65 习题第8章 分布式测控网络技术.pdf

第1页：工业网络技术

工业网络技术

题目

第八章分布式测控网络技术（共94题）附注：教学目标通过本章的学习，学生应达到如下基本要求：1、熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能2、掌握基于串行总线的测控网络技术3、熟悉分布式控制系统及其体系结构4、熟悉现场总线控制系统及几种现场总线技术5、了解系统集成与集成自动化系统6、了解综合自动化系统一、填空题（共37题）T1、网络中互连的点称为结点或站，结点间的物理连接结构称为拓扑，采用拓扑学来研究结点和结点间连线(称链路)的几何排列。局部网络通常有四种拓扑结：、和。

答案

星形、环形、总线形、树形

知识点

工业网络技术

参考页

P249

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

1

题型

填空T2、总线形结构，各结点经其接口，通过一条或几条通信线路与公共总线连接。其任何结点的信息都可以传输，并且能被总线中的任何一结点所接收。由于它的传输方向是从发送结点向两端扩散，总线形结构网络又被称之为。

第2页：冲突检测的载波侦听多路访问

冲突检测的载波侦听多路访问

题目

在CSMA技术中，需解决和两个问题。

答案

信道被占用时等待时间的确定、信息冲突

知识点

冲突检测的载波侦听多路访问

参考页

P251

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

1

题型

填空T5、传输访问控制方式的功能就是。

第3页：线路交换技术

线路交换技术

知识点

线路交换技术

参考页

P255

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

1

题型

填空T9、所谓线路交换(CircuitSwitching)，是指。

答案

通过网络中的结点在两个站之间建立一条专用的物理线路进行数据传送，传送结束再“拆除”线路。

第4页：数据通信编码技术

数据通信编码技术

题型

填空T13、在数据传输中，数字信号是以串行方式传送的，在物理上则是一串不同宽度的脉冲，其传输速率是每秒内表示数字状态所用单位时间的数目，在通信中称为。

答案

波特率

知识点

数据通信编码技术

参考页

P257

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

1

第5页：工业网络的性能评价和选型

工业网络的性能评价和选型

答案

吞吐能力、稳定性、确定性、可靠性、灵活性

知识点

工业网络的性能评价和选型

参考页

P260

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

2

题型

填空T18、大型系统的工业网络选型常采用的模式，系统主要分为三级，并采用纵向层次结构。

第6页：RS-232/RS-422/RS-485

RS-232/RS-422/RS-485

题目

数据远距离通信中，通信方式按照信息的传输方向,信号的传输方式分为、三种方式。

答案

单工、半双工、全双工

知识点

RS-232/RS-422/RS-485串行通信总线

参考页

P262

学习目标

2(掌握基于串行总线的测控网络技术)

难度系数

2

题型

填空T23、在RS-485网络中各节点的物理接线中应杜绝T型接线方式，应采用的连接方式

第7页：DCS的分散过程控制级

DCS的分散过程控制级

参考页

P270

学习目标

3(熟悉分布式控制系统及其体系结构)

难度系数

1

题型

填空T27、分散过程控制级是直接面向生产过程的，它直接完成生产过程的数据采集、调节控制、顺序控制等功能。其过程输入信息是的信号；其输出是。

答案

面向传感器、驱动执行机构

知识点

DCS的分散过程控制级

第8页：现场总线的定义

现场总线的定义

题目

现场总线是连接工业过程现场仪表和控制系统之间的、的串行通讯网络，与控制系统和现场仪表联用，组成现场总线控制系统。

答案

全数字化、双向、多站点

知识点

现场总线的定义

参考页

P282

学习目标

4(熟悉现场总线控制系统及几种现场总线技术)

难度系数

2

题型

填空T32、CAN总线采用了总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。CAN总线采用技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点主动停止发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。

第9页：企业综合自动化技术

企业综合自动化技术

答案

扁平化、优化控制、知识生产力

知识点

企业综合自动化技术

参考页

P303

学习目标

6(了解综合自动化系统)

难度系数

1

题型

填空T36、Purdue模型中，流程工业综合自动化系统自下而上从功能上分为、和五个层次。

第10页：网络拓扑结构

网络拓扑结构

题目

⑤通信电路都是专用线路，利用率不高，网络成本较高。A.①②⑤B.①②③C.①②④⑤

答案

D

知识点

网络拓扑结构

参考页

P249

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

2

题型

选择D.①②③④⑤T3、下列关于环形结构网络特点，描述不正确的是。A.信息流在网络中是沿固定的方向流动B.信息路径选择较为复杂，不容易实现控制C.环路中每个结点的收发信息均由环接口自举控制D.环结构其结点数的增加将影响信息的传输效率

第11页：数据通信编码技术

数据通信编码技术

题目

下面四种编码中，利用，当把设备接到通信网上时，完全可以不考虑哪条线应该接哪个端子。A.不归零编码B.改进的曼彻斯特编码C.曼彻斯特编码D.归零编码

答案

B

知识点

数据通信编码技术

参考页

P257

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

1

题型

选择T7、1977年国际标准化组织(ISO)提出了开放系统互连参考模型OSI(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel)。这个网络层次结构模型规定了个功能层，每层都使用它自己的协议。A.五B.六C.七D.八

第12页：RS-232/RS-422/RS-485

RS-232/RS-422/RS-485

知识点

RS-232/RS-422/RS-485串行通信总线

参考页

P262

学习目标

2(掌握基于串行总线的测控网络技术)

难度系数

1

题型

选择T11、RS-485为工作方式，因而可以采用一对平衡差分信号线来连接。A.全双工B.半双工C.单工D.切换

答案

B

第13页：Profibus总线技术

Profibus总线技术

学习目标

4(熟悉现场总线控制系统及几种现场总线技术)

难度系数

2

题型

选择T15、是用来解决车间级网络的通信任务，它提供大量的通信服务，包括访问变量、程序传递、事件控制等，以满足不同设备对通信的广泛需求。B.Profibus-DPC.Profibus-FMSD.ProfinetA.Profibus-PA

答案

C

知识点

Profibus总线技术

参考页

P289

第14页：网络拓扑结构

网络拓扑结构

难度系数

1

题型

选择三、简答题（共39题）T1、简述星形结构网络的特点。

答案

星形结构网络的特点：①网络结构简单，便于控制和管理，建网容易；②网络延迟时间短，传输错误率较低；③网络可靠性较低，一旦中央结点出现故障将导致全网瘫痪；④网络资源大部分在外围点上，相互之间必须经过中央结点中转才能传送信息，资源共享能力较差；⑤通信电路都是专用线路，利用率不高，故网络成本较高。

知识点

网络拓扑结构

参考页

P249

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

第15页：网络拓扑结构

网络拓扑结构

参考页

P249

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

2

题型

简答T4、简述树形结构网络的特点。

答案

树形结构是分层结构，适用于分级管理和控制系统。与星形结构相比，由于通信线路总长度较短，故它连网成本低，易于维护和扩展，但结构较星形结构复杂。网络中除叶结点及其连线外，任一结点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。

知识点

网络拓扑结构

第16页：冲突检测的载波侦听多路访问

冲突检测的载波侦听多路访问

题目

冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)的工作原理，及解决冲突的方法？工作原理是：当某一结点要发送信息时，首先要侦听网络中有无其它结点正发送信息，若没有则立即发送；否则，即网络中已有某结点发送信息(信道被占用)，该结点就需等待一段时间，再侦听，直至信道空闲，开始发送。载波侦听多路访问是指多个结点共同使用同一条线路，任何结点发送信息前都必须先检查网络的线路是否有信息传输。CSMA技术中，需解决信道被占用时等待时间的确定和信息冲突两个问题。确定等待时间的方法是：①当某结点检测到信道被占用后，继续检测下去，待发现信道空闲时，立即发送。②当某点检测到信道被占用后就延迟一个随机的时间，然后再检测。重复这一过程，直到信道空闲，开始发送。解决冲突的问题可有多种办法，这里只说明冲突检测的解决办法。当某结点开始占用网络信道发送信息时，该点再继续对网络检测一段时间，也就是说该点一边发送一边接收，且把收到的信息和自己发送的信息进行比较，若比较结果相同，说明发送正常进行，可以继续发送；若比较结果不同，说明网络上还有其它结点发送信息，引起数据混乱，发生冲突，此时应立即停止发送，等待一个随机时间后，再重复以上过程。

知识点

冲突检测的载波侦听多路访问

参考页

P251

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

3

题型

简答T8、简述令牌传递的方法。

答案

令牌传递的方法是：令牌依次沿每个结点传送，使每个结点都有平等发送信息的机会。令牌有“空”和“忙”两个状态。“空”表示令牌没有被占用，即令牌正在携带信息发送。当“空”的令牌传送至正待发送信息的结点时，该结点立即发送信息并置令牌为“忙”状态。在一个结点占令牌期间；其它结点只能处于接收状态。当所发信息绕环一周，并由发送结点清除，“忙”令牌又被置为“空”状态，绕环传送令牌。当下一结点要发送信息时，则下一结点便得到这一令牌，并可发送信息。

第17页：令牌环/令牌总线

令牌环/令牌总线

知识点

令牌环/令牌总线

参考页

P252

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

2

题型

简答T10、何为线路交换？

答案

所谓线路交换(CircuitSwitching)，是指通过网络中的结点在两个站之间建立一条专用的物理线路进行数据传送，传送结束再“拆除”线路。

第18页：差错控制技术

差错控制技术

题目

发送端按照奇或偶校验的原则编码后，以字节为单位发送，接收端则也按照同样的原则检查收到的每个字节中1的位数。如果为奇校验，发送端发出的每个字节中1的位数也为奇数。若接收端收到的字节中1的位数也为奇数，则传输正确；否则传输错。偶校验方法类似。

知识点

差错控制技术

参考页

P257

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

3

题型

简答T14、简答介绍循环冗余校验的工作原理。

答案

循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck)原理是，发送端发出的信息由基本的信息位和CRC校验位两部分组成。发送端首先发送基本的信息位，与此同时，CRC校验位生成器用基本的信息位除以多项式G(x)。一旦基本的信息位发送完，CRC校验位也就生成，并紧接其后面再发送CRC校验位。接收端在接收基本信息位的同时，CRC校验器用接收的基本信息位除以同一个生成多项式G(x)。当基本信息位接收完之后，接着接收CRC校验位也继续进行这一计算。当两个字节的CRC校验位接收完，如果这种除法的余数为0即能被生成多顶式G(x)除尽，则认为传输正确；否则，传输错误。

第19页：数据通信编码技术

数据通信编码技术

题目

11110000b)c)d

答案

图示四种编码，零电压表示0，而恒定的正电压表示1；或者用恒定的负)电压表示0，而恒定的正电压表示1。该图用四种不同的脉冲代码来传输数字信号10110010。图a属于不归零码NRZ，在码元之间没有间隔，所以难以判定一位的结束和另一位的开始，需要有某种方法来使发送端和接收端同步。图b、c属于归零码RZ，它们的共同点是每一位的中间有一个跳变，位中间的跳变既作为同步时钟，也作为数据：从高到低的跳变表示1，从低到高的跳变表示0。接收端利用位中间跳变很容易分离出同步时钟脉冲。这两种编码称为同步编码。图c称为曼彻斯特(Manchester)编码，它的改进形式如图d所示。用每位开始有无跳变来表示0或1，即只要有电压变化(不管其变化方向如何)就表示0，因无电压变化就表示1。把这种编码称为差动曼彻斯特编码。在使用双纹线作传输介质的网络中，这种编码是非常方便的。由于变化的极性无关紧要，当把设备接到通信网上时，完全可以不考虑哪条线应该接哪个端子。

知识点

数据通信编码技术

参考页

P257

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

3

题型

简答T17、说明OSI模型七层协议，每层主要功能是是什么？

第20页：网络协议及其层次结构

网络协议及其层次结构

题目

有发生，这一层必须在不丢失数据的情况下恢复会话，或根据规定，在会话不能正常发生的情况下终止会话。6表示层(PresentationLayer)表示层实现不同信息格式和编码之间的转换。常用的转换有：正文压缩；提供加密、解密；不同计算机间不相容文件格式的转换(文件传输协议)，不相容终端输入输出格式的转换(虚拟终端协议)。7应用层(ApplicationLayer)应用层的内容视对系统的不同要求而定。它规定在不同应用情况下所允许的报文集合和对每个报文所采取的动作。这一层负责与其它高级功能的通信，如分布式数据库和文件传输。这一层解决了数据传输完整性的问题或与发送/接收设备的速度不匹配的问题。

知识点

网络协议及其层次结构

参考页

P258

学习目标

1(熟悉工业网络技术的结构、网络协议及性能)

难度系数

4

题型

简答T18、简述工业网络的性能评价标准和选型方式。

答案

（1）工业网络的性能评价从拓扑结构和介质访问控制方式的角度，对工业网络的性能进行评价，其评价准则可归纳为吞吐能力、稳定性、确定性、可靠性和灵活性五个方面。（2）选型方式1大型系统常采用分散型控制的模式，系统主要分为三级，并采用纵向层次结构，其网络选型可按以下考虑。①分散过程控制级：采用令牌总线、主从总线或星形结构比较合适，从性能价格比考虑，主从总线结构最佳。②集中操作监控级：采用令牌总线较好。③综合信息管理级：采用令牌环结构。2中小型系统的工业网络选型选择主从式总线和星形结构。对只有集中操作监控级和分散过程控制级的中小型系统，考虑到结构上的一致性，便于设计和维护，两级同时使用令牌总线也不错。在数据传输量大，结点较少且分散的场合，监控级直接选用令牌环也是较好的结构形式。星形结构适用在老企业的技术改造中。

第21页：平衡传输与不平衡传输

平衡传输与不平衡传输

答案

串行数据传输的线路通常有两种方式，即平衡方式和不平衡方式。不平衡方式是用单线传输信号，以地线作为信号的回路，接收器是用单线输入信号的；平衡方式是用双绞线传输信号，信号在双绞线中自成回路不通过地线，接收器是用双端差动方式输入信号的。在不平衡方式中，信号线上所感应到的干扰和地线上的干扰将迭加后影响到接收信号；而在平衡方式中，双绞线上所感应的干扰相互抵消，地线上的干扰又不影响接收端。因此平衡传输方式在抗干扰方面有较良好的性能，并适合较远距离的数据传输。

知识点

平衡传输与不平衡传输

参考页

P262

学习目标

2(掌握基于串行总线的测控网络技术)

难度系数

2

题型

简答T20、何为主从结构形式的RS-485标准？

第22页：DCS的定义

DCS的定义

答案

DCS采用分散控制、集中操作、综合管理和分而自治的设计原则。系统安全可靠、通用灵活性、最优控制性能和综合管理能力，为工业过程的计算机控制开创了新方法。

知识点

DCS的定义

参考页

P270

学习目标

3(熟悉分布式控制系统及其体系结构)

难度系数

2

题型

简答T23、DCS系统主要由哪几部分组成？

第23页：DCS的综合信息管理级

DCS的综合信息管理级

题目

DCS的综合信息管理级的作用？

答案

综合信息管理级在DCS中用来实现整个企业(或工厂)的综合信息管理，主要执行生产管理和经营管理功能。DCS的综合信息管理级实际上是一个管理信息系统MIS)，MIS是借助于自动化数据处理手段进行管理的系统。

知识点

DCS的综合信息管理级

参考页

P279

学习目标

3(熟悉分布式控制系统及其体系结构)

难度系数

2

题型

简答T27、DCS的通信网络的作用？

第24页：现场总线的定义

现场总线的定义

题型

简答T30、简单列写现场总线的体系结构？

答案

(1)现场通信网络；(2)现场设备互连；(3)互操作性；(4)分散功能块；(5)通信线供电；(6)开放式互连网络。

知识点

现场总线的定义

参考页

P282

学习目标

4(熟悉现场总线控制系统及几种现场总线技术)

第25页：CAN总线技术

CAN总线技术

答案

CAN总线的主要技术特点有：多主竞争式总线结构、基于优先级的总线仲裁机制、最高速率高达1Mbit/sec、采用短帧结构（每条报文最多8字节数据）、具有错误检测与处理机制（报文错误率低）、广播式发送。

知识点

CAN总线技术

参考页

P287

学习目标

4(熟悉现场总线控制系统及几种现场总线技术)

难度系数

3

题型

简答T34、Profibus由哪几个标准组成？各有什么特点？

第26页：企业综合自动化技术

企业综合自动化技术

学习目标

5(了解系统集成与集成自动化系统)

难度系数

2

题型

简答T37、简述综合自动化技术的内涵。

答案

综合自动化技术的内涵，就是采用自动化技术，以计算机和网络技术为手段，将生产过程的生产工艺、设备运行和生产管理的经验、专有技术与知识进行提炼、融合，实现生产过程的控制、运行、管理的优化集成，从而提高企业知识生产力，实现管理的扁平化和与产品质量、产量、成本、消耗相关的综合生产指标的优化。

知识点

企业综合自动化技术

参考页

P303

第27页：习题与答案 第27页

习题与答案 第27页：6(了解综合自动化系统)难度系数：2题型：简答