现场总线考试试题.doc

1、什么是现场总线？ 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。由此网络构成的系统称为现场总线控制系统。 2、现场总线的结构特点：各现场设备分别作为总线上的网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。 总线在传输多个设备的多种信号，如运行参数值、设备状态、故障、调校与维护信息等的同时，还可为总线上的设备提供直流工作电源。现场总线系统不再费需要传统DCS系统中的模拟/数字、数字/模拟转换卡件。 3、现场总线控制网络与上层网络的连接方式有哪几种？ 一是采用专用网关完成不同通信协议的转换，把控制网段或DCS连接到以太网上。二是将现场总线网卡和以太网卡都置入到工业PC的PCI插槽内，在PC内完成数据交换。三是将WED服务器直接置入到PLC或现场控制设备中，借助WED服务器和通用浏览工具，实现数据信息的动态交互。 4、基本术语 总线操作：总线上数据发送者与接收者之间的连接-数据传送-脱开这一操作序列称为一次总线操作。 总线协议：总线上的设备如何使用总线的一套规则称为“总线协议”。这是一套事先规定的、必须共同遵守的规约。通信协议的关键要素是语法、语义和时序 总线仲裁：是指对总线冲突的处理过程，根据某种裁决规则来确定下一时刻具有总线占有权的设备。访问等待时间（access latency）和总线占有期（bus tenancy）。分类：集中仲裁和分布式仲裁 5、一般通信系统的性能指标有哪些？ 有效性：指通信系统传输消息的“速率” 问题，即快慢问题。 可靠性：指通信系统传输消息的“质量” 问题，即好坏问题。 6、通信系统的性能有效性指标有哪些？ （1）数据传输速率 传输速率越高，则系统的有效性越好。 比特率：数字通信系统中，每秒钟通过信道传输的信息量，即信道的位传输速率。单位bit/s或bps。 波特率：每秒钟通过信道传输的码元数，即传输线路上信号的传输速率。单位B/s或 Bps。 假定一个带宽为3kHz的理想低通信道，其最高码元传输速率为6000Bps。若每个码元能携带3bit的信息量，则最高信息传输速率为多少？ （2）吞吐量（throughput）：单位时间内通信系统接收发送的比特数、字节数或帧数。 （3）频带利用率： 单位频带内的传输速度。b/s·Hz （4）协议效率：指所传数据包中，有效数据位与整个数据包长度的比值。 （5）传输延迟（传输时间）：指数据从链路或网段的发送端传送到接收端所需时间。 （6）通信效率：指数据帧的传输时间与用于发送报文的所有时间之比。 7、传输差错的类型，冗余校验技术的类型有哪些 一般按照单位数据域内发生差错的数据位数及其分布分为以下三种错误类型： （1）单比特错误：在单位数据域内只有一个数据位出错。 （2）多比特错误（离散错误）： 在单位数据域内有1个以上不连续的数据位出错。 （3）突发错误：在单位数据域内有2个或2个以上连续的数据位出错。 差错检测中广泛采用冗余校验技术。即在基本数据信息的基础上加上附加位，在接收端通过这些附加位的数据特征，校验判断是否发生了传输错误。 （1）奇偶校验（2）求和校验（3）纵向冗余校验LRC（Longitudinal Redundancy Check） （4）循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check） 8、循环冗余校验的工作原理 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。 9、网络传输介质的访问控制方式有哪些？各自特点 网络中常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、电力电缆、光纤、无线与卫星通信等 a．载波监听多路访问/冲突检测（ CSMA/CD ） 载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。一个节点要发送数据，首先需监听总线。如果介质是空闲的，则可以发送。如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。这种避免冲突的发送等待策略，称为坚持退避算法。 冲突检测：由于传输线上不可避免的有传输延迟，有可能多个节点同时监听到线上空闲并开始发送，从而导致冲突。故每个工作节点发送信息之后，还要继续监听线路，判定是否有其他节点正与本节点同时向传输线发送。一旦发现，便中止当前发送。 b. 令牌（token) 令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌的方法。谁得到令牌，谁才有权发起通信。 （1）令牌环（token-ring）方式 用于