第二章 现场总线控制

现场总线技术及其应用复习重点第一章现场总述1、现场总线的概念。

现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。

2、控制系统发展经历的几个阶段。

基地式气动仪表控制系统，电动单元组合式模拟控制系统，集中式数字控制系统，集散控制系统DCS，现场总线控制系统3、现场总线的技术特点和优点有哪些。

最显著特征：具有开放统一的通信协议适应工业应用环境，要求实时性强，可靠性高，安全性好。

多为短帧传送，通信的传输速率相对较低特点：1）系统的开放性2）互可操作性3）通信的实时性与确定性4）现场设备的智能与功能自治性5）对现场环境的适应性优点：1）节省硬件数目与投资2）节省安装费用3）节省维护开销4）用户具有高度的系统集成主动权5）提高了系统的准确性与可靠性4、主要的现场总线有哪些？FF、WorldFIP、Profibus PA、Profibus DP/FMS、InterBus、P-NET、SwiftNET、CAN、LonWorks(CF PPS WL)第二章网络与通信基础1、控制信号包括哪三类？1）一类控制连在总线上的设备；2）另一类是用于改变总线操作的方式；3）还有一些控制信号表明地址和数据的含义。

2、什么是总线操作？在数据传送过程中，“读”和“写”是怎样定义的？（1）总线上命令者与响应者之间的连接→数据传送→脱开，这一操作序列成为一次总线“交易”（transaction），或总线操作。

脱开：disconnect指完成数据传送操作以后，命令者断开与响应者的连接。

（2）“读”read操作是读来自响应者的数据；“写”write操作是向响应者写数据。

3、分析通信请求过程是怎样的？（结合图分析，参考ppt）①向总线发出服务请求②检测到服务请求，发应答信号以查询哪个从设备发请求③接收到应答信号，A节点将自己的标识码发到总线上4、总线仲裁的用途。

总线仲裁：arbitration ，用于裁决那一个主设备是下一个占有总线的设备。

第一章1、简要说明现场总线、控制网络的定义答：现场总线是指将现场设备（如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等）与工业操作单元、现场操作站等互联而成的通信网络，它的关键标志是能支持双向、分散、多节点、总线式的全数字通信，是工业控制网络向现场及发展的产物。

2、简要说明现场总线技术的特点答：现场总线是3C（计算机、通信、控制）技术的融合。

其技术特点是:信号输出全数字、控制能力全分散、标准统一全开放。

具体是（1）系统的开放性（2）互操作性与互用性（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。

3、简要说明网络化控制系统的结构组成答：由被控对象、执行器、传感器、网络时延、控制器组成4、网络化控制系统的主要技术特点有哪些答：主要有：1、结构网络化2、节点智能化3、控制现场化和功能分散化4、系统开放化和产品集成化5、对现场环境的适应性5、HART通信模型有那几层组成答：HART通信模型由3层组成：物理层、数据链路层和应用层6、与传统布线相比，P-NET现场总线技术在工业控制应用中具有哪些优势答：与传统布线相比，P-NET现长总线技术在工业控制应用中有很大的优势，它可以简化设计和安装，减少布线的数量和费用，避免各种设备故障的发生，实现更直接也更广泛的使用功能。

7.WorldFIP可用的运输速率有哪些，标准传输速率是多少？答：传输速率用于铜线的有31.25Kbit/s、1Mbit/s和2.5Mbit/s，其中1Mbit/s是标准速率。

第二章1、什么是差错控制答：在计算机通信中，为了提高通信系统的传输质量而提出的有效的检测错误并进行纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制2、数据通信系统由哪几部分组成答：数据通信系统由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议等几部分组成3、简要介绍通信系统的通信指标答：通信指标有1、有效性指标2、可靠性指标3、通信信道的频率特性4、介质宽带，信息传输的有效性指标和可靠性是通信系统最主要的指标4、数据传输方式有哪些？选取其中两种进行简要介绍答：数据传输方式是指数据代码的传输顺序和数据信号传输的同步方式，有串行传输与并行传输，同步传输与异步传输，位同步、字符同步与帧同步等几种在串行传输中，数据流以串行方式逐位地在一条信道上传输，每次只能发送一个数据位，发送方必须确定是先发送数据字节的高位还是低位。

第一章现场总线概述一、现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。

二、IEC对现场总线的定义：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。

它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式，新型全分布式的控制系统。

三、经历了几代控制系统第一代控制系统：以20世纪50年代前的气动信号控制系统PCS为主；第二代控制系统：把4～20mA等电动模拟信号控制系统；第三代控制系统：把数字计算机集中式控制系统称为第三代;第四代控制系统：把70年代中期以来的集散式控制系统DCS(Distributed Control System)称作第四代。

四、现场总线的本质含义主要表现在以下6个方面：1、现场通信网络：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络2、现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互联，传输线可以使用双绞线、同轴电缆。

光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。

3、互操作性，4、分散功能块，5、通信线供电，6、开放式互联网络。

五、现场总线的特点与优点：1，结构特点：现场总线控制系统（FCS）打破了传统控制系统的（DCS）的结构形式。

FCS: 一对多：一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号；DCS: 一对一：一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。

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。

3，优点：1）节省硬件数量与投资；2）节省安装费用；3）节约维护开销；4）用户具有高度的系统集成主动权；5）提高了系统的准确性与可靠性。

六、基金会现场总线(FF)，CAN，DeviceNet，LonWorks，PROFIBUS，HART，INTERBUS，CC-Link，ControlNet，WorldFIP，P-Net，SwiftNet．第二章数据通信系统与网络互联一、总线的基本术语：1，总线与总线段。