工业网络2分析和总结.docx
一、试题形式：选择题（5*2=10分），填空题（10*2=20分），判断题（10*1=10分），名词解释（5*3=15 分），简答题（7*5=35分），综合应用题（170=10分）。二、选择题考核知识点（1）串行通信与并行通信（2）终端电阻（3） Devicenet报文组仲裁（4）多路复用技术（5）现场总线同OSI模型的对照（6）局域网的特征（7） CIP的应用（8）数据传输率的计算（9）各总线的通信速率（10） CAN的数据帧三、填空题知识点（1） Profibus 的组成（2）网络层的任务（3）令牌访问控制类型（4）网络设备工作在0SI模型的第几层（5）数据链路层的任务CAN的层次结构（6） MODBUS的消息帧、错误检测方法NUT的组成（9）总线的集成方法CIP的类地址（11）工业以太网的生存性Device的层次结构（12） CAN的出错帧（14）工业以太网的介质访问控制方法（15） RS-485、RS-232 的电气特性四、判断题知识点。五、名词解释比特率：指单位时间内所传送的二进制序列的位数。码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的 信号称为二进制码元。而这个间隔被称为码元长度。曼彻施特编码：是个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码个同步位流的时钟和数据。用电 压的变化表示“0”和“1”。同步通信：以数据块为单位传送信息，在一个数据块（信息帧）内容符与字符间无间隔，接 受时钟与发送时钟严格同步。异步通信：以字符为单位传送信息，字符间异步，字符内部各位同步。速位率：在一个给定系统里，位速率是唯一的，并且是固定的。时间份额：时间份额=m*最小时间份额；由振荡器周期派生出一个固定时间单元，存在一个 可编程的分度值，其整体数值范围为132,以最小时间份额为起点。CTDMA： ControINet 的 MAC子层采用同时间域多路访问协议。OPC：是实现控制系统现场设备级与过程管理级进行信息交互、实现控制系统开放性的关键技术，同时他也 为不同现场总线系统的集成提供了有效的软件实现手段。NUT：按照CTDMA协议，网络时间被分为一个个的时间片，被称为网络更新时间。每个 NUT分为3个局部：预定时段、非预定时段和网络维护时段。六、简答题知识点。简答题主要考核对现场总线重要问题的理解，要求大家在答题中不要只写要点，要有对要 点的简要说明，如果只答要点，要扣分，参考题目全部从作业中选取，现列举如下：（1）简述 CSMA/CD答：载波侦听多址访问（CSMA）方式，就是在采用广播式的无线或有线局域网络中，假设一 个站点发送报文时其他站点很快就可以觉察到，如果某一站点在发报前道通道上有报文在 传送，他就不能再发报，以免产生碰撞，这种用侦听通道情况以决定是否发报的方法，即是载波 侦听多址访问方式，又称为载波侦听多路访问。（2）简述现场总线的开展趋势答（1）现场总线的国际标准还会增加（2）实时工业以太网还要开展（3）现场总线的通信安全问题将成为研究热点（4）无线通信正在崭露头角（5）现场总线控制系统是全面数字化、网络化的控制系统（6）现场总线控制系统的网络结构向简单化的方向开展（7）现场总线控制系统大量采用成熟、开放、通用的技术（3）比拟0SI参考模型和TCP/IP模型答（1）二者都采用了层次结构的概念，在传输层定义了相似的功能。（2） TCP/IP的应用层与0S1的应用层相对应;TCP/IP的传输层与0S1的传输层相对应； TCP/IP的网络层与0SI的网络层相对应；TCP/IP的链路层与0SI的数据链路层及物理层相 对应，而0SI的表示层与会话层在TCP/IP参考模型中那么没有与之对应的层。（4）令牌传递总线介质访问控制应该具有哪些功能？答（1）令牌传递算法。逻辑环按递减的站地址次序组成。刚发完帧的站将令牌传给后继站。后 继站应立即发送数据或令牌帧，原先释放令牌的站侦听到总线上的信号，便可以确认后继站获 得了令牌；（2）逻辑环的初始化。网络开始启动时，或者由于某种原因，在运行中所有站点活动的时 间超过规定的时间，都需要进行逻辑环的初始化。初始化的过程是一个争用的过程，争用的结 果是只有一个站能获得标记，其他的站用站插入算法插入；（3）站插入算法。逻辑环上的每个站应周期性地使新的站有机会插入环中，当同时有几 个站要插入环中时，可以采用带有响应窗口的争用处理算法；（4）退出环路。一个工作站需将其自身从环路中退出，并将其先行站和后继站连接起来：（5）恢复。网络中可能发现过失，特别是丧失的令牌应能恢复，在多重令牌情况下能识别 处理。（5）简述MODUS消息帧。答：MODUS有RTU方式和ASCII方式两种传送方式ASCII帧：使用ASCII模式，消息以冒号开始，以回车换行符结束RTU帧：使用RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始（6）简述PROFIBUS数据链路层报文格式。答：无用户数据信息，长度固定的报文：11SD1DASAlFC .FCSED有用户数据信息，长度固定的报文:SD3DASAFCDSAPDSAPData unitFESED有用户数据信息，长度可变的放文：SD2LELErSD2DASAFCDSAPDASP| Data unitFCSED短应答:|sc |令禺报文:SD1 | DA |SA其中，SDx：开始定界缸 SD1 10H, SD268H, SD,3A2H, SD4DCH；LE：长度，占1个字节，取值范围是4-249； DA：目的地址；FC：功能码；LEi':重复 长度，占1个字节，取值范围是4249； SA：源地址；FCS：帧检查顺序；DSAP：目的 服务存取点；SSAP：源服务存取点；Du：数据单元；ED：结束定界符，16H：（7）简述PROFIBUS乎文中用无用户数据,长度固定的报文的格式及其含义。SDI | DA | SA | FC| FCS""| EDSDx：开始定界符，SDI 10HDA：目的地址SA：源地址 FC：功能码FCS：帧检查顺序ED：结束定界符，16H（8） CAN的数据帧有7个不同的位场构成，试写出其组成，并说明其主要含义。答：帧起始：SOF标志数据帧和远程帧的起始，它仅由一个显性位构成。仲裁场：仲裁场由标识符和远程发送请求（RTR）组成。控制场：控制场6位组成,即rl、rO、DLC3、DLC2、DLC1、DLCOo数据场：数据场由数据帧中被发送的数据组成，它可包括08个字节，每个字节8位。CRC场：CRC场包括CRC序列，后随CRC界定符。应答场：应答场为两位，包括应答间隙和应答界定符。帧结束：每个数据帧和远程帧均由7个隐性位组成的标志序列界定。（9）简述CAN总线中存在的错误类型。答（1）位错误：（2）填充错误：（3） CRC 错误；（4）形式错误；（5）应答错误；它们并不互相排斥。（10）简述DeviceNet的报文分组。答：DeviceNet的每一个连接由一个11位的连接标识符来标识，该11位的连接标识符包括 了媒体访问控制标识符和报文标识符。通过对标识符第9、10位的定义，DeviceNet上的信 息被划分为优先级不同的四个报文组：组1、组2、组3、组4。连接标识符属于组1的报文 的优先级最高，通常用于发送设备的I/O报文，连接标识符属于组4的报文的优先级最低， 用于设备离线时的通信。报文ID的位数对不同报文组不一样，组1为4位（16个通道）， 组2为3位（8个通道），组3为3位（8个通道），组4为6位（64个通道）。（11）简述CIP协议的数据触发方式。答：CIP协议支持位选通、轮询、状态改变和循环等多种I/O数据触发方式。在不同的场合 选用合理的I/O数据触发方式，可以显著提高网络利用效率。当然，CIP支持I/O数据触发 方式也并不意味着每个CIP设备都支持所有可能的I/O数据触发方式。（12）控制网络与信息网络互连集成时应该注意的问题有哪些？答（1）实时性问题：（2）基于Web环境的网页与远程数据库连接问题；（3）网络安全问题。（13）简述如何保证工业以太网通信的实时性。答（1）工业以太网交换机；（2）使用全双工通信模式；（3）采用虚拟局域网技术；（4）优先级服务。(14)控制网络与信息网络集成的网络互连技术有哪些？答(1)在控制网络和信息网络之间加几转换接口；(2)基于DDE的技术；(3)采用统一的协议标准；(4)采用数据库访问技术；(5)采用OPC技术。综合应用题主要考核对这门课程的理解和应用，与我们的实验相关。
