下载文档原格式
《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。
一、基本概念I.工业数据通信通常是指在测量、控制设备的各功能单元Z间、设备与设备之间、以及这些设备与计算机之间传递数据信息的过程。
2•现场总线是一种应用于牛产现场，在现场控制设备之间、现场设备与监控装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。
3•通信系统模型包括信源、发送设备、接收设备、信道、信宿五个部分4.控制网络网段与上层网络的连接方式主要有：通过网关连接、采用PCI接口卡、web服务器置入现场控制设备三种方式5.TCP/IP协议体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层;IP协议属于网络层，LDP协议属于传输层6.数字通信系统的有效性指标是波特率、比特率，数字通信系统的可靠性指标是误码率、误比特率。
码元速率与信息速率的关系7.在数据通讯系统中，通常采用电路交换、报文交换、分组交换三种交换方式&列举常用有线传输介质双绞线、同轴电缆、光纤。
9.网络互联时物理层使用的设备称为中继器，数据链路层使用的设备称为网桥，网络层使用的设备称为路由器，应用层使用的设备称为网关。
10.802.3以太网采用的介质访问方式是CSMA/CD,其中文含义是载波多路侦听 /冲突检测。
II.E1A-232接口在电气性能方面采用的是负逻辑。
逻辑“0”相对于信号地为+3V~+15V,的电压，而逻辑“1”相对于信号地为-3V~-15V的电压。
12.EIA-232接口最长传输距离15米,EIA-485接口最长传输距离1200米。
13.在串行通信软件设置中D/P/S是常规的符号表示，8/N/1表明8bit数据, 没有奇偶校验，lbit停止位。
14.E1A-232握手连接可以通过软件也可以通过硬件实现15.EIA-232接口当连接电缆线的长度不超过15m时，最大数据的传输速率不超过20kb/s16.EIA-485网络串行通信协议的报文结构中地址域为一个字节，所能表达的从站数为32个17.EIA-485网络通用吊行通信协议的报文结构中地址域为一个字节，低5位指明从节点的站地址，高3位表示报文类型，所能表达的从站数为32个。
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。
哈工大 2009 年 春 季学期工业控制网络 试题A一、填空题（18分，每空0.5分）1、ControlNet 的MAC 帧由前同步、 起始界定符 、源MACID 、 链路数据包 、 CRC 和结束界定符组成。
ControlNet 使用 隐形令牌传递 机制获取媒体访问权。
2、DeviceNet 的位选通命令和响应报文可在一个主站与它的从站间传送 少量 的I/O 数据，而轮询命令和响应报文可在一个主站与它的轮询的从站间传送 任意量 的I/O 数据。
3、DeviceNet 主站是为过程控制器 采集和分配I/O 数据的设备。
DeviceNet 对象用于提供到DeviceNet 上的一个物理连接的 配置 及状态。
DeviceNet 的网络速度可为 125kbps 、 250kbps 和 500 kbps ，总线长度最长可达 500 m 。
4、CAN 远程帧由6个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是： 帧起始 、 仲裁场 、 控制场 、 CRC 场 、 应答场 和帧结束。
第 1 页 （共 12 页）5、CAN总线借助位填充或非归零码规则进行编码。
CAN的总线长度最长可达10 km，通信速率最高可达1M bps。
6、TCP/IP参考模型的4层分别是：主机至网络层、互联网层、传输层和应用层。
7、无证实服务包括请求和指示2个原语。
8、国际电工委员会IEC61158对现场总线的定义是：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。
9、进入国际标准IEC62026的现场总线包括AS-i 、DeviceNet 、SDS 和Seriplex 。
10、模拟数据编码的三种编码方法为幅键键控ASK 、频移键控FSK 、和相移键控PSK。
二、单选题（共14分，每题1分）1、CAN总线定时寄存器1（BTR1）的BIT7位即SAM位为“1”时，总线被采样A. 1次B. 2次C. 3次D. 4次答：（C ）2、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？A. LonworksB. HARTC. CC-LinkD. Sensoplex2 答：（A ）第2 页（共12 页）3、下列设备中哪个不属于总线设备？A. 普通按钮开关B. 变送器/传感器C. 执行器D. 现场总线网桥/网关答：（A ）4、SJA1000的最大时钟频率为多少？A. 24MHzB. 30MHzC. 20MHzD. 16MHz 答：（A ）5、CAN总线在进行故障界定时，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？A. 96B. 119C. 127D. 255 答：（A ）6、标准格式的CAN数据帧，若不计填充位A. 最短为42位，最长为105位B. 最短为42位，最长为109位C. 最短为44位，最长为108位D. 最短为44位，最长为110位答：（C ）7、双绞线按规则螺旋结构排列的目的是A. 使各线对之间易于区别B. 使各线对之间的电磁干扰最小C. 使各线对的韧性更强D. 以上皆不是答：（B ）第3 页（共12 页）8、在DeviceNet现场总线中，若显式请求报文的服务区字节内容为0x05，则在该报文的响应报文中的服务区字节内容为：A. 0x00B. 0x05C. 0x85D. 0xC5 答：（C ）9、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）10、ControlNet不支持下面哪种I/O数据触发方式？A. 位选通B. 轮询C. 状态改变D. 周期答：（A ）11、ControlNet的最大网络速度为A. 500kbpsB. 1MbpsC. 2MbpsD. 5Mbps 答：（D ）12、根据DeviceNet预定义主/从连接组报文规定，若主站有I/O轮询命令要发给从站，则使用下面哪一个报文？第4 页（共12 页）A. 组1报文ID DB. 组2报文ID5C. 组1报文ID FD. 组2报文ID 2 答：（ B ） 13、DeviceNet 规范规定，DeviceNet 使用几芯电缆？ A. 2 B. 3 C. 4D. 5 答：（ D ） 14、目前使用的DeviceNet 传送类-触发属性的传送类包括： A. 类0、类1、类2、类3 B. 类0、类1、类2 C. 类0、类2、类3D. 类1、类2、类3 答：（ C ）四、简答题（18分，每小题3分）1. CAN 总线采用非破坏性逐位仲裁机制解决总线访问冲突问题，请简述其基本原理。
工业控制网络试题B一、名词解释（共3分）1、FCS（本题0.5分）答：现场总线控制系统。
2、SAP（本题0.5分）答：服务访问点。
3、CSMA/CD（本题0.5分）答：载波监听多路（点）访问/冲突检测。
4、SDU（本题0.5分）答：服务数据单元。
5、全双工通信（本题0.5分）答：能同时进行双向通信。
6、点对点网络（本题0.5分）答：由一对对机器之间的多条连接构成的网络。
第1 页（共9 页）试题：工业控制网络班号：姓名：二、填空题（共24分，每空0.5分）1、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、ISO OSI开放系统互联参考模型分为7层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
3、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（ED2.0）中的现场总线类型有FF H1、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE、SwiftNet、WorldFIP、Interbus。
4、CAN总线数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。
5、CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示和控制：数据帧、远程帧、错误帧、超载帧，长度可变的位场是数据场。
6、DeviceNet现场总线的优点是开放、低价、可靠、高效。
7、在DeviceNet现场总线中，一个连接中一般包含3种类型的定时器，即发送触发定时器、静止/看门狗定时器和生产停止定时器。
8、CAN总线中，就错误界定而言，一个单元可能处于下列3种状态之一：错误激活、错误认可和总线脱离；为了界定故障，在每个单元中都设有两种计数：发送错误计数和接收错误计数。
第2 页（共9 页）三、单选题（共8分，每题1分）1、ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的：A. SiemensB. BoeingC. RockwellD. Fisher-Rosemount 答：（C ）2、SJA1000是：A. CAN控制器接口芯片B. CAN控制器驱动芯片C. 在片CAN控制器芯片D. 独立CAN控制器芯片答：（D ）3、标准格式的CAN数据帧，若计填充位，A. 最短为42位，最长为125位B. 最短为42位，最长为129位C. 最短为44位，最长为127位D. 最短为44位，最长为132位答：（D ）4、独立CAN控制器SJA1000采用BasicCAN模式，关于其接收滤波公式，下列表述正确的是：A. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)同或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收B. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)异或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收C. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位同或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收D. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位异或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收答：（ C ）第3 页（共9 页）5、CAN总线两端应加终端电阻，其标准阻值为：A. 75ΩB. 120ΩC. 200ΩD. 330Ω答：（B ）6、使用晶振频率为16MHz的独立CAN控制器SJA1000，若BTR0=01Hex，BTR1=1Chex，则由其所决定的位速率是：A. 1MbpsB. 500kbpsC. 250kbpsD. 125kbps 答：（C ）7、在DeviceNet现场总线中，若显式请求报文的服务区字节内容为0x05，则在该报文的响应报文中的服务区字节内容为：A. 0x00B. 0x05C. 0x85D. 0xC5 答：（C ）8、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）第4 页（共9 页）四、判断题（10分，每小题1分）1、CSMA的1-坚持退避算法缺点是介质的利用率较低。
龙岩学院2016-2017年《工业控制网络》期末试卷部分题一、填空题30.模拟数据编码的三种编码方式为幅键键控ASK、频移键控FSK和相移键PSK。
38.CAN总线数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。
40.局域网常用的拓外结构有总线、星形和环形三种。
著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的总线结构。
41.开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是应用层、表达层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
46.PROFIBUS的OSI模型由应用层、数据链路层和物理层组成三层模型。
2. Profibus由那三个子集组成，其技术特点各有哪些？答：Profibus由Profibus Dp，Profibus FMS 和Profibus PA三个子集组成；a) Profibus Dp 是专为自动控制系统与设备级分散IO之间的通信而设计的，用于分布式控制系统设备间的高速数据传输 b) Profibus FMS适用于承担车间级通用性数据通信，可提供通信量大的相关服务，完成中等传输速度的周期性和非周期性通信任务。
c) Profibus PA是专为过程自动化而设计的，采用IEC1158-2中规定的通信规程，适用于安全性要求较高的本质安全应用，及需要总线供电的场合。
6.循环冗余校验的工作原理答：原理如图所示：注意：（1）k为生成多项式G(x)的最高幂值；（2）CRC校验码生成是采用二进制模二算法，即减法不借位，加法不进位。
这是一种异或操作。
【例】设数据为1011010，生成多项式为G（x）＝x4+x+1，求数据1011010的CRC编码。
求解过程如下：余数多项式对应的校验码为：1111, 所求的CRC编码为10110101111。
25.请简述现场总线技术的特点答：开放性：相关标准的一致性和公开性；系统集成的透明性和开放性；产品竞争的公正性和公开性。
交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家的同类设备可以相互替换。
工业控制网络试题B一、名词解释（共5分）1、现场总线（本题4分）答：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、协议（本题1分）答：协议是定义（同层对等实体）之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的（一组规则）。
试 题：工业控制网络 班号： 姓名：二、填空题（共25分，每空0.5分）1、IEC61158（ED4.0）包含20个类型，其中的13种类型是：IEC/TS61158、PROFIBUS 、P-NET 、FF HSE 、SwiftNet 、WorldFIP 、INTERBUS 、FF H1、PROFINET 、TCnet 、EtherCAT 、TCnet 、EPA ；由中国提出的是EPA 。
2、目前共有4种现场总线类型成为了中国推荐性国家标准，它们是AS-i 、DeviceNet 、PROFIBUS 、Modbus 。
3、ISO/OSI 参考模型的7层分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
4、CAN 数据帧由7个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束。
5、CAN 总线中存在5种不同的错误类型：位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误、应答错误。
6、在CAN 总线中，就故障界定而言，一个单元可能处于下列三种状态之一：错误激活、错误认可、总线脱离。
7、给出4种网络拓扑结构：星形拓扑、环形拓扑、总线拓扑、 树形拓扑。
8、现场总线设备的6种类型为：变送器/传感器、执行器、控制器、 监控/监视计算机、网络互连设备、其它现场总线设备。
三、单选题（共10分，每题0.5分）1、下列现场总线中只进入了中国国家标准指导性文件的是： A. ControlNet B. Ethernet/IPC. LonWorksD. Modbus 答：（ C ） 2、下图中属于相移键控PSK 编码的是：答：（ B ）3、将网络分为“广播式网络”和“点到点网络”，是按照下列哪种分类标准划分的？A. 使用目的B. 服务方式C. 交换方式D. 传输技术 答：（ D ） 4、在应用CAN 总线重同步规则时，下列哪种情况被认为是一个“提前到来”的跳变沿：A. 沿落在同步段B. 沿落在传播段C. 沿落在相位缓冲段1D. 沿落在相位缓冲段2 答：（ D ） 5、CAN 总线在进行故障界定时，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？A. 96B. 119C. 127D. 255答：（ A ）6、标准格式的CAN报文标识符可用数目为多少个？A. 211B. 211-27C. 211-24D. 211-23答：（C ）7、DeviceNet所使用的5芯电缆，规定CAN_L使用什么颜色？A. 红色B. 蓝色C. 黑色D. 白色答：（B ）8、DeviceNet组3报文中，共有多少个报文ID可供使用？A. 16B. 8C. 7D. 4 答：（C ）9、DeviceNet开放显式信息连接请求/响应中的“报文体格式”值为0时，表示：A. 8位类ID/8位实例IDB. 16位类ID/16位实例IDC. 16位类ID/8位实例IDD. 8位类ID/16位实例ID答：（A）10、DeviceNet协议中若分段协议字节值为十六进制82，则说明这是：A. 第一段B. 中继段C.最后一段D. 应答段答：（C ）11、根据DeviceNet协议，3号类是指下面的那个对象类？A. 链接生产者对象类B. 链接消费者对象类C.连接对象类D. DeviceNet对象类答：（D ）12、在DeviceNet现场总线中，下列16进制类ID代码不属于开放范围的是：A. 0EB. 11C.1CD. 65 答：（D ）13、在DeviceNet现场总线中，连接对象实例属性有多少个：A. 01B. 02C.多于10D. 多于20 答：（C ）14、在DeviceNet现场总线中，一个由应用对象负责响应的从站轮询连接实例其“传送类_触发”属性十六进制值应为：A. 22B. 23C.82D. 83 答：（D ）第 4 页（共12 页）15、一个DeviceNet节点若未明确指定，其默认的MAC ID和波特率是多少？A. 0和125kbpsB. 0和500kbpsC. 63和125kbpsD. 63和500kbps答：（C ）16、若一DeviceNet从站其分配选择字节为十六进制07，则下列哪个连接未被分配？A. 位选通B. 轮询C. COS/周期D. 显式答：（C ）17、根据DeviceNet预定义主/从连接组报文规定，若从站有COS事件要向主站报告并接收主站对其应答，则使用下面哪一对报文？A. 组1报文ID D，组2报文ID 2B. 组1报文ID E，组2报文ID 0C. 组1报文ID F，组2报文ID 5D. 组2报文ID 3，组2报文ID 4 答：（A）18、DeviceNet对象的实例ID为？A. 01B. 02C.0 3D. 04答：（A ）19、CAN总线中，对于标准格式的数据帧，不计位填充，最长的位数为：A. 108B. 44C.52D. 128答：（A）20、ControlNet使用的MAC机制为：A. CSMA/CDB. 令牌环C.非破坏性逐位仲裁机制D.隐性令牌传递机制答：（D ）四、判断题（10分，每小题1分）1、CSMA/CD媒体访问控制方式中，如使用P坚持退避算法，若节点数目与P的乘积大于1，则冲突不可避免。
⼯业控制⽹络考试资料计算机⽹络的基本概念计算机⽹络定义为：“利⽤通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、功能独⽴的多个计算机系统连接起来，以功能完善的⽹络软件（⽹络通信协议及⽹络操作系统等）实现⽹络中资源共享和信息传递的系统”。
按⽹络的传输技术(通信信道) ⼴播式⽹络点到点⽹络按跨度（地域范围）局域⽹LAN 城域⽹MAN ⼴域⽹WAN按通信介质有线⽹⽆线⽹按组建属性公⽤⽹专⽤⽹按管理性质内联⽹外联⽹计算机⽹络结构：从逻辑功能上可以分为通信⼦⽹和资源⼦⽹两个部分。
1.资源⼦⽹资源⼦⽹主要是对信息进⾏加⼯和处理，⾯向⽤户，接受本地⽤户和⽹络⽤户提交的任务，最终完成信息的处理。
2.通信⼦⽹主要负责计算机⽹络内部信息流的传递、交换和控制，以及信号的变换和通信中的有关处理⼯作，间接地服务于⽤户。
第2章计算机⽹络基础调制与解调调制就是通过调制器将数字信号波形变换成适于模拟信道传输的波形，再根据数据的内容（0或1）来改变载波的特性（振幅、频率或相位），然后将经过改变的载波送出去，这个过程称为调制。
载波是指可以⽤来载送数据的信号，⼀般⽤正弦波作为载波。
在接收端，通过解调器将被修改的载波与正常的载波⽐较（去掉载波），恢复出原来的数据，这个过程称为解调。
调制与解调是互反的过程。
2.1.2 数据编码技术数据编码⽅法主要有数字数据⽤数字信号表⽰、数字数据⽤模拟信号表⽰、模拟数据⽤数字信号表⽰三种编码⽅式。
2.1.3 数据传输技术（⼀）基带传输与宽带传输（⼆）同步传输与异步传输（三）并⾏传输与串⾏传输（四）单⼯、半双⼯与全双⼯通信⽅式（五）多路复⽤技术2.1.4 数据交换技术数据交换是指在数据通信时利⽤中间节点将通信双⽅连接起来。
数据交换⽅式包括线路交换(电路交换)、报⽂交换和分组交换。
2.1.5 传输介质1 同轴电缆2 双绞线由两条相互绝缘的铜线组成，其典型粗细约1mm，两条象螺纹⼀样绞在⼀起。
屏蔽双绞线⽆屏蔽双绞线3 光纤4 ⽆线介质数据传输介质的选择传输介质的选择:⽹络结构、通信容量、可靠性、价格双绞线：价格便宜、带宽受限、通信容量⼩同轴电缆：价格较贵、连接多个设备、容量⼤光纤：频带宽、速度⾼、体积⼩、重量轻、衰减⼩、误码率低、抗电磁⼲扰强⽆线：接⼊⽅便传输速度的⽐较2.1.6 媒体访问控制⼀、带冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CDCSMA/CD可以概括为先听后发、边发边听、冲突停⽌、随机延时后重发。
工业控制网络 试题A一、填空题（共5分，每空0.5分）1、罗克韦尔推出的现场总线控制系统的三层网络结构，其设备层、控制层、信息层三层网络分别为：DeviceNet 、ControlNet 、 EtherNet/IP 。
2、传输介质的特性主要包括：物理特性、传输特性、连通特性、地理范围、抗干扰性、相对价格。
3、DeviceNet 现场总线网络上节点数最多可达64个，支持 125kbps 、250kbps 、500kbps 三种波特率。
二、单选题（共5分，每小题1分）1、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？ A. L onworks B. HART C. C C-Link D. Sensoplex2 答：（ A ）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：2、CAN 控制器接口PCA82C250的作用可归纳为： A. 驱动和隔离 B. 驱动和保护C. 保护和隔离D. 以上都不是 答：（ B ） 3、独立CAN 控制器SJA1000采用BasicCAN 模式，关于其接收滤波公式，下列表述正确的是：A. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)同或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收B. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)异或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收C. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位同或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收D. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位异或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收答：（C ）4、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A. 须发送的数据超过7字节B. 须发送的数据超过8字节C. 生产_连接_长度属性值超过7D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ）5、ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的：A. S iemensB. BoeingC. R ockwellD. Fisher-Rosemount 答：（C ）第 2 页（共11页）三、判断题（共5分，每小题1分）1、FF、Profibus、FF HSE、P-Net、WorldFIP、SwiftNet、Ethernet/IP、PROFInet均进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（第3版）。
答：（对）2、在CAN 总线中存在5种不同的错误类型，即位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误、应答错误。
答：（ 对 ）3、ControlNet 现场总线物理介质使用RG6同轴电缆、光纤。
网络速度5Mbps 。
答：（ 对 ）4、DeviceNet 现场总线仅支持3种I/O 数据触发方式：位选通、轮询、状态改变（COS ）。
答：（ 错 ）5、在CAN 总线中，当错误计数值大于90时，说明总线被严重干扰。
答：（ 错 ）四、简答题（共20分，每小题4分）1、你是如何看待有多种现场总线成为国际标准这一事实？你认为现场总线标准是否有统一的可能？ 答：（1）对第一个问题的回答：一是技术原因。
（1分）目前尚没有一种现场总线对所有应用领域在技术上都是最优的。
二是利益驱动。
（1分）出于保护自身投资利益的需要，各大公司和总线组织都力争使自己支持的现场总线成为国际标准。
（注：其他回答言之有理即可）（2）对第二个问题，可有多种回答，言之有理即可（2分）第 3 页 （共 11页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：2、CAN 有哪几种帧类型？其中标准数据帧的组成是怎样的（以图说明），并指出标准数据帧最少和最多各有多少位？（不计填充位） 答：CAN 有4种帧类型，分别为数据帧、远程帧、错误帧与超载帧。
（1分） 数据帧组成如下图所示：（1分）标准数据帧不计填充位，最少44位（1分），最多108位（1分）。
3、数据链路层的主要功能是什么？一般分为哪两个子层？答：数据链路层的主要功能：产生和识别帧边界；（1分）解决由于帧的破坏、丢失和重复所出现的问题；（1分）流量调节机制；（1分）控制对共享信道的访问——MAC机制。
（1分）数据链路层一般分为逻辑链路控制子层LLC和媒体访问控制子层MAC。
（1分）（注：答出上述任意4点即可）第4 页（共11页）试题：工业控制网络班号：姓名：4、简述MAC（煤体访问控制）的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）控制方案。
答：先听再讲。
一个站要发送，首先需监听总线，以确定介质上是否存在其它站的发送信号。
（1分）如果介质是空闲的，则可以发送。
（1分）如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。
（1分）每个工作站发送信息之后，还要继续监听总线，以判定是否有其它站正在与本站同时向传输线发送，一旦发现，便中止当前发送。
（1分）5、在Modbus RTU模式下，如何界定报文帧的起始与结束？再给出2种你所知道的将EIA-485作为物理层接口的现场总线，试分析在用于通信时，为什么EIA-485比EIA-232的抗干扰能力强？答：帧间字符间隔大于等于3.5个字符时间（1分）；Profibus,Interbus,LonWorks,P-NET,BACnet,BIT bus中选两个做答（2分）；EIA-485的平衡差分电路电气连接图如下：由于噪声电压往往在两根通信线上同时出现，并且方向一致，因此对于差分接收端来说，一根通信线上的噪声会被另一根通信线上的噪声抵消。
同时，一般也不受地电位的波动的影响，因为接收端是根据两根通信线之间的电位差来判断信号逻辑的，地电位差对其无影响（1分）。
第5 页（共11 页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：五、设计分析题（共10分，每小题5分）1、NRZ 编码带宽利用率高，但缺乏时钟同步；曼彻斯特编码自带同步，但带宽利用率不高。
请你结合它们的优点，自己设计一种编码。
答：V AN 总线有一种编码方案，由振荡器时钟周期派生出一个时间单元称为时隙，用5位时隙表示4位数据。
前3个时隙采用NRZ 编码，表示3位；后2个时隙采用曼彻斯特编码，表示1位。
如图所示：（注：有多种答案，只要符合思想即可）2、分析DeviceNet 的报文组的优先权，并加以解释。
答：DeviceNet 有4个报文组（1分），分别为组1、组2、组3与组4报文。
报文标识符如下表所示：（2分，每个报文0.5分） 由于DeviceNet 采用CAN 的物理层（1分），根据CAN 的MAC 机制，可以得出优先级由高到低依次为：组1>组2>组3>组4。
（1分）六、计算题（15分，第1小题10分，第2小题5分）1、已知有3个CAN 总线节点，分别为节点1、节点2与节点3。
各节点使用独立CAN 控制器SJA1000，晶振频率为16MHz 。
若要实现总线通信的波特率为250kbps ，给定发送报文ID 为10001000100，节点1发送报文，节第6 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：点2接收报文，但节点3不接收报文。
试写出各节点的BTR0、BTR1、ACR（注：节点3也要求波特率设置为250kbps）与AMR的设置，并给出计算过程。
答：（1）波特率计算BTR0各位为：SJW.1/ SJW.0/BRP.5/BRP.4/BRP.3/BRP.2/BRP.1/BRP.0BTR1各位为：SAM/TSEG2.2/TSEG2.1/TSEG2.0/TSEG1.3/TSEG1.2/TSEG1.1/TSEG1.0因t CLK=1/f XTAL=1/16M=62.5ns，则CAN系统时钟tscl =2 tCLK BRP=125BRP纳秒。
（1分）若使波特率为250kbps，则每一位的位时间T须为4us（1分）（即4000ns），令其含有p（8-25的整数）个（1分）CAN系统时钟，则应使125*p*BRP=4000，故波特率预引比例因子BRP=2，p=16。
（1分）因BRP=32BRP.5+16BRP.4+8BRP.3+4BRP.2+2BRP.1+BRP.0+1，故BRP.5-BRP.0各位皆应为0x01。
可取同步跳转宽度（不应超过下文的pTSEG1或pTSEG2）SJW为1，则SJW.1-SJW.0各位皆应为0。
故解得BTR0=0x01。
因波特率为250kbps，属高速总线，所以应采用1次采样，SAM取值0。
（1分）因每一位时间T=t SYNCSEG+t TSEG1+t TSEG2，所以有：p=p SYNCSEG+p TSEG1+p TSEG216=1+ p TSEG1+p TSEG2可令p TSEG1=13，p TSEG2=2（1分）则TSEG2.2=0、TSEG2.1=0、TSEG2.0=1TSEG1.3=1、TSEG1.2=1、TSEG1.1=0、TSEG1.0=0故解得BTR1=0x1C。
所以BTR0=0x01、BTR1=0x1C（1分）为本题的一组解。
答案：0x01 0x1C ；0x01(41) 0x2B；0x01(41/81) 0x3A；0x01(41/81/C1) 0x49；0x01(41/81/C1) 0x58；0x01(41/81/C1) 0x67；0x03 0x14；0x03(43) 0x23；(注：节点1、节点2与节点3采用上面答案中任选一组即可)（2）节点1由于只是发送报文，故ACR与AMR可以任意设置。
（1分）节点2由于要接收节点1发送的报文，满足[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111即可。
（1分）节点3由于不接收报文，只要不满足[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111即可。
（1分）第7 页（共11 页）2、以图解的方式说明一个预定义主/从连接组的轮询I/O连接的成功分配。
从站是一个UCMM能力设备。
假定一个显式信息连接已通过组3建立，并已约定好后面的通信主站使用组3报文ID4，从站使用组3报文ID0。
报文体格式为DeviceNet（16/16）。
主站MAC ID为0A，从站MAC ID为02。
答：（第一个报文3分，第二个报文2分。
其中标识符各占1分。
）第8 页（共11页）七、综合题（共10分）1、通过这门课，你主要学习到了什么？试对本门课程的内容进行概括答：内容概括中应体现出绪论（现场总线概念及其技术特点）、数据通信/计算机网络、CAN、DeviceNet、Modbus等部分。
（每部分1分）第9 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：图1 预定义主/从连接组标识符区定义[(ID.10-ID.3)≡(AC.7-AC.0)](AM.7-AM.0)≡11111111图2 SJA1000的BasicCAN模式报文滤波公式图3总线定时寄存器0（BTR0）各位的说明图4总线定时寄存器1（BTR1）各位的说明图5 分配选择字节内容第10 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：图6 分配_主/从_连接_组请求报文图7 分配_主/从_连接_组请求的成功响应报文第11 页（共11 页）。
