網(wǎng)絡總線及技術(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)場總線概述現(xiàn)場總線概述1簡述簡述FCSFCS的主要技術(shù)特點和優(yōu)點是什么？（的主要技術(shù)特點和優(yōu)點是什么？（FCSFCS名詞解釋見名詞解釋見3434背頁）頁）（1）現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)的技術(shù)特點：①系統(tǒng)的開放性。相關(guān)標準的公開、一致性，通過現(xiàn)場總線構(gòu)筑自動化領(lǐng)域的開放互連系統(tǒng)具備互可操作性與互用性。不同生產(chǎn)廠家性能類似的設(shè)備可實現(xiàn)互換性。互可操作性：實現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備間的信息傳輸；互用性：不同廠家性能類似設(shè)備

2、可實現(xiàn)互換性。②現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性。僅靠現(xiàn)場總線設(shè)備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設(shè)備運行狀態(tài)。包括傳感測量、補償計算、數(shù)據(jù)處理與控制等③系統(tǒng)的實時性與確定性。測控任務具有嚴格的時序和實時性要求，否則可能造成控制系統(tǒng)的災難性后果。這也要求通信機制能夠保證時間發(fā)布和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。④現(xiàn)場環(huán)境的適應性?，F(xiàn)場總線是專為生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)計的，支持多種傳輸介質(zhì)，具有較強的抗干擾能力，滿足本質(zhì)安全防爆等各種環(huán)境要求。⑤采用成熟先

3、進技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。設(shè)備描述語言DDL、技術(shù)等?，F(xiàn)場總線可構(gòu)成全分散性控制系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。（2）現(xiàn)場總線的優(yōu)點：由于現(xiàn)場總線具有以上突出的特點，它使控制系統(tǒng)從設(shè)計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行以及檢修維護，都體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。①節(jié)省系統(tǒng)投資、安裝費用和維護費用。②設(shè)計、組態(tài)、安裝、調(diào)試簡便，系統(tǒng)維護、設(shè)備更換和系統(tǒng)擴充方便。③用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)，系統(tǒng)易于重構(gòu)。④提高了控制系統(tǒng)的安全性、可靠性和準確性

4、。⑤完善了企業(yè)信息系統(tǒng)，為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎(chǔ)。2為什么說為什么說FieldbusFieldbus是底層控制網(wǎng)絡是底層控制網(wǎng)絡InfraInfra（從Fieldbus的結(jié)構(gòu)特點分析說明）。（1）?現(xiàn)場總線將單個分散的現(xiàn)場設(shè)備變成網(wǎng)絡節(jié)點，相互之間連接成可以互通信息、共同完成測量控制任務的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。?每個節(jié)點實際上是一個智能設(shè)備，能夠獨立完成從控制、檢測，到運算、顯示、報警等多種任務。（2）現(xiàn)場總線是低層控制網(wǎng)絡Infra(I

5、nfra(或者或者3（3）)?Infra（Infrastructurewk），使工廠底層網(wǎng)絡系統(tǒng)的底層現(xiàn)場設(shè)備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場與外界能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換，滿足企業(yè)綜合自動化的發(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)則檢驗監(jiān)督碼元與信息碼元間的關(guān)系，一旦傳輸過程發(fā)生錯碼，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)錯碼或給予糾正。?不同的編碼方法，有不同的

6、檢錯或糾錯能力。一般說來，編碼中增加的監(jiān)督碼元越多，檢（糾）錯的能力就越強，但信道的傳輸速率會下降越多。第三章第三章控制網(wǎng)絡與計算機網(wǎng)絡控制網(wǎng)絡與計算機網(wǎng)絡1為什么控制網(wǎng)絡具有實時性要求？為什么控制網(wǎng)絡具有實時性要求？①?控制網(wǎng)絡直接面向生產(chǎn)過程，因此要求具有很高的實時性、可靠性、數(shù)據(jù)完整性和可用性。②控制網(wǎng)絡位于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，主要完成測量控制任務，多為短幀信息傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性強，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）③通信的實時性：具有嚴格的時序和定時要求?達不到實時性要求或因時間同步等問題影響了網(wǎng)絡節(jié)點間的動作時序，甚至會造成災難性的后果。④?實時系統(tǒng)：硬實時和軟實時?？刂凭W(wǎng)絡中中斷、故障處理、時鐘等一般屬于硬實時；程序循環(huán)、調(diào)用等屬于軟實時。⑤實時性問題：?實時性：如果一個系統(tǒng)或應用能夠恒定滿足實時要求，則系統(tǒng)或應用就具有實時性；即實時響應要求一個系統(tǒng)在任何條件下都能在明確指定的時間內(nèi)發(fā)生響應

8、。（圖見課件16頁）2簡要說明網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)及其特點。簡要說明網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)及其特點。?網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、信號方式（信息編碼）、訪問控制方式和傳輸信道（介質(zhì)）是影響網(wǎng)絡性能的主要因素。（一）計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡各個站點（節(jié)點）的互聯(lián)方式。物理拓撲結(jié)構(gòu)描述了節(jié)點間的實際連接；邏輯拓撲結(jié)構(gòu)描述了節(jié)點間的信息流動方式。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)主要有：(1)星型拓撲結(jié)構(gòu)：由中心節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如交換網(wǎng)絡中心，無線通信。任何節(jié)點之間通信需要通

9、過中心節(jié)點進行；采用了集中通信控制策略，易于實現(xiàn)通信量綜合分析；中心節(jié)點非常復雜，通信處理負擔重，其它節(jié)點簡單，通信量很??；適用于終端集中地方，如圖3.4HUB結(jié)構(gòu)。(2)樹型拓撲結(jié)構(gòu)：分級結(jié)構(gòu)，又稱為分級集中式網(wǎng)絡，如有線電視網(wǎng)。樹型拓撲可以認為是星型拓撲總線拓撲的擴展形式；適應性強，應用廣泛；適用于層次型網(wǎng)絡系統(tǒng)，如圖3.6。(3)總線拓撲結(jié)構(gòu)：節(jié)點間共享同一個總線，如以太網(wǎng)(Ether)?？偩€上1個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，其它節(jié)點都能夠接受