第6章 现场总线技术与应用习题及答案.docVIP

第6章 现场总线技术与应用 6.1 什么是现场总线？ 答：根据国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commision）标准和现场基金会FF(Fieldbus Foundation)的定义，现场总线的概念一般为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数字化、双向串行、多节点的底层通信总线。 6.2 现场总线的本质含义表现在哪些方面？ 答： 1．现场通信网络； 2．现场设备互联； 3．互操作性； 4．分散功能块； 5．通信线供电； 6．开放式互联网络。 6.3 现场总线有哪些优点？ 答：1．全数字化； 2．全分布； 3．双向传输； 4．自诊断； 5．节省布线及控制室空间； 6．多功能仪表； 7．开放性； 8．互操作性； 9．智能化与自治性 6.4 现场总线有哪几种典型类型？它们各有什么特点？ 答：常用的现场总线有5种类型，它们的特点如下表所示。 特性 现场总线类型 FF Profibus HART CAN LonWorks 开发公司 Fisher-Rosemount Siemens Rosemount Bocsh Echelon 应用范围 仪表 PLC 智能变送器 汽车 楼宇自动化、工业自动化 OSI网络层次 1、2、7 1、2、7 1、2、7 1、2、7 1-7 通讯介质 双绞线、光缆、同轴电缆 双绞线、光缆 电源信号线 双绞线 双绞线、光缆、同轴电缆、无线和电力线 介质访问方式 令牌、主从 令牌、主从 令牌、查询 位仲裁的CSMA 可预测P坚持CSMA（PP CSMA CRC） CSMA/CA 纠错方式 CRC CRC CRC CRC CRC 最大传输速率 2.5Mbps 12 Mbps 12 Mbps 1 Mbps 1.25 Mbps 最大节点数 32（H1） 124（H2） 128 15 110 32000 优先级 有 有 有 有 有 安全性 是 是 是 是 是 开发工具 有 有 有 有 6.5 现场总线系统（FCS）与传统的集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？ 答：1． 数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。 2． 在车间级与设备级通信的数字化网络。 3． 现场总线是工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命。 4． 现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。 5． 在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。 6.6 现场设备有哪些部分组成？它们的各自作用是什么？ 答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。这些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传输线进行互联。 （1）变送器 常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。 （2）执行器 常用的执行器有电动和气动两大类。执行器的基本功能是控制信号的驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和运算功能，另外有阀门特性自动校验和自诊断功能。 （3）服务器和网桥 服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。 （4）辅助设备 辅助设备有H1/气压转换器、H1/电流转换器、电流/H1转换器、安全栅、总线电源、便携式编程器等。 （5）监控设备 监控设备主要有工程师站、操作员站和计算机站，工程师站提供现场总线控制系统组态，操作员站实现工艺操作与监视，计算机站用于优化控制和建模。 6.7 什么叫系统集成？现场总线系统集成的方法有哪些？ 答：现场总线系统的集成就是采用现场总线技术为用户提供一体化的自动化方案，以集检测、采集、控制和执行以及信息的传输、交换、存储与利用的一体化为目标，广泛采用现场总线技术、局域网和因特网技术，发展了实现各种物理“设备集成”的系统互连技术以及实现“信息集成”的软件集成技术和数据集成技术，从而满足企业综合自动化的要求。 6.8 什么是蓝牙技术？ 答：蓝牙（Bluetooth）技术是一门发展十分迅速的短距离无线通信技术。由移动通信与移动计算公司联合推出。1998年5月20日成立专门兴趣小组，负责制定一个开放短距离无线通信协议。这个协议代号取自十世纪的一位爱吃蓝梅的丹麦国王哈罗德的绰号——蓝牙。 蓝牙技术的小功率设备支持距离大约10米的无线通信，大功率设备也只支持距离大约100米的无线通信。蓝牙利用短距离无线连接技术替代专用电缆连接。将蓝牙微芯片嵌入蜂窝电话、膝上或台