網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)及技術(shù)題目及答案

1、1題目與解答題目與解答第一章第一章現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)概述現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)概述1簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述FCSFCS的主要技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是什么？（的主要技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是什么？（FCSFCS名詞解釋見(jiàn)名詞解釋見(jiàn)3434背頁(yè)）頁(yè)）（1）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)(FCS)的技術(shù)特點(diǎn)：①系統(tǒng)的開(kāi)放性。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的公開(kāi)、一致性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放互連系統(tǒng)具備互可操作性與互用性。不同生產(chǎn)廠家性能類(lèi)似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互換性?；タ刹僮餍裕簩?shí)現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備間的信息傳輸；互用性：不同廠家性能類(lèi)似設(shè)備

2、可實(shí)現(xiàn)互換性。②現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性。僅靠現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。包括傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與控制等③系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與確定性。測(cè)控任務(wù)具有嚴(yán)格的時(shí)序和實(shí)時(shí)性要求，否則可能造成控制系統(tǒng)的災(zāi)難性后果。這也要求通信機(jī)制能夠保證時(shí)間發(fā)布和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。④現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是專(zhuān)為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)的，支持多種傳輸介質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，滿(mǎn)足本質(zhì)安全防爆等各種環(huán)境要求。⑤采用成熟先

3、進(jìn)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。設(shè)備描述語(yǔ)言DDL、技術(shù)等?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)可構(gòu)成全分散性控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：由于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)具有以上突出的特點(diǎn)，它使控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行以及檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。①節(jié)省系統(tǒng)投資、安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。②設(shè)計(jì)、組態(tài)、安裝、調(diào)試簡(jiǎn)便，系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備更換和系統(tǒng)擴(kuò)充方便。③用戶(hù)具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，系統(tǒng)易于重構(gòu)。④提高了控制系統(tǒng)的安全性、可靠性和準(zhǔn)確性

4、。⑤完善了企業(yè)信息系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化提供了基礎(chǔ)。2為什么說(shuō)為什么說(shuō)FieldbusFieldbus是底層控制網(wǎng)絡(luò)是底層控制網(wǎng)絡(luò)InfraInfra（從Fieldbus的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析說(shuō)明）。（1）?現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將單個(gè)分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，相互之間連接成可以互通信息、共同完成測(cè)量控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。?每個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)智能設(shè)備，能夠獨(dú)立完成從控制、檢測(cè)，到運(yùn)算、顯示、報(bào)警等多種任務(wù)。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是低層控制網(wǎng)絡(luò)Infra(I

5、nfra(或者或者3（3）)?Infra（Infrastructurewk），使工廠底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的底層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換，滿(mǎn)足企業(yè)綜合自動(dòng)化的發(fā)展需3碼。Shannon信道編碼定理是其理論依據(jù)。?這些監(jiān)督碼元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互關(guān)聯(lián)，接收端按照這種規(guī)則檢驗(yàn)監(jiān)督碼元與信息碼元間的關(guān)系，一旦傳輸過(guò)程發(fā)生錯(cuò)碼，則監(jiān)督碼元與信息碼元間的規(guī)則關(guān)系受到破壞，從而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼或給予糾正。?不同的編碼方法，有不同的

6、檢錯(cuò)或糾錯(cuò)能力。一般說(shuō)來(lái)，編碼中增加的監(jiān)督碼元越多，檢（糾）錯(cuò)的能力就越強(qiáng)，但信道的傳輸速率會(huì)下降越多。第三章第三章控制網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1為什么控制網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性要求？為什么控制網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性要求？①?控制網(wǎng)絡(luò)直接面向生產(chǎn)過(guò)程，因此要求具有很高的實(shí)時(shí)性、可靠性、數(shù)據(jù)完整性和可用性。②控制網(wǎng)絡(luò)位于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，主要完成測(cè)量控制任務(wù)，多為短幀信息傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性強(qiáng)，能夠在惡劣環(huán)境下保證數(shù)據(jù)傳送的完整性和可靠性，傳輸

7、速率通常在幾十Kbps到數(shù)Mbps（屬于低帶寬網(wǎng)絡(luò)）③通信的實(shí)時(shí)性：具有嚴(yán)格的時(shí)序和定時(shí)要求?達(dá)不到實(shí)時(shí)性要求或因時(shí)間同步等問(wèn)題影響了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的動(dòng)作時(shí)序，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的后果。④?實(shí)時(shí)系統(tǒng)：硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)中中斷、故障處理、時(shí)鐘等一般屬于硬實(shí)時(shí)；程序循環(huán)、調(diào)用等屬于軟實(shí)時(shí)。⑤實(shí)時(shí)性問(wèn)題：?實(shí)時(shí)性：如果一個(gè)系統(tǒng)或應(yīng)用能夠恒定滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求，則系統(tǒng)或應(yīng)用就具有實(shí)時(shí)性；即實(shí)時(shí)響應(yīng)要求一個(gè)系統(tǒng)在任何條件下都能在明確指定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生響應(yīng)

8、。（圖見(jiàn)課件16頁(yè)）2簡(jiǎn)要說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。簡(jiǎn)要說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信號(hào)方式（信息編碼）、訪問(wèn)控制方式和傳輸信道（介質(zhì)）是影響網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素。（一）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)各個(gè)站點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的互聯(lián)方式。物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述了節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際連接；邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述了節(jié)點(diǎn)間的信息流動(dòng)方式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有：(1)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：由中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如交換網(wǎng)絡(luò)中心，無(wú)線(xiàn)通信。任何節(jié)點(diǎn)之間通信需要通

9、過(guò)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；采用了集中通信控制策略，易于實(shí)現(xiàn)通信量綜合分析；中心節(jié)點(diǎn)非常復(fù)雜，通信處理負(fù)擔(dān)重，其它節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單，通信量很??；適用于終端集中地方，如圖3.4HUB結(jié)構(gòu)。(2)樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：分級(jí)結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)為分級(jí)集中式網(wǎng)絡(luò)，如有線(xiàn)電視網(wǎng)。樹(shù)型拓?fù)淇梢哉J(rèn)為是星型拓?fù)淇偩€(xiàn)拓?fù)涞臄U(kuò)展形式；適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛；適用于層次型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖3.6。(3)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)間共享同一個(gè)總線(xiàn)，如以太網(wǎng)(Ether)?？偩€(xiàn)上1個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，其它節(jié)點(diǎn)都能夠接受