1.集散控制系统的核心思想是集中管理、分散管理。
2.比特率是一种数字信号的传输速率，表示单位时间内传送的二进制代码的有效位数。
3.在网络控制方法中，常用的介质访问控制方法有总线方式的CSMACD方法、环形结构的
令牌环方法、令牌总线方法。
4.Profibus现场总线根据应用特点和用户不同的需要可分为Profibus–FMS、Profibus–DP、
Profibus–PA三个家族成员。
5.集线器是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。
6.Profibu s网络的硬件又主站、从站、网络部件、网络工具等组成。
7.经过扩展的诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息分为站诊断信息、模块诊断信息
和通道诊断信息等3级。
–link采用主从通信方法，可由1个总站和64个从站组成，为防止主站出现故障而导
致整个系统瘫痪，系统可设置备用主站。
9.串行通信可分为同步传输和异步传输两种传输方式。
10.波特率是一种数字信号的调制速率，指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波
的调制状态的改变次数来表示。
11.在数据通信系统中通常采用数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换。
12.交换机一种基于MAC地址识别，采完成封装转发数据包功能的网络设备，又称多端口。
13.现场总线控制系统的核心思想是功能分散、危险分散、信息集中。
14.Profibus的总站有4种工作方式，分别为离线模式、停止模式、消除模式、操作运行模
式。
15.根据现场设备控制系统中起的作用不同，现场设备可为1类主站、2类主站和从站3种类
型。
16.信息帧主要包括设备地址、功能代码、数据段错误检测域。
二、判断题
1、多模光纤性能优于单模光纤。×
2、光纤不受外界电磁干扰与噪声影响。√
3、令牌访问原理可用于环形网络，不可用于总线网，构成令牌总线网络。×
4、如果需要检测5个错误，则海明距离知识应为6. √
5、在网络互连时，网桥可以实现相异网络在网络层的互连。×
6、在理论上看，并行传输的信号传输速率比串行传输的信号传输速率高。√
7、在Profibus网络中，从站数目最多只有126.×
8、在Profibus–PA网络中，采用单股屏蔽的A型电缆允许最大电缆总长度为1900. √
9、在Profibus系统中，使用的连接模块不占用DP网络中的从站地址。×
1.简述控制系统的发展历程，并举例说明该时期的控制系统特点。
答：（1）基地式仪表控制系统非电物理量（0.02-0.1MPa气动信号）、需要工人现场巡视（2）模拟仪表控制系统模拟电量（0-10V、4-20mA电信号）、集中控制
（3）直接式数字控制系统数字电量（单片机、PLC等）、集中控制
（4）集散控制系统模拟电量和数字电量混合、集中控制，分散管理
（5）现场总线控制系统全数字电量（智能节点设备、PLC等）、信息集中，危险分散，功能分散
2.简述通信系统的组成。
答：（1）信息源：信息的来源，作用是将原始信息转换为相应的信号（通常称为基带信号）。电话机的话筒、摄像机等都属于信源。
（2）发送设备：对基带信号进行各种变换和处理，如放大、调制等，使其适合在信道中传输。（3）传输介质：发送设备和接收设备之间用于传输信号的介质。
（4）接收设备：功能与发送设备相反，对接收信号进行必要的处理和变换后，恢复为相应的基带信号。
（5）接收者：信息的接收者，与信源相对应，将恢复的基带信号转换成相应的原始信息。电话机的听筒、耳机以及显示器等都属于信宿。
（6）干扰源：信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处噪声的集中表现。
3.在现场总线电缆上主要的干扰源有哪些?针对这些不同的干扰，所采取的抑制干扰的方法是什么?
答：（1）内部噪声，选择高质量的、标配的传输介质
（2）信号反射，使用终端电阻器。
（3）不同类型导线间的干扰。同一类型的电缆可以放在一起，同方向地安置在同一个电缆槽中。不同种类的电缆相互之间必须保持一定的距离，并且当它们相互交叉时必须正交交叉，不能有任何平行（即便是很短的距离）排列。不同类型的电缆相互之间必须保持的最小距离。可以使用相互隔离的电缆槽把不同种类的电缆排列在一起，必须做到相互之间完全用金属槽隔离，金属槽的结合部要使用低电阻和低电感的导体可靠地连接起来（最好焊接，但要防止被腐蚀），然后接地，金属槽应和建筑物等电势。
（4）在有高频干扰的地方，电缆屏蔽层的两端必须可靠地接地，但在电气环境恶劣的某些工厂，比较明显地存在着电势差，从而造成屏蔽层中流过电流。
4.请给出3种在现场总线网络中使用RS485中继器的场合。答：（1）扩展网络（2）改变网络拓扑（3）信号隔离
7. 举例简述海明码的编码规则。
（1）发送端的编码
根据要传输的数据单元的长度，确定冗余位的个数；确定各冗余位在数据单元中的位置；
计算出各冗余校验位的值；排列成包含冗余校验位的数据序列，按此序列发送。
a. 确定冗余位的个数
设纠正单比特错误需增加的冗余位数为r，r应满足：2r≥m + r + 1；m为数据单元的长度。如7位的ASCII码，m为7，取r为4可满足上式；且r为4是满足上式的最小取值。要纠正7位ASCII码中的1位错误，需要增加4个冗余位。
b. 确定各冗余位在数据单元中的位置
将4个冗余位分别编号为R1, R2, R3, R4 ，按海明码的编码规则，这4个冗余位应分别插到数据单元的20, 21, 22, 23位置上，即R 1, R2, R3, R4将被分别插入到数据单元的D1，D2，D4，D8的位置上。
c. 计算出各冗余校验位的值
海明码的每个冗余位的值都是一组数据的奇偶校验位。冗余比特位R 1, R2, R3, R4分别是4组不同数据位的奇偶校验位，采用二进制数据来表示海明码11个数据位数有0001；0010；0011；0100；0101；0110；0111；1000；1001；1010，1011这11种情况,对这11种情况中位数最低位为1的位置进行偶校验，即对0001；0011；0101；0111；1001，1011这6个数据位做偶校验，得到的偶校验码为R 1的值,即R 1为对从低位数起的第1、3、5、7、9、11这6位作偶校验而得到的校验位。
（2）接收端的解码判断
按与发送方相同的方法，计算出接收数据的冗余校验位；排列成包含冗余校验位的数据序列；将按计算结果排列出的数据序列与接收到的数据序列比较，判断传输过程是否有错；是哪一位出错，并将出错位取反，以纠正该错误。
9.简要列举6种比较有影响的现场总线。（12分）
（1）FF-----基金会总线（FF，Foundation Fieldbus）是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。
（2）Profibus------过程现场总线的缩写，于1989年正式成为现场总线的国际标准。是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。
（3）CAN-------是控制器局域网的简称，由德国BOSCH公司提出，最早用于汽车内部测量和执行部件之间的通信。
（4）Lonworks-------是局部操作网络的缩写，1992年由美国Echelon公司和Motorola、Toshiba 公司倡导；最初主要应用于楼宇自动化。
（5）CC-Link-------- 1996年由日本三菱电机主导的公司推出，唯一起源于亚洲地区的总线系统。CC-Link是控制与通信链路系统的缩写。
（6）Modbus---------是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。
10.常用的网络互连设备有哪些？他们的主要作用是什么？（8分）
答：（1）中继器：在相同网络中实现信号的复制，增加网络长度，即重发器，作用为物理层之间的简单连接，复制比特信号。
（2）网桥：在相似网络中实现信号存储转发设备，用于连接不同体系的局域网。它将数据帧送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另一个子网或网段，转发数据帧。
（3）路由：在相异网络中实现信号传输的设备，路由可为信号传输选择一条最佳的路径。（4）网关：即网间协议交换器，用于实现不同通信协议的网络之间、包括使用不同网络操作系统的网络之间的互联。
11. 一个PRORBUS控制系统有两个控制室，这两个控制室有各自的接地系统，从而造成这两个控制室之间有很大的电势差，试给出3种解决该问题的方法。（6分）
答：(1)是在产生电势差的设备之间安装一根等电势电缆。该电缆的截面积必须足够克服该电势差（一般为16mm2），最好采用多芯电缆。该电缆应尽量靠近PROFIBUS电缆安装，以减少安装空间。
(2)代替等电势电缆，即在网络电缆的一端的屏蔽层安装一个接地电容。该方法可有效减少高频信号干扰，但对通过屏蔽层的直流电流干扰信号无效。
(3)使用光缆传输。
14.假设准备发送的数据信息码是1101011011，生成多项式为G(x)=x4+x+1,求T(x)。（10分）
①计算信息编码多项式T(x)
M(X)=1101011011 G(x)=10011
生成多项式的最高次幂r=4，信息码附加4个0后形成新的多项式。
M'(x)：11010110110000
②用模2除法求M'(x)/G(x)的余数
③得出要传输的循环冗余校验码多项式
将余数1110直接附加在M(x)的后面得T(x)=11010110111110
④接收端对接收到的T(x)进行校验
设接收端接收到的数据为多项式T’(x)，将T’(x)除以G(x)，若余数为0，即T’(x)=T(x)，则认为没有错误。
T’(x)/G(x)=(Q(x)×G(x)+R(x)+R(x))/G(x) =(Q(x)×G(x))/G(x)=Q(x)
