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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 中國礦業(yè)大學2009～2010年度第一學期 《現(xiàn)場總線技術》試卷(A)答案 （答題時間：100分鐘） 班級___________ 姓名___________ 班級序號____________ 題目 一 二 三 四 五 六 總分 分數(shù) 10 10 20 15 36 9 100 得分 閱卷人 一、填空題（每空1分，共10分） 1.按照地理分布距離和覆蓋范圍來看，計算機網(wǎng)絡可以分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和 局域網(wǎng) 。 2.光纖分為單模和多模兩種類型，其傳輸原理都是基于光的

2、全反射 。 3. 工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)不單單是一個完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，還是一個借 借助網(wǎng)絡完成控制功能的自控系統(tǒng) 。 4.在Profibus中，SFC14用于_數(shù)據(jù)解包 _，而SFC15用于_數(shù)據(jù)打包_。 5.基金會現(xiàn)場總線按各部分在物理設備中要完成的功能，分為三大部分，即通信實體、 系統(tǒng)管理內核 和 功能塊應用進程 。 6.基金會現(xiàn)場總線的拓撲結構比較靈活，通常包括點到點型、帶分支的總線狀、 菊花鏈狀 和樹狀 。 7.對于西門子工業(yè)以太網(wǎng)交換機，OSM ITP62-LD中的ITP表示 OSM上有ITP電纜接口 。 二、判斷題(每題1分，共10分)

3、 ( F )1.CP342-5可以同時作為主站和從站。 ( F )2.Powerlink的工作模式分為開放模式、保護模式和限制模式，3中模式之間可以方便的切換。 ( T )3.ISO-on-TCP提供了S5兼容通信協(xié)議，通過組態(tài)來傳輸數(shù)據(jù)和變量長度。 ( T )4.CGI是一段運行在Web服務器上的程序，可以是可執(zhí)行文件，也可以是腳本文件。 ( F )5. 通常安全柵裝在安全區(qū)，如果裝在危險區(qū)，一定不要安裝在帶有防火密封的防火型外殼里。 ( T )6.現(xiàn)場總線之所以具有較高的測控性能，一是得益于儀表的智能化，二是得益于設備的通信化。 ( F )7. C

4、SMA/CD在發(fā)送之前要先偵聽線路有無數(shù)據(jù)在發(fā)送，以后在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中就不需要判斷有無沖突存在了。 ( F )8.在對本質安全設備和安全柵進行認證時，不需要對電壓、電流、功率這些實體參數(shù)做出說明。 ( F )9.同軸電纜按阻抗可以分為兩種，50歐姆的同軸電纜也成為寬帶同軸電纜。 ( T )10.EtherNet/IP提供“隱式”和“顯式”方式對網(wǎng)絡設備中的數(shù)據(jù)進行訪問和控制。 三、選擇題（每題2分，共20分） 1.CSMA/CD的通信原理可以歸結為四句話，下列哪個選項正確（ C ） A.發(fā)前先偵聽、邊發(fā)邊檢測、空閑即發(fā)送、沖突時退避 B.發(fā)前先偵聽、邊發(fā)邊檢

5、測、沖突時退避、空閑即發(fā)送 C.發(fā)前先偵聽、空閑即發(fā)送、邊發(fā)邊檢測、沖突時退避 D.發(fā)前先偵聽、沖突時退避、空閑即發(fā)送、邊發(fā)邊檢測 2. 工業(yè)控制自動化主要包括三個層次，下列哪個不是（ B ） A．基礎自動化 B.應用自動化 C．管理自動化 D.過程自動化 3.系統(tǒng)測試技術是基金會現(xiàn)場總線的主要技術之一，下列哪個選項不是測試技術（ D ） A.一致性與互可操作性測試技術 B.總線監(jiān)聽分析技術 C.系統(tǒng)的功能和性能測試技術 D.系統(tǒng)的易用性與友好性測試技術 4.西門子公司的提供了眾多的網(wǎng)絡服務，下列那種不是( B ) A．標準通信

6、 B.PP/OG通信 C．S7通信 D.S5兼容通信 5.FF數(shù)據(jù)鏈路層能夠識別三種設備類型，下列那種不是( C ) A.基本設備 B.網(wǎng)橋 C.供電設備 D.鏈路主設備 6.現(xiàn)場總線電纜分為A、B、C、D等類型，哪一種類型是符合IEC/ISA物理層一致測試的首選電纜（ A ） A．A型 B. B型 C. C型 D. D型 7. FF的電源類型有三種，下列那種不是( A ) A.134型 B.133型 C.132型 D.131型 8.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài)圖有三種，以下哪種不是（ D ） A.現(xiàn)場總

7、線型 B.方框圓圈型 C.圓圈方框型 D.混合型 9.在下列選項所列出的工業(yè)以太網(wǎng)中，哪一種是對FF-H1的高速網(wǎng)段解決方案，與H1現(xiàn)場總線整合構成信息集成開放的體系結構（ B ） A.EPA B.HSE C.Profinet D.Modbus/TCP 10.功能接收輸入并執(zhí)行其算法以產生輸出，它有三種執(zhí)行方式，以下哪種不是（ C ） A.受調度的執(zhí)行方式 B.鏈式執(zhí)行方式 C.并行執(zhí)行方式 D.制造商特定的執(zhí)行方式 四、名詞解釋（每題3分，共15分） 1.現(xiàn)場總線 答：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)(1.5)的數(shù)字式、

8、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(1.5)。 2.本質安全技術 答:本質安全技術是指保證電氣設備在易燃、易爆環(huán)境下安全使用的一種技術(1)，它的基本思路是限制在上述危險場所中工作的電氣設備中的能量(1)，使得在任何故障的狀態(tài)下所產生的電火花都足以引爆危險場所中的易燃、易爆物質(1)。 3.虛擬現(xiàn)場設備 答：虛擬現(xiàn)場設備是網(wǎng)絡中可以看到的網(wǎng)絡管理代理(1)，或者說是由FMS看到的網(wǎng)絡管理代理(1)，它運用FMS服務，似的NMA可以穿越網(wǎng)絡進行訪問(1)。 4.功能塊聯(lián)鎖 答：一個已經鏈接的輸出參數(shù)值和狀態(tài)一起被傳遞到接收模塊的輸入?yún)?shù)，并告知該數(shù)值是否用于控制(2)

9、，也可以作為反饋告知輸出是否沒有移動最終控制單元等(1)。 5.集散控制系統(tǒng) 答：采用了標準化、模塊化和系列化的設計，由過程控制級、控制管理級和生產管理級組成(1)，以通信網(wǎng)絡為紐帶，對數(shù)據(jù)進行集中顯示，而操作管理和控制相對分散(1)，是一種配置靈活、組態(tài)方便、具有高可靠性的控制系統(tǒng)(1)。 五、簡答題（每題6分，共36分） 1.請簡述現(xiàn)場總線技術的特點 開放性：相關標準的一致性和公開性；系統(tǒng)集成的透明性和開放性；產品競爭的公正性和公開性。(2分) 交互性：上層網(wǎng)絡與現(xiàn)場設備之間具有相互溝通的能力；現(xiàn)場設備之間具有相互溝通能力；不同廠家的同類設備可以相互替換。(2分)

10、 自治性：單獨的現(xiàn)場設備即具有自動控制的基本功能，可以隨時診斷自己的運行狀況，實現(xiàn)功能的自治。(1分) 適應性：專為惡劣環(huán)境而設計的，對現(xiàn)場環(huán)境具有很強的適應性。(1分) 2.請闡述鏈路活動調度器應具有的基本功能。 (1)向設備發(fā)送強制數(shù)據(jù)CD。調度表內只保存要發(fā)送CD的請求，其余功能函數(shù)都分散在各調度實體之間。(1.5分) (2)向設備發(fā)送傳遞令牌PT，使設備得到發(fā)送非周期數(shù)據(jù)的權力。(1.5分) (3)為新入網(wǎng)的設備探測未被采用過的地址。當為新設備找好地址后，把它們加入到活動表中。(1分) (4)定期對總線段發(fā)布數(shù)據(jù)鏈路時間和調度時間。(1分)

11、 (5)監(jiān)視設備對傳遞令牌PT的響應，當設備既不能隨著PT順序進入使用，也不能將令牌返還時，就從活動表中去掉這些設備。(1分) 3.Profibus由三部分組成，其技術特點有哪些？ 答對一條給1分，任意答對6條給全分6分。 (1)信號線可用設備電源線。 (2)每條總線區(qū)段可連接32個設備，不同區(qū)段用中繼器連接。 (3)傳輸速率可在9.6kB/S～12MB/S間選擇。 (4)傳輸介質可以用金屬雙絞線或光纖。 (5)提供通用的功能模塊管理規(guī)范。 (6)在一定范圍內可實現(xiàn)相互操作。 (7)提供系統(tǒng)通信管理軟件。 (8)提供244字節(jié)報文格式，提供通信接口的故障安全模式

12、4.Powerlink基于時間片的分時調度方式怎樣工作的？ 管理節(jié)點對Powerlink 網(wǎng)絡統(tǒng)一調度。所有控制節(jié)點在管理節(jié)點上登記組態(tài),得到允許后才能發(fā)送數(shù)據(jù),從根本上避免了數(shù)據(jù)沖突。(3分)管理節(jié)點負責為各個節(jié)點之間數(shù)據(jù)通信分配時間信道,對于實時數(shù)據(jù),信道時間較窄,可以精確管理；對于標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,首先拆成小包(長度可以設置,典型值為256 字節(jié))，然后納入相應信道進行管理,因而數(shù)據(jù)也是確定性的。(3分) 5.網(wǎng)絡管理是FF非常重要的一項功能，它主要負責哪些工作？ (1)下載虛擬通信關系表VCRL或表中某個單一條目；(2分) (2)對通信棧組態(tài)；(1分) (3)下載鏈路活動調

13、度表LAS；(1分) (4)運行性能監(jiān)視；(1分) (5)差錯判斷監(jiān)視。(1分) 6.現(xiàn)場總線通信模型有哪些主要特點？ (1)對OSI參考模型進行簡化，通常只采用OSI模型的第1層和第2層及最高層應用層。目的簡化通信模型結構，縮短通信開銷，降低成本及提高實時性能。(1.5分) (2)各種類型現(xiàn)場總線并存，并在各自的應用領域獲得良好應用效果。(1.5分) (3)采用相應的補充方法實現(xiàn)被刪除的OSI各層功能。(1.5分) (4)通信數(shù)據(jù)的信息量較小，因此，相對其他通信網(wǎng)絡來說，通信模型相對簡單，結構更緊湊，實時性更好，通信速率更快，成本更低。(1.5分) 六、應用題（9分）

14、某企業(yè)想要建設工業(yè)以太網(wǎng)，如果利用S5兼容通信中的TCP方式，請選擇相應的軟硬件為其進行硬件組態(tài)。 根據(jù)步驟酌情給分 答（只給出了梗概，學生需要闡述）：選擇的硬件包括： （1）CPU （2）CP 343-1 IT/CP 343-1 （3）PC（帶網(wǎng)卡） 軟件為STEP 7。 步驟：(1)創(chuàng)建項目后，插入相應的硬件； (2)對313C-2DP組態(tài)，設置相應的參數(shù)； (3)插入CP343-1，新建以太網(wǎng)，設定其地址和掩碼； (4)配置網(wǎng)絡參數(shù)。 中國礦業(yè)大學2009～2010年度第一學期 《現(xiàn)場總線技術》試卷(B)答案 （答題時

15、間：100分鐘） 班級___________ 姓名___________ 班級序號____________ 題目 一 二 三 四 五 六 總分 分數(shù) 10 10 20 15 36 9 100 得分 閱卷人 一、填空題（每空1分，共10分） 1.按照地理分布距離和覆蓋范圍來看，計算機網(wǎng)絡可以分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和 局域網(wǎng) 。 2.光纖分為單模和多模兩種類型，其傳輸原理都是基于光的 全反射 。 3.對于西門子工業(yè)以太網(wǎng)交換機，OSM ITP62-LD中的LD表示 長距離 4.在用STEP7進行硬件組

16、態(tài)過程中，組態(tài)主站時應該在“Operating Mode”中的“DP Master”， 而在組態(tài)從站時應該激活 DP Slave 。 5.雙絞線可以分成兩種類型，即 屏蔽雙絞線 和 無屏蔽雙絞線 。 6.系統(tǒng)管理內核采用兩個協(xié)議進行通信，即 SMKP 和 FMS 。 7.FF的網(wǎng)絡管理主要由網(wǎng)絡管理者、 網(wǎng)絡管理代理 和 網(wǎng)絡管理信息庫 。 二、判斷題(每題1分，共10分) ( T )1.FF網(wǎng)段上連接的現(xiàn)場設備有兩種，一種是總線供電式，另一種是單獨供電式。 ( F )2.Powerlink的工作模式分為開放模式、保護模式和限制模式，3種模式之間可以方便的切換。

17、( F )3.S7通信集成在每一個SIMATIC S7/M7系統(tǒng)中，但是在C7系統(tǒng)中沒有。 ( T )4.Profibus從站不僅可以是ET200系列的遠程I/O站，還可以是一些智能從站。 ( F )5.異步傳輸是將若干個字符組合起來一起進行傳輸，這些組合起來的字符被稱為數(shù)據(jù)幀。 ( T )6. 現(xiàn)場總線之所以具有較高的測控性能，一是得益于儀表的智能化，二是得益于設備的通信化。 ( T )7.CP342-5是S7-300系列的Profibus通信模塊，可以用于沒有集成Profibus通信端口的CPU。 ( F )8.在對本質安全設備和安全柵進行認證時，不需要

18、對電壓、電流、功率這些實體參數(shù)做出說明。 ( T )9.EPA是用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)技術，是中國第一個被國際認可和接收的工業(yè)自動化領域的標準。 ( T )10.CSMA/CD網(wǎng)絡中，各工作站處于平等地位，不需要集中控制，不提供優(yōu)先級控制。 三、選擇題（每題2分，共20分） 1.工業(yè)控制自動化主要包括三個層次，下列哪個不是（ B ） A．基礎自動化 B.應用自動化 C．管理自動化 D.過程自動化 2.下列哪一個選項不是現(xiàn)場總線（ A ） A．ProfiNet B.CAN C. HART D.FF 3.FF的模塊有功能塊、

19、轉換塊和資源塊三種，哪一種模塊代表了現(xiàn)場設備的本地硬件對象及其相關運行參數(shù)，描述了設備的特性( A ) A. 功能塊 B.轉換塊 C. 資源塊 D.都不是 4.下列哪個選項不是FF的連接件和接口設備（ C ） A．鏈路設備 B.中繼器 C．路由器 D.終端器 5.西門子公司的提供了眾多的網(wǎng)絡服務，下列那種不是( B ) A．標準通信 B.PP/OG通信 C．S7通信 D.S5兼容通信 6.下列哪個選項是關于令牌總線的標準( D ) A.IEEE802.11 B.IEEE802.3 B.IEEE802.5

20、 D.IEEE802.4 7.FF數(shù)據(jù)鏈路層能夠識別三種設備類型，下列那種不是( C ) A.基本設備 B.網(wǎng)橋 C.供電設備 D.鏈路主設備 8.FF的電源類型有三種，下列那種不是( A ) A.134型 B.133型 C.132型 D.131型 9.信號的傳輸方式可以有多種方式，下列那種是只允許向某一個方向傳輸?shù)姆绞? D ) A.半雙工 B.混合雙工 C.全雙工 D.單工 10.在同軸電纜中，細覽與網(wǎng)卡的連接需要一種名為BNC系列的連接器，下列那種不是（ B ） A.BNC纜線連接器 B.BNC端

21、子 C.BNC端接器 D.BNC T型頭 四、名詞解釋（每題3分，共15分） 1．控制網(wǎng)絡 答：將多個分散在生產現(xiàn)場，具有數(shù)字通信能力的測量控制儀表作為網(wǎng)絡節(jié)點(1)，采用公開、規(guī)范的通信協(xié)議，以現(xiàn)場總線作為通信連接的紐帶(1)，把現(xiàn)場控制設備連接成為可以相互溝通信息，共同完成自控任務的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)(1)。 2．工業(yè)以太網(wǎng) 答：所謂工業(yè)以太網(wǎng)，一般來講是指技術上與商用以太網(wǎng)(即IEEE 802.3標準)兼容，但在產品設計時，在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場需要的一種以太網(wǎng)。 3．本質

22、安全技術 答:本質安全技術是指保證電氣設備在易燃、易爆環(huán)境下安全使用的一種技術，它的基本思路是限制在上述危險場所中工作的電氣設備中的能量，使得在任何故障的狀態(tài)下所產生的電火花都足以引爆危險場所中的易燃、易爆物質。 4.鏈路活動調度器 總線通信中的鏈路活動調度，數(shù)據(jù)的接收發(fā)送，活動狀態(tài)的探測、響應，以及總線上各設備間的鏈路時間同步，都是通過數(shù)據(jù)鏈路層來實現(xiàn)。每個總線網(wǎng)段上有一個媒體嗯控制中心，稱為鏈路活動調度器LAS。 5. 計算機網(wǎng)絡 答：用通信手段將空間上分散的、具有獨立處理能力的多臺計算機系統(tǒng)互連起來，按照某種網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，以進行信息交換、實現(xiàn)資源共享和協(xié)同

23、工作的計算機系統(tǒng)的集合。 五、簡答題（每題6分，共36分） 1.請簡述現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結構的特點。 基礎性：現(xiàn)場總線是企業(yè)強有力的控制和通信的基礎設施。(1分) 靈活性：現(xiàn)場總線使控制系統(tǒng)的設計、建設、維護、重組和擴容更加靈活簡便。(1分) 易用性：簡化了設計施工，方便了修理維護，也降低了系統(tǒng)投入的門檻，大大提高了可靠性和靈活性。(1分) 分散性：現(xiàn)場總線已構成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結構，具有高度的分散性。(1分) 經濟性：簡化了控制系統(tǒng)的體系結構，節(jié)約了硬件設備和連接電纜，并將各種安裝和維護費用降至最低。(1分) 2.基金會現(xiàn)場總線的通信模型

24、包括哪些層次，各自的作用是什么？ 分為4層，從下至上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層、用戶層。(1分) 物理層規(guī)定了信號如何發(fā)送(1分)；數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定如何在設備間共享網(wǎng)絡和調度通信(1分)；應用層則規(guī)定了在設備間交換數(shù)據(jù)、命令、事件信息以及請求應答中的信息格式(1分)。用戶層則用于組成用戶所需要的應用程序，如規(guī)定標準的功能塊、設備管理，實現(xiàn)網(wǎng)絡管理、系統(tǒng)管理等(1分)。 3.工業(yè)以太網(wǎng)絡有哪些特點？ (1)工業(yè)生產現(xiàn)場環(huán)境的高溫、潮濕、空氣污濁以及腐蝕性氣體的存在，要求工業(yè)級的產品具有氣候環(huán)境適應性，并要求耐腐蝕、防塵和防水。 (2)工業(yè)生產現(xiàn)場的粉塵、易燃易爆和有毒性氣體

25、的存在，需要采取防爆措施保證安全生產。 (3)工業(yè)生產現(xiàn)場的振動、電磁干擾大，工業(yè)控制網(wǎng)絡必須具有機械環(huán)境適應性（如耐振動、耐沖擊）、電磁環(huán)境適應性或電磁兼容性等。 (4)工業(yè)網(wǎng)絡器件的供電，通常是采用柜內低壓直流電源標準，大多的工業(yè)環(huán)境中控制柜內所需電源為低壓24V直流。 (5)采用標準導軌安裝，安裝方便，適用于工業(yè)環(huán)境安裝的要求。工業(yè)網(wǎng)絡器件要能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場控制柜內，并容易更換。 4.請簡述ProfiNet的通信協(xié)議模型 提供三個類型的通信通道：標準通信通道和兩類實時通信通道。標準通道是使用TCP/IP協(xié)議的非實時通信通道, 應用層使用通用的IT應用層協(xié)議，主要用于

26、設備參數(shù)化組態(tài)和讀取診斷數(shù)據(jù)；實時通道RT是軟實時SR方案,主要用于過程數(shù)據(jù)的高性能循環(huán)傳輸事件和事件控制的信號與報警。在第二層上為快速以太網(wǎng)定義了IRT時間槽控制傳送過程。 5.在系統(tǒng)管理服務和作用過程中，為設備進行地址分配的步驟是怎樣的？ 為了避免在儀表中設置地址開關，這里通過系統(tǒng)管理自動實現(xiàn)網(wǎng)絡地址分配。為一個新設備分配網(wǎng)絡地址的步驟如下： 通過組態(tài)設備分配給這個新設備一個物理設備位號。這個工作可以“離線”實現(xiàn)，也可以通過特殊的缺省網(wǎng)絡地址“在線”實現(xiàn)。 系統(tǒng)管理采用缺省網(wǎng)絡地址詢問該設備的物理設備位號，并采用該物理設備位號在組態(tài)表內尋找新的網(wǎng)絡地址。然后，系統(tǒng)管理

27、給該設備發(fā)送一個特殊的地址設置信息，迫使這個設備移至這個新的網(wǎng)絡地址。 對進入網(wǎng)絡的所有的設備都按缺省地址重復上述步驟。 6.現(xiàn)場總線通信模型有哪些主要特點？ (1)對OSI參考模型進行簡化，通常只采用OSI模型的第1層和第2層及最高層應用層。目的簡化通信模型結構，縮短通信開銷，降低成本及提高實時性能。 (2)各種類型現(xiàn)場總線并存，并在各自的應用領域獲得良好應用效果。 (3)采用相應的補充方法實現(xiàn)被刪除的OSI各層功能。 (4)通信數(shù)據(jù)的信息量較小，因此，相對其他通信網(wǎng)絡來說，通信模型相對簡單，結構更緊湊，實時性更好，通信速率更快，成本更低。 六、應用題（9分） 某企業(yè)想要建設工業(yè)以太網(wǎng)，如果利用S5兼容通信中的TCP方式，請選擇相應的軟硬件為其進行硬件組態(tài)。 答：選擇的硬件包括： （1）CPU （2）CP 343-1 IT/CP 343-1 （3）PC（帶網(wǎng)卡） 軟件為STEP 7。 步驟：(1)創(chuàng)建項目后，插入相應的硬件； (2)對313C-2DP組態(tài)，設置相應的參數(shù)； (3)插入CP343-1，新建以太網(wǎng)，設定其地址和掩碼； (4)配置網(wǎng)絡參數(shù)。 專心---專注---專業(yè)