西南科技大学《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题

现场总线控制技术期末试卷一、单项选择题（每小题 3 分，共 72分）1. 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（）。

[单选题] *A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τ和纯滞后τ0(正确答案)B.克服调节对象的纯滞后τ0C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τD.克服调节对象的纯滞后τ12. DCS技术趋于成熟，现在正在兴起的（）技术是今后自动化领域发展方向。

[单选题] *A．现场总线控制(正确答案)B．智能化数字变送器C．智能化定位器D.智能仪表3. PID调节中，I代表（） [单选题] *A.比例B.积分(正确答案)C.微分D.反相4. 仪表的精度级别分别指的是仪表的（） [单选题] *A.误差B.基本误差C. 基本误差的最大允许值(正确答案)D.绝对误差5. 某容器内的压力为1.0Mpa，为了测量它，应选用量程为：（） [单选题] *A.0-1.0MpaB.0-1.6Mpa(正确答案)C.0-4.0MpaD.0-5.0Mpa6. PID调节中，P代表（） [单选题] *A.比例(正确答案)B.积分C.微分D.反相7.监控网络每个节点的主机都配有（）块以太网卡，分别连接到128网段和129网段的交换机上。

[单选题] *A．1B.2(正确答案)C.3D.48. PID调节中，D代表（） [单选题] *A.比例B.积分C.微分(正确答案)D. 反相9. 监控网络实现了（）、操作员站、现场控制站之间的数据通讯。

[单选题] *A.工程师站(正确答案)B.监控站C.控制站D.操作员站10. 监控网络每个节点的主机都配有（）块以太网卡，分别连接到128网段和129网段的交换机上。

[单选题] *A.1B.2(正确答案)C.3D.411.以下哪种总线采用OSI参考模型的全部7层协议结构（）。

[单选题] *A.FFB.FROFIBUSC.CAND.LonWorks(正确答案)12. HS2000系统中系统网络的最大节点数为（）。

现场总线期末试题及答案这是一个针对现场总线（Fieldbus）概念和应用的期末试题及答案。

现场总线是一种工业自动化网络协议，用于连接工业设备和系统，实现数据传输和控制。

以下是试题及相应答案：试题一：1. 现场总线的主要优势是什么？答：现场总线的主要优势包括：- 减少布线复杂性和成本：使用现场总线可以减少传感器、执行器和控制器之间的布线长度和数量，降低了成本和维护难度。

- 提高灵活性和可扩展性：现场总线允许设备的添加、移除和重配置，使得工业系统更具灵活性和可扩展性。

- 实时通信和快速响应：现场总线提供了实时通信和快速响应的能力，对于工业控制和监测非常重要。

- 更好的诊断和故障排查：现场总线允许对设备进行诊断和故障排查，提高了设备运行的可靠性和可维护性。

- 数据集成和共享：通过现场总线，不同设备和系统之间可以实现数据集成和共享，促进了信息流的畅通。

2. 现场总线的通信速率取决于哪些因素？答：现场总线的通信速率取决于以下因素：- 网络拓扑结构：网络拓扑结构的不同将影响总线上设备的通信速率。

最常用的拓扑结构是总线型、星型和树型结构。

- 网络长度和延迟：总线长度的增加会导致信号传输的延迟增加，从而影响通信速率。

- 通信介质和物理层规范：不同的通信介质和物理层规范支持的最大数据传输速率也不同。

- 网络负载和设备数量：网络负载指的是同时传输的数据量，增加网络负载和设备数量会降低通信速率。

3. 现场总线的种类有哪些？请简要介绍一种现场总线协议。

答：现场总线的种类包括Profibus、Modbus、CANopen、DeviceNet 等。

以Profibus为例进行简要介绍：Profibus（Process Field Bus）是一种用于工业自动化领域的通信总线协议。

它支持数据传输和控制任务，在过程控制和工厂自动化中得到广泛应用。

Profibus具有高速传输、可靠性好、扩展性和灵活性强等特点。

它分为DP（Decentralized Periphery）和PA（Process Automation）两种类型，分别适用于不同的应用场景。

现场总线复习题现场总线复习题1、现场总线？（Fieldbus）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。

2、现场总线与上层网络的互联采用专用网关将现场总线网卡和以太网卡置入同一台PCWEB服务器置入PLC或现场控制设备内3、现场总线与局域网的区别现场总线主要用于对生产、生活设备的控制；一般局域网用于办公、多媒体通信不同技术特点：控制网，高度实时性、安全性、可靠性，数据传输量小；局域网相反现场总线为全数字通信，具有开放式、全分布、互操作等特点具有越来越紧密联系4、10种现场总线：Foundation Fieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline 5、现场总线的特点（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。

6、现场总线的优点（1）节省硬件数量与投资。

（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。

7、通信系统的组成信息源→编码→调制→传输介质→解调→译码→接收者8、码元是传输数据的基本单位；9、总线的基本术语（1）总线：传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作式；总线段：一组设备通过总线连接在一起。

（2）总线主设备：Bus Master，命令者（3）总线从设备：Bus Slaver，基本设备（4）控制信号：三种类型。

控制连在总线上的设备；改变总线操作的方式；表明地址和数据的含义（5）总线协议：管理主从设备使用总线的一套规则（PROTOCOL）10、通信系统是传输信息所需的一切设备的综合11、曼彻斯特编码特点（1）基带信号编码（2）内置时钟信号，可自同步（3）每位（比特）传输时间为等间隔时间段，传输时，时间段前半部分传输反码，后半部分传输原码12、通信系统的性能指标（1）、有效性指标：传输速率、频带利用率、协议效率、通信效率（2）、可靠性指标：误码率（3）、信道频率特性（4）、介质带宽（5）、信道容量：某种传输介质单位时间内所能传输的最大比特数（6）、信噪比13、局域网将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路将它们连接起来，有功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式、控制程序和网络操作系统）实现网络资源（硬件、软件、信息）的共享，这样的系统称为计算机网络。

《工业控制网络》复习题一、概念题1、现场总线：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。

2、模拟数据编码：分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0、1状态的，称为模拟数据编码。

3、数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的，称为数字数据编码。

4、单极性码：信号电平是单极性的数字数据编码。

5、双极性编码：信号电平为正、负两种极性的数字数据编码。

6、归零码（RZ）：在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的数字数据编码。

7、非归零码（NRZ）：在整个码元时间内维持有效电平的数字数据编码。

8、差分码：用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”的数字数据编码。

9、基带传输：就是在数字通信的信道上按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制。

10、载波传输：采用数字信号对载波进行调制后实行传输。

11、单工通信：指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。

12、半双工通信：指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。

13、全双工通信：指能同时作双向通信。

14、广播式网络：仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。

短的消息，即按某种语法组织的分组或包，可以被任何机器发送并被其它所有的机器接收。

分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。

一旦收到分组，各机器将检查它的地址字段。

如果是发送给它的，则处理该分组，否则将它丢弃。

15、点到点网络：由一对机器之间的多条连接构成。

为了能从源到达目的地，这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。

16、类：一组表示同种系统组件的对象。

一个类是一个对象的一种概括。

一个类中所有的对象在形式和行为上是相同的，但是它们可以包含不同的属性值。

17、实例：一个对象的一个明确的真实（物理）事件。

18、属性：一个对象的一个外部可视特性或特点的一种描述。

19、广播风暴：当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。

1.论述计算机控制系统的发展历史。

大致经历了四个发展阶段，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表控制系统；直接数字控制系统；70年代中期出现集散控制系统；90年代后期现场总线控制系统。

2.什么是现场总线？现场总线出现的历史背景是怎样的？定义：1、用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、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。

从20世纪50年代至今一直都在使用着一种信号标准，那就是4一2OmA的模拟信号标准。

20世纪70年代，数字式计算机引人到测控系统中，而此时的计算机提供的是集中式控制处理。

20世纪80年代，微处理器在控制领域得到应用，微处理器被嵌人到各种仪器设备中，形成了分布式控制系统。

随着微处理器的发展和广泛应用，产生了以IC代替常规电子线路，以微处理器为核心，实施信息采集、显示、处理、传输及优化控制等功能的智能设备。

一些具有专家辅助推断分析与决策能力的数字式智能化仪表产品，其本身具备了诸如自动量程转换、自动调零、自校正、自诊断等功能，还能提供故障诊断、历史信息报告、状态报告、趋势图等功能通信技术的发展，促使传送数字化信息的网络技术开始得到广泛应用。

与此同时，基于质量分析的维护管理、与安全相关系统的测试记录、环境监视需求的增加，都要求仪表能在当地处理信息，并在必要时允许被管理和访问，这些也使现场仪表与上级控制系统的通信量大增。

另外，从实际应用的角度出发，控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。

由此，导致了现场总线的产生3.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？特点：系统的开放性互可操作性与互用性现场设备的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性对现场环境的适应性优越性：FCS实现全数字化通信FCS实现彻底的全分散式控制FCS实现不同厂商产品互联、互操作FCS增强系统的可靠性、可维护性FCS降低系统工程成本4.通信系统由哪几部分组成?各自具有什么功能?它一般由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部分组成信息源和接收者是信息的产生者和使用者发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。

《工业控制网络》课程综合练习题及答案一、判断题1.工业控制网络是计算机网络技术、通信技术与控制技术相结合的产物。

（√）2.工业控制网络从上向下依次为现场设备网、过程控制网、管理信息网等几个层次。

（×）3.在整个工业通信网络模型中，现场设备层是整个网络模型的基础和核心。

（√）4.模拟信号传输的优点是精度高，但易受干扰。

（×）5.实时性表现在对外部事件能及时地响应并做出相应的处理，不丢失信息、不延误操作。

（×）6.现场总线是综合运用微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产物。

（√）7.在涉及系统实际数据传送能力时，使用比特率。

（√）8.曼彻斯特码属于不归零码。

（×）9.基带网的线路工作方式一般只能为双工方式。

（×）10.网络层负责将逻辑地址和名字转化为物理地址，交给数据链路层处理。

（√）11.在异步TDM中，时间片是预先分配好的。

（×）12.共享式局域网是各站点共享传输媒介的带宽。

（√）13.以太网的介质访问控制方式采用CSMA/CD，所以没有冲突。

（×）14.100BASE-T快速以太网的MAC帧结构与10BASE-T的MAC帧结构不同。

（×）15.划分VLAN后，交换机的所有端口一定在一个广播域内。

（×）16.IP协议提供的是可靠、面向连接的IP数据报传送服务。

（×）17.划分子网可以解决IP地址面临枯竭的问题。

（×）18.地址转换协议ARP的作用是将物理地址转换为IP地址。

（×）19.拥塞控制与流量控制不是一回事。

（√）20.安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内自动控制装置之间的数字式、串行双向、多点的数据通信总线称为现场总线。

（√）21.现场总线通信的关键特征主要有点对点分布、全数字化、双向传输。

（×）22.现场总线的基本结构有星型、总线型。

（√）23.现场总线的核心与基础是总线协议。

现场总线技术复习题现场总线技术复习题现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它的出现极大地促进了工业自动化的发展。

在现场总线技术中，各种设备可以通过总线进行数据的传输和通信。

现场总线技术的应用范围广泛，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等领域。

现在，让我们来回顾一些现场总线技术的基本知识和概念。

1. 什么是现场总线技术？现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信协议，它允许各种设备通过总线进行数据传输和通信。

现场总线技术的优势在于它可以减少布线的复杂性，提高设备之间的互联性，并且可以实现实时监控和控制。

2. 现场总线技术的基本原理是什么？现场总线技术的基本原理是通过在总线上发送和接收数据帧来实现设备之间的通信。

数据帧包括数据、地址和控制信息，设备可以通过解析数据帧来进行通信和控制。

3. 现场总线技术有哪些常见的标准？现场总线技术有许多不同的标准，其中一些常见的包括：Profibus、Modbus、CAN、DeviceNet等。

每种标准都有其特定的应用领域和技术特点。

4. 现场总线技术的优势是什么？现场总线技术的优势包括：简化布线、提高设备互联性、降低成本、增强实时性等。

通过使用现场总线技术，可以减少布线的复杂性，降低设备之间的连接成本，并且实现实时监控和控制。

5. 现场总线技术的应用领域有哪些？现场总线技术广泛应用于工业自动化领域，包括工厂自动化、建筑自动化、交通系统等。

在这些领域中，现场总线技术可以用于设备之间的通信和控制，实现自动化生产和管理。

6. 现场总线技术的发展趋势是什么？随着工业自动化的不断发展，现场总线技术也在不断演进。

目前，一些新的技术和标准正在出现，如以太网、工业以太网等。

这些新技术可以提供更高的带宽和更强的实时性，进一步推动工业自动化的发展。

7. 现场总线技术的挑战是什么？尽管现场总线技术有许多优势，但也面临一些挑战。

其中一些挑战包括：网络安全、数据传输速度、设备兼容性等。

工业控制网络考试试题一、填空题（每空 2 分，共 20 分）1、工业控制网络的主要特点包括（）、（）和（）。

2、常见的工业控制网络协议有（）、（）等。

3、在工业控制网络中，数据传输的实时性要求通常分为（）、（）和（）三个级别。

4、工业以太网的拓扑结构主要有（）、（）等。

二、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种工业控制网络拓扑结构具有较高的可靠性？（）A 星型B 总线型C 环型D 树型2、工业控制网络中，用于保证数据传输准确性的机制是（）A 流量控制B 差错控制C 拥塞控制D 路由选择3、下列哪个不是工业控制网络的性能指标？（）A 带宽B 延迟C 成本D 吞吐量4、工业以太网中，MAC 地址的长度是（）位。

A 16B 32C 48D 645、以下哪种协议适用于工业现场的设备级通信？（）A ProfibusB ModbusC CAND Ethernet/IP6、在工业控制网络中，用于实现网络互联的设备是（）A 交换机B 路由器C 网关D 防火墙7、工业控制网络中的实时操作系统通常具有（）特点。

A 高可靠性B 高通用性C 高复杂性D 高开发成本8、以下哪种工业控制网络技术具有较强的抗干扰能力？（）A 无线通信B 光纤通信C 蓝牙通信D 电力线通信9、工业控制网络的安全防护措施不包括（）A 访问控制B 数据加密C 病毒查杀D 系统升级10、以下哪个是工业控制网络中的现场总线？（）A TCP/IPB WiFiC DeviceNetD 蓝牙三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述工业控制网络与传统办公网络的区别。

2、说明工业控制网络中冗余技术的作用和实现方式。

3、解释工业控制网络中“一网到底”的概念及其优势。

四、综合应用题（20 分）某工厂有一个自动化生产线，包括多个传感器、执行器和控制器。

请设计一个基于工业以太网的网络架构，包括网络拓扑结构、设备选型和通信协议的选择，并说明设计的理由。

《工业控制网络》复习题一、概念题1、现场总线: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。

2、模拟数据编码:分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的 0、 1状态的,称为模拟数据编码。

3、数字数据编码:用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的,称为数字数据编码。

4、单极性码:信号电平是单极性的数字数据编码。

5、双极性编码:信号电平为正、负两种极性的数字数据编码。

6、归零码(RZ ) :在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的数字数据编码。

7、非归零码(NRZ ) :在整个码元时间内维持有效电平的数字数据编码。

8、差分码:用电平的变化与否来代表逻辑“ 1”和“ 0”的数字数据编码。

9、基带传输:就是在数字通信的信道上按数据波的原样进行传输,不包含有任何调制。

10、载波传输:采用数字信号对载波进行调制后实行传输。

11、单工通信:指传送的信息始终是一个方向,而不进行与此相反方向的传送。

12、半双工通信:指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。

13、全双工通信:指能同时作双向通信。

14、广播式网络:仅有一条通信信道,由网络上的所有机器共享。

短的消息,即按某种语法组织的分组或包, 可以被任何机器发送并被其它所有的机器接收。

分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。

一旦收到分组,各机器将检查它的地址字段。

如果是发送给它的,则处理该分组,否则将它丢弃。

15、点到点网络:由一对机器之间的多条连接构成。

为了能从源到达目的地,这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。

16、类:一组表示同种系统组件的对象。

一个类是一个对象的一种概括。

一个类中所有的对象在形式和行为上是相同的,但是它们可以包含不同的属性值。

17、实例:一个对象的一个明确的真实(物理)事件。

18、属性:一个对象的一个外部可视特性或特点的一种描述。