系。 表示層 (presentation layer)完成某些特定功能，例如用一種大家一致同意的標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)數(shù)據(jù)編碼。 應(yīng)用層 (application layer)包含大量人們普遍需要的協(xié)議。 14.常用的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備有哪些？各自對(duì)應(yīng)OSI參考模型的哪一層？ 1.物理層使用中繼器 (Repeater)，通過(guò)復(fù)制位信號(hào)延伸網(wǎng)段長(zhǎng)度 2.數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋 (bridge)，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀 3.網(wǎng)絡(luò)層使用路由器 (Router)在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組信號(hào) 4.傳輸層及傳輸層以上，使用網(wǎng)關(guān) (gateway)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口 第三章 PROFIBUS總線 1、PROFIBUS由哪三個(gè)兼容部分組成？各自應(yīng)用的行業(yè)有哪些？ 2、PROFIBUS-PA、DP、FMS通信模型包括哪幾層？ PROFIBUS通信模型參照了ISO/OSI參考模型的第1層（物理層）和第2層（數(shù)據(jù)鏈路層），其中FMS還采用了第7層（應(yīng)用層）,另外增加了用戶層。 6、PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制是什么？ 主站之間采用令牌總線機(jī)制，主站與從站之間采用主從機(jī)制。 7、PROFIBUS-DP的主要功能是什么？ 1)DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸; 2)各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和撤消; 3)DP從站組態(tài)的檢查; 4)強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息; 5)輸人或輸出的同步; 6)通過(guò)總線給DP從站賦予地址; 7)通過(guò)總線對(duì)DP主站 (DPM1)進(jìn)行配置; 8)每個(gè)DP從站最大為246字節(jié)的輸人和輸出數(shù)據(jù)。 8、 PROFIBUS控制系統(tǒng)有哪幾部分組成？（5、一類主站、二類主站包括哪些設(shè)備？） 1．一類主站 一類主站指PLC、PC或可做一類主站的控制器。一類主站完成總線通信與管理。 2．二類主站 二類主站指操作員工作站（如PC機(jī)加圖形監(jiān)控軟件）、編程器、操作員接口等。完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。 3．從站（1）分散式I/O（2）PLC（3）驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 9、簡(jiǎn)述RS-485傳輸技術(shù)的基本特征。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻； 傳輸速率： 9.6kbit/s—12Mbit/s； 介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）； 站點(diǎn)數(shù)：每段32站（無(wú)中繼），127站（有中繼）； 插頭連接：9針D型插頭 第五章 監(jiān)控組態(tài)軟件的功能和使用 1. 組態(tài)及組態(tài)軟件的概念 使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行待定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。 開發(fā)商事先開發(fā)好一套具有一定通用性的軟件開發(fā)平臺(tái)，生產(chǎn)若干種規(guī)格的硬件模塊（如I/O模塊、通信模塊、控制模塊），然后，再根據(jù)用戶的要求在軟件平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)以及硬件模塊的連接。這種軟件的二次開發(fā)工作就稱為“組態(tài)”，相應(yīng)的軟件開發(fā)平臺(tái)就稱為“監(jiān)控組態(tài)軟件”，簡(jiǎn)稱“組態(tài)軟件”。 2.監(jiān)控組態(tài)軟件主要解決哪些問(wèn)題? （1）如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； （2）使來(lái)自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來(lái)； （3）處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警； （4）存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢； （5）各類報(bào)表的生成和打印輸出； （6）為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求； （7）最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠； （8）具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。 第六章 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF） 1. FF總線特點(diǎn)。 可以工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并能適應(yīng)本質(zhì)安全防爆的要求，還可以通過(guò)傳輸數(shù)據(jù)的總線為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源。傳輸速率的典型值為31.25kbit/s。 2. 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型只具備ISO/ OSI參考模型中的哪幾層？它們各自的作用是什么？ 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的參考模型只具備了ISO/OSI參考模型七層中的三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，并在原有ISO/OSI參考模型第七層應(yīng)用層之上增加了用戶層。 物理層規(guī)定了信號(hào)如何發(fā)送;數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定如何在設(shè)備間共享網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度通信;應(yīng)用層則規(guī)定了在設(shè)備間交換數(shù)據(jù)、命令、事件信息以及請(qǐng)求應(yīng)答中的信息格式。用戶層則用于組成用戶所需要的應(yīng)用程序，如規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的功能塊、設(shè)備描述，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)管理等。 3.何謂FF現(xiàn)場(chǎng)總線的通信棧？ FF總線的參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層統(tǒng)稱為通信棧。 4.按照各部分在物理設(shè)備中要完成的功能可分為三大部分： 通信實(shí)體、系統(tǒng)管理內(nèi)核、功能塊應(yīng)用進(jìn)程。 5.物理層被分為哪兩層？ 媒體相關(guān)子層和媒體無(wú)關(guān)子層。 6. FF總線的信號(hào)由哪幾種信號(hào)編碼組成？ 協(xié)議報(bào)文編碼、前導(dǎo)碼、幀前定界碼、幀結(jié)束碼。 7. FF總線通信設(shè)備類型按照各自的通信能力分為哪三類？ 鏈路主設(shè)備、基本設(shè)備和網(wǎng)橋 8. FF總線的通信活動(dòng)歸結(jié)起來(lái)有哪兩類？ 受調(diào)度通信：由鏈路活動(dòng)調(diào)度器按預(yù)定的時(shí)間表周期性依次發(fā)起的通信活動(dòng)。（這種受調(diào)度通信一般用于在設(shè)備間周期性地傳送控制數(shù)據(jù)。如在現(xiàn)場(chǎng)變送器與執(zhí)行器之間傳送測(cè)量或控制器輸出信號(hào)。） 和非調(diào)度通信：在預(yù)定調(diào)度時(shí)間表之外的時(shí)間，通過(guò)得到令牌的機(jī)會(huì)發(fā)送信息的通信方式。 9. FF現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能模塊包括？資源塊、功能塊、轉(zhuǎn)換塊。 第九章 CAN總線 1.CAN總線最初是有BOSCH公司設(shè)計(jì)的。 2. CAN總線的主要特點(diǎn)？ 1. 多主方式工作。網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活，且無(wú)需站地址等節(jié)點(diǎn)信息。 2. 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。 3. 非破壞性總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。 4. 采用報(bào)文濾波。即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無(wú)需專門的“調(diào)度”。 5.節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，可達(dá)110個(gè)。 6.采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。 7.每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。 3. CAN的通信模型只采用了ISO/OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。 4.CAN總線具有兩種邏輯狀態(tài)：隱形和顯性。 5.CAN的最大傳輸速率：1Mbit/s；最遠(yuǎn)傳輸距離：10KM。 6. 數(shù)據(jù)鏈路層包括：邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒體訪問(wèn)控制子層（MAC） 7. 報(bào)文傳送由哪4種不同類型的幀表示和控制？ 數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器；遠(yuǎn)程幀通過(guò)總線單元發(fā)送，以請(qǐng)求發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀；出錯(cuò)幀由檢測(cè)出總線錯(cuò)誤的任何單元發(fā)送；超載幀用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲。 思考題 1、現(xiàn)場(chǎng)總線的定義。 現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線 2、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的組成。 硬件：總線電纜，又稱為通信線、通信介質(zhì)（媒體/媒介/介體）。連接在通信線上的設(shè)備稱為總線設(shè)備，亦稱為總線裝置、節(jié)點(diǎn)（主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)）、站點(diǎn)（主站、從站）。 軟件包括： 系統(tǒng)平臺(tái)軟件：為系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行以及為系統(tǒng)應(yīng)用軟件編程而提供環(huán)境、條件或工具的基礎(chǔ)軟件。包括組態(tài)工具軟件、組態(tài)通信軟件、監(jiān)控組態(tài)軟件和設(shè)備編程軟件。 系統(tǒng)應(yīng)用軟件：為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以及設(shè)備的各種功能而編寫的軟件，包括系統(tǒng)用戶程序軟件、設(shè)備接口通信軟件和設(shè)備功能軟件。 組態(tài)工具軟件——為用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)提供平臺(tái)并按現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議/規(guī)范與組態(tài)通信軟件交換信息的工具軟件，如RSNetWorx for DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP 。 組態(tài)通信軟件——為計(jì)算機(jī)與總線設(shè)備進(jìn)行通信，讀取總線設(shè)備參數(shù)或?qū)⒖偩€設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)信息傳送至總線設(shè)備而使用的軟件，如RSLinx 監(jiān)控組態(tài)軟件——運(yùn)行于監(jiān)控計(jì)算機(jī)(通常也稱為上位機(jī))上的軟件，具有實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、故障報(bào)警信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)圖分析及報(bào)表打印等功能。 監(jiān)控組態(tài)軟件可使用戶通過(guò)簡(jiǎn)單形象的組態(tài)工作即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控功能。監(jiān)控組態(tài)軟件亦稱上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件，如RSView32。 設(shè)備編程軟件——為系統(tǒng)應(yīng)用軟件提供編程環(huán)境的平臺(tái)軟件。當(dāng)設(shè)備為控制器/PLC時(shí)，設(shè)備編程軟件即為控制器編程軟件，如RSLogix500（用于SLC500系列和ML系列控制器的32位基于Windows的梯形圖邏輯編程軟件）、RSLogix5000（用于Logix平臺(tái)所包括的各種控制器（如Control LogixTM）的編程軟件）。 系統(tǒng)用戶程序軟件——根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程或功能及其他要求而編寫的系統(tǒng)級(jí)的用戶應(yīng)用程序。該程序一般運(yùn)行于作為主站的控制器中或計(jì)算機(jī)中。 設(shè)備接口通信軟件——根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議/規(guī)范而編寫的用于總線設(shè)備之間通過(guò)總線電纜進(jìn)行通信的軟件。 設(shè)備功能軟件——使總線設(shè)備實(shí)現(xiàn)自身功能（不包括現(xiàn)場(chǎng)總線通信部分）的軟件。 3、請(qǐng)列舉4類現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線、LonWorks、Profibus、CAN、HART、RS-485 4、請(qǐng)給出現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò) 數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò) 開放互連網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng) 互操作性與互換性網(wǎng)絡(luò) 5、請(qǐng)給出5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)。 全數(shù)字性、精度高、抗干擾性強(qiáng)、內(nèi)嵌控制功能、高速通信、多變量測(cè)量、多變量傳送、系統(tǒng)綜合成本低、真正的可互操作性、真正的分散控制、組態(tài)操作一致、具有強(qiáng)大的故障診斷功能、采用預(yù)測(cè)維護(hù)技術(shù)。 6、請(qǐng)列舉現(xiàn)場(chǎng)總線的一些應(yīng)用領(lǐng)域。 樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、智能通信產(chǎn)品、汽車工業(yè)、繼電保護(hù)和電力監(jiān)控、物流制藥、包裝、石油化工、鋼鐵冶金、機(jī)器人等 7、請(qǐng)用圖解的形式描繪通信系統(tǒng)的組成, 以及各部分的作用 組成見右圖 見第二章第4題第一頁(yè) 8、 請(qǐng)列寫幾種數(shù)據(jù)編碼波形,并畫出其典型波形圖 9、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)有幾種傳輸模式,每種模式各自的特點(diǎn) 基帶傳輸：基帶傳輸是指在基本不改變數(shù)據(jù)信號(hào)頻率的情況下，在數(shù)字通信中直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)，即按數(shù)據(jù)波的原樣進(jìn)行傳輸，不采用任何調(diào)制措施。它是目前廣泛應(yīng)用的最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。局域網(wǎng)、控制局域網(wǎng) 特點(diǎn)：不用調(diào)制解調(diào)器 系統(tǒng)價(jià)格低廉 較高的數(shù)據(jù)傳輸速率（一般為1Mb/s～10 Mb/s） 傳輸距離一般不超過(guò)25km 半雙工方式或單工方式 載波（帶）傳輸：在載波傳輸中，發(fā)送設(shè)備首先要產(chǎn)生某個(gè)頻率的信號(hào)作為基波來(lái)承載信息信號(hào)，這個(gè)基波就稱為載波信號(hào)，基波頻率就稱為載波頻率。 載波傳輸是先用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ健? 最基本的調(diào)制方式有幅值鍵控 (ASK)，頻移鍵控 (FSK)和相移鍵控 (PSK)3種，載波傳輸按這3種不同方式改變載波信號(hào)的幅值、頻率、相位，形成調(diào)制信號(hào)后發(fā)送。 寬帶傳輸 ：由于基帶網(wǎng)不適于傳輸語(yǔ)言、圖像等信息，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)、文字、語(yǔ)音、圖像等多種信號(hào)的任務(wù)愈來(lái)愈重，因此提出了寬帶傳輸?shù)囊?。寬帶傳輸與基帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別:一是數(shù)據(jù)傳輸速率不同，基帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0~l0Mb/s，寬帶網(wǎng)可達(dá)Gb/s;二是寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道，能提供良好的通信路徑。一般寬帶局域網(wǎng)可與有線電視系統(tǒng)共建，以節(jié)省投資。 10、 當(dāng)前控制網(wǎng)絡(luò)所采用的幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并寫出其中三種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 局域網(wǎng)：（1ocal area network），簡(jiǎn)稱LAN，是處于同一建筑、同一大學(xué)或方圓幾千米遠(yuǎn)地域內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)常被用于連接公司辦公室或工廠里的個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站，以便共享資源（如打印機(jī)）和交換信息。LAN的覆蓋范圍比較小，這意味著即使是在最壞情況下其傳輸時(shí)間也是有限的，并且可以預(yù)先知道傳輸時(shí)間。知道了傳輸?shù)淖畲髸r(shí)間，就可以使用某些設(shè)計(jì)方法，而在其它情況下是不能這樣做的。這同樣也簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的管理。以太網(wǎng)（Ethernet）是一種基于總線的廣播式網(wǎng)絡(luò) 城域網(wǎng)：（metropolitan area network），簡(jiǎn)稱MAN，基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個(gè)城市，支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音 ，不包含交換單元 。MAN有一個(gè)分布式隊(duì)列雙總線DQDB（distributed queue dual bus） 標(biāo)準(zhǔn)。 廣域網(wǎng)：（wide area network），稱為WAN，是一種跨越大的地域的網(wǎng)絡(luò)，通常包含一個(gè)國(guó)家或州。運(yùn)行用戶應(yīng)用程序的主機(jī)（host）通過(guò)通信子網(wǎng)（communication subnet，或簡(jiǎn)稱子網(wǎng)）連接 。 無(wú)線網(wǎng)：所謂無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無(wú)線連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離無(wú)線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)，與有線網(wǎng)絡(luò)的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無(wú)線電技術(shù)取代網(wǎng)線，可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為備份 互聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)集合就稱為互聯(lián)網(wǎng)（inter network或internet）。常見的互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)WAN連接起來(lái)的LAN集合?！盎ヂ?lián)網(wǎng)（intemet）”只代表一般的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)意思。而Internet（大寫的I譯為“因特網(wǎng)”）是指特定的世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)，它被廣泛地用于連接大學(xué)、政府機(jī)關(guān)、公司和個(gè)人用戶。 11、 請(qǐng)列寫幾種傳輸介質(zhì),并詳細(xì)描繪其物理特性 雙絞線：由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根或四根絕緣線組成。一對(duì)線可以作為一條通信線路，各個(gè)線對(duì)螺旋排列的目的是使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。 同軸電纜：由內(nèi)導(dǎo)體（電纜銅芯）、絕緣層、外導(dǎo)體（銅網(wǎng)）及外部保護(hù)層（外絕緣層）組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)和機(jī)械尺寸決定。 光纖：是一種直徑為50～100μm的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來(lái)制造光纖，其中用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面用折射率較低的包層包裹起來(lái)，就可以構(gòu)成一條光纖通道，多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖電纜。