現(xiàn)場(chǎng)總線復(fù)習(xí)課(北化).ppt

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現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)復(fù)習(xí)課,,,,一、傳統(tǒng)DCS與FCS在現(xiàn)場(chǎng)布線方面有什么區(qū)別？,第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述,,四、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？1、節(jié)省硬件數(shù)量與投資智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接執(zhí)行多參數(shù)測(cè)量、控制、報(bào)警、累計(jì)計(jì)算等功能，減少了變送器的數(shù)量；不需要DCS系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換等功能單元、節(jié)省硬件投資，減少控制室的占地面積。2、節(jié)省安裝費(fèi)用智現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在一對(duì)雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設(shè)備，因此連線簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)連接方式相比，所需電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少；當(dāng)需要增加新的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，無(wú)需增設(shè)新的電纜，就近連接在原有電纜，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量；據(jù)有關(guān)典型實(shí)驗(yàn)工程的測(cè)算資料，可節(jié)約安裝費(fèi)用60%以上。,第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述,,四、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？3、節(jié)省維護(hù)開銷現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理的能力，可通過(guò)數(shù)字通信將相關(guān)診斷維護(hù)信息發(fā)送往控制室，便于用戶查詢以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，連線簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量。4、用戶具有系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來(lái)集成系統(tǒng)。不會(huì)為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展；系統(tǒng)集成過(guò)程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶手中。,第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述,,四、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？5、提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，從根本上提高了測(cè)量與控制的精確度，減少了傳送誤差；系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性；設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化，使系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。,第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述,,一、傳統(tǒng)DCS與FCS在現(xiàn)場(chǎng)布線方面有什么區(qū)別？二、什么是完整的現(xiàn)場(chǎng)總線定義？三、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些特點(diǎn)？四、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？五、IEC制定的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)主要包括哪些現(xiàn)場(chǎng)總線？,第一章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述,,二、可靠性指標(biāo)的概念？信道帶寬、介質(zhì)帶寬、信道容量和信噪比的概念？信噪比對(duì)信道容量的影響？信噪比對(duì)信道容量的影響1.提高信噪比或增加信道帶寬均可增加信道容量。2.增加帶寬也可以提高信道容量，但噪聲功率N=Wn0(n0為噪聲的單邊功率譜密度），隨著W增大，N增大，會(huì)導(dǎo)致信噪比降低。3.在信道容量一定時(shí)，帶寬與信噪比之間可以相互彌補(bǔ)。即提高信道帶寬可使具有更低信噪比的信號(hào)得以通過(guò)，而傳輸信噪比比較高的信號(hào)時(shí)，可適當(dāng)放寬對(duì)信道帶寬的要求。,第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),,Shannel計(jì)算公式：高斯噪聲干擾信道的信道容量,C=,Wlog2(1+,SN,),b/s,C表示信道容量，W表示信道帶寬。,,三、當(dāng)傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)11001010時(shí)，試畫出HART和FF總線的物理編碼波形示意圖？HART物理信號(hào)編碼波形示意圖采用Bell202標(biāo)準(zhǔn)；1200Hz代表“1”；2200Hz代表“0”。FF總線的物理信號(hào)編碼波形示意圖采用雙向L曼徹斯特編碼；下降沿代表“1”，上升沿代表“0”。,第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),,數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),2.傳輸差錯(cuò)的檢測(cè),CRC生成多項(xiàng)式G(x)：由協(xié)議規(guī)定．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中有：,CRC-12:,G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1,CRC-16:,G(x)=x16+x15+x2+1,CRC-CCITT:,G(x)=x16+x12+x5+1,CRC-32:,G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1,,解：待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為110011（6比特）生成多項(xiàng)式為比特序列為：1101（4比特，k=3）將待校驗(yàn)數(shù)據(jù)比特序列乘以23，則產(chǎn)生的乘積為110011000將乘積用生成多項(xiàng)式比特序列去除，按模二算法應(yīng)得到余數(shù)為：001將余數(shù)比特序列加到乘積中:001+110011000=110011001如果在數(shù)據(jù)傳輸中沒(méi)有錯(cuò)誤,那么接收端收到的帶有CRC校驗(yàn)碼的接收數(shù)據(jù)比特序列一定能被相同的多項(xiàng)式整除,如不能被整除則表明有錯(cuò)誤。,,例：待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為110011。CRC多項(xiàng)式為，寫出循環(huán)冗余碼的計(jì)算和校驗(yàn)過(guò)程。,,,,,一、畫出通信系統(tǒng)的組成，并對(duì)系統(tǒng)各個(gè)組成部分功能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。二、可靠性指標(biāo)的概念？信道帶寬、介質(zhì)帶寬、信道容量和信噪比的概念？信噪比對(duì)信道容量的影響？三、當(dāng)傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)11001010時(shí)，試畫出HART和FF總線的物理編碼波形示意圖？四、信號(hào)的傳輸模式有哪三種？他們各自的定義和特點(diǎn)是什么？（基帶、載波和寬帶）五、差錯(cuò)檢測(cè)中常用的冗余校驗(yàn)方法有哪幾種？并對(duì)每種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單解釋。六、待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為101011，CRC多項(xiàng)式為G(x)=x3+x2+1;寫出循環(huán)冗余碼的計(jì)算和校驗(yàn)過(guò)程。（余數(shù)110）七、最常用的差錯(cuò)校正方法有哪兩種？,第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),,一、簡(jiǎn)述控制網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)？,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),控制網(wǎng)絡(luò)屬于一種特殊類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，也受到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，特別是互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的影響，有些局域網(wǎng)技術(shù)可直接用于控制網(wǎng)絡(luò)。但由于控制網(wǎng)絡(luò)大多工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，從節(jié)點(diǎn)的設(shè)備類型、傳輸信息的種類、網(wǎng)絡(luò)所執(zhí)行的任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)所處的工作環(huán)境等方面，控制網(wǎng)絡(luò)都有別于各式計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的信息網(wǎng)絡(luò)。1.控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)2.控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)與工作環(huán)境3.控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性要求,,二、總線訪問(wèn)控制技術(shù)可分為哪兩大類？各自的代表性技術(shù)是哪些？總線訪問(wèn)控制技術(shù)分為兩大類：受控接入和隨機(jī)接入。受控接入,技術(shù)有輪詢（Polling,分別叫輪叫輪詢和傳遞輪詢）。令牌（令牌環(huán)和令牌總線）。復(fù)用技術(shù)（時(shí)分復(fù)用，頻分復(fù)用和波分復(fù)用）。隨機(jī)接入，技術(shù)有CSMA/CD。,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),,六、OSI標(biāo)準(zhǔn)模型一共有哪幾層？對(duì)比OSI模型，簡(jiǎn)述FF總線、HART總線和EPA總線的通信模型？,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),7654321,OSI參考模型,用戶層（程序）,現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范子層FMS現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)子層FAS,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,,用戶層,通訊棧,物理層,,,,FF總線模型,,六、OSI標(biāo)準(zhǔn)模型一共有哪幾層？對(duì)比OSI模型，簡(jiǎn)述FF總線、HART總線和EPA總線的通信模型？,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),,六、OSI標(biāo)準(zhǔn)模型一共有哪幾層？對(duì)比OSI模型，簡(jiǎn)述FF總線、HART總線和EPA總線的通信模型？,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),,一、簡(jiǎn)述控制網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)？二、總線訪問(wèn)控制技術(shù)可分為哪兩大類？各自的代表性技術(shù)是哪些？三、CSMA/CD的發(fā)送數(shù)據(jù)工作過(guò)程？四、令牌環(huán)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過(guò)程是什么？五、令牌總線中令牌丟失和令牌重復(fù)的處理方法？六、OSI標(biāo)準(zhǔn)模型一共有哪幾層？對(duì)比OSI模型，簡(jiǎn)述FF總線、HART總線和EPA總線的通信模型？七、解釋現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的一致性測(cè)試目的和可互操作性的測(cè)試目的。,第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),,一、HART協(xié)議最為突出的特點(diǎn)是什么？最突出的特點(diǎn)是：數(shù)字通訊與模擬信號(hào)4～20mA兼容，傳輸?shù)男盘?hào)用調(diào)制后的正弦信號(hào)疊加在4～20mA的模擬信號(hào)上。二、簡(jiǎn)要概述HART協(xié)議的兩種通信模式，HART協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和多點(diǎn)模式各自的地址范圍是多少。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式時(shí)從設(shè)備的地址為0；多點(diǎn)模式時(shí)從設(shè)備地址范圍為1-15三、HART協(xié)議總線可掛接的儀表數(shù)量最多為多少？在非本安情況下，從設(shè)備最多可有15臺(tái)。在本安情況下，由于線路電流能量限制，從設(shè)備最多只能有4臺(tái)。,第四章HART通信協(xié)議,,HART通信協(xié)議,,HART數(shù)據(jù)舉例：一對(duì)HART數(shù)據(jù),A是主設(shè)備向現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備發(fā)出的讀過(guò)程變量的命令。,FF,FF,82,A6,06,BC,61,4E,01,00,B0,每個(gè)HART的數(shù)據(jù)格式下圖所示,A,B是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備收到信號(hào)A后將過(guò)程變量發(fā)向主設(shè)備。,FF,FF,86,A6,06,BC,61,4E,01,07,00,B,00,06,40,B0,00,00,45,,一、HART協(xié)議最為突出的特點(diǎn)是什么？二、簡(jiǎn)要概述HART協(xié)議的兩種通信模式，HART協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和多點(diǎn)模式各自的地址范圍是多少。三、HART協(xié)議總線可掛接的儀表數(shù)量最多為多少？四、HART協(xié)議的地址段有哪兩種編址方式？五、畫出HART協(xié)議數(shù)據(jù)幀的組成示意圖，并對(duì)每個(gè)字段部分進(jìn)行解釋說(shuō)明。六、HART協(xié)議的應(yīng)用層有哪三種命令？各自主要區(qū)別是什么？,第四章HART通信協(xié)議,,七、現(xiàn)有一臺(tái)HART主設(shè)備將1條命令發(fā)給了一臺(tái)HART變送器。數(shù)據(jù)幀格式如下：?jiǎn)枺喊匆饬x，上述報(bào)文可分成哪幾個(gè)組成部分？對(duì)組成報(bào)文的各個(gè)組成部分進(jìn)行解釋說(shuō)明；設(shè)備發(fā)出的是幾號(hào)命令？計(jì)算校驗(yàn)字節(jié)CH應(yīng)等于什么（十六進(jìn)制表示）？,第四章HART通信協(xié)議,,四、舉出幾種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的通信參考模型？,第五章工業(yè)以太網(wǎng),,一、簡(jiǎn)述工業(yè)以太網(wǎng)的特色技術(shù)。二、工業(yè)以太網(wǎng)通信非確定性的緩解措施有哪幾種？三、簡(jiǎn)述TCP/IP和UDP/IP的區(qū)別以及它們?cè)诠I(yè)以太網(wǎng)通信中的作用。四、舉出幾種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的通信參考模型？,第五章工業(yè)以太網(wǎng),,第六章EPA工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,一、簡(jiǎn)述EPA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。二、EPA系統(tǒng)有哪些基本特征？三、什么是EPA系統(tǒng)的分布式自組織系統(tǒng)管理技術(shù)？四、簡(jiǎn)述EPA的三大關(guān)鍵技術(shù)及其解決的問(wèn)題。五、闡述EPA通信確定性的實(shí)現(xiàn)方法。六、EPA測(cè)試系統(tǒng)包括哪些方面的測(cè)試？,,考試安排,考試時(shí)間：2012年12月10日(周一)下午1：00-2:40（共100分鐘）考試地點(diǎn)：科技樓103閉卷考試，請(qǐng)大家自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律。答題必須獨(dú)立完成，不允許任何考試作弊行為。Thefinalexammustbefinishedindependently,andthecheatinginthefinalexamcannotbetolerated.,,,