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2011-2012现场总线试题库


1.什么是现场总线?国际电工委员会 IEC61158 对现场总线的定义是什么? 答:现场总线原本是指现场设备之间公用的信号传输线,后又逐渐被定义为应用在生产现 场,在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。 国际电工委员会 IEC61158 对现场总线(field bus)的定义是:安装在制造或过程区域的现 场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据

总线称为现 场总线。

1. 现在各种总线及标准不下二百种,其中 PROFIBUS 现场总线 、 FF 现场总线 、 LONWORKS 总线、 __ WorldFip 现场总线、P-NET 现场总线_ 等是具有一定影响和己 占有一定市场份额的总线。 2.PROFIBUS 协议结构是以开放式系统互联网络 为参考模型,该模型共有七层, PROFIBUS—DP 定义了其中的_第一、二层和用户接口____。 3.利用 OLM 模块进行网络拓朴可分为三种方式_总线型 、_星型 __、冗余环型 _ 。 4.有多种电源模块可以为 S7-300 PLC 和需要 24V 直流的传感器/执行器供电,如:PS305 电 源模块是 直流供电, PS307 电源模块是 交流供电。 5.每个数字量模块的地址寄存器自动按__4 个字节分配,不管实际的 I/O 点数是否与之相 同。 6.工厂自动化网络的分层结构为_现场设备层、车间监控层和_工厂管理层__三个层次。 7. OPT 只适合连接__1__个无光纤接口的 PROFIBUS 站点到集成光纤接口的光纤网上,OBT 是一个_有源 的网络元件, 在网段里也是一个 站点 。 8.PROFIBUS-DP 系统行为有 停止 、 清除 、 运行 三种状态。 9. STEP7 块的类型有 组织块 ,功能 , 功能块 , 背景数据块、 共享数据块 以 及系统功能和系统功能块 10. PROFINET 支持下列三种通信方式 TCP/IP 标准通讯 , 实时 (RT) 通讯 , 同步实 时(IRT)通讯 。 11. STEP7 中的数据类型分为三类 基本数据类型 , 复杂数据类型 和 参数数据类型。 12. PROFIBUS-DP 系统可包括 第一类 DP 主站设备 , 第二类 DP 主站设备 , DP 从站设备 三种不同设备 13. PROFIBUS-DP 是一种 现场级主从循环 的通信, 用于 自动控制系统 和分散的 现场设备 的通信, 可取代 24V DC 或 4—20mA 信号传输 14. PROFINET 由 PROFIBUS 国际组织推出, 是新一代基于 工业以太网 的自动化总线 标准. PROFINET 主要有两种应用方式 CBA 适合模块化分布式的应用; I/O 适合分布式智能站点之间通信的应用 15. 一个 S7-300 站最多可以有 一个 主机架和 三个 扩展机架 16. RS-485 传输是 PROFIBUS 最常用的一种传输技术, 常称为 H2, 采用的电缆是 屏蔽双 绞线 17. RS485 , IEC1158-2 ,和 光纤 是 PROFIBUS 提供的三种数据传输类型 18. 西门子 PLC 有三种类型的启动模式 暖启动 , 冷启动 和 热启动
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19. FC 和 FB 的临时变量储存在系统的 本地数据堆栈 中, 当 FC 或 FB 调用完毕后, 这 些变量空间就会 被释放 126 , 因此临时变量仅在 FC 或 FB 调用期间有效 20. PROFIBUS-DP 允 许 构 成 单 主 站 或 多 主 站 系 统 , 在 同 一 总 线 上 最 多 可 连 接 126 个站点. 单主站系统总线运行阶段, 总线上只有 1 个活动主站, 多主站系统总线运 行阶段,总线上有 多 个主站 21、多主系统中,主站必须得到 响应 才能和其从站进行通信。 22、现场总线 PROFIBUS 通常采用 双绞线 作为传输介质,在电磁干扰很大的环境下,可 使用_光纤_。 23、仅有一个主站和它的从站进行通信的 PROFIBUS 系统称为 单主系统 。 24、主站发送 输出同步 命令后,所编址的从站输出数据锁定在当前状态下。 25、PROFIBUS-DP 采用 可变 速率,从 9.6kbps 到__12Mbps_,PROFIBUS-PA 采 用__固定__速率,为 32.15kbps 。 26、PROFIBUS-DP 采用三级诊断,分别为 本站诊断 、模块诊断 、通道诊断 。 27、PROFIBUS-PA 段与 PROFIBUS-DP 段之间可通过___段耦合器___或_连接器__连 接。PROFIBUS-PA 可以通过总线__接口___和数据传送,可在 DP 网络中使用 。 22.现场总线 PROFIBUS 决定数据通信的是( C )。 A.智能从站 B.DP 从站 C.主站 D.中继器 23、PROFIBUS-PA 总线两端各有一个( C ) A、串联的总线终端电阻 B、并联的 RC 元件 C、无源的总线终端器 D、有源的总线终端器 24、MBP 数据传输技术可以用于( D ) A、PROFIBUS-DP B、PROFIBUS-PA C、PROFIBUS-FMS D、三种都行 25、S7-300CPU 最多可以扩展到( A )个模板。 A、8 B、16 C、32 D、64 26、主站发送同步命令后,将所编址的( A )锁定在当前状态下。 A.从站的输出数据 B.从站的输入数据 C.主站的输出数据 D.主站的输入数据 27. 西门子 PLC 有三种类型的启动模式,但 S7 300CPU 不具有( B )。 A .暖启动 B.热启动 C.冷启动 D.暖启动、冷启动和热启动 28. PROFIBUS-DP 采用( C )诊断。 A.一级 B.二级 C.三级 D.四级 29. FB 有静态变量存储在( B )中。 A.本地数据堆栈 B.背景数据块 C.组织块 D.共享数据块 30. 一个多主系统中,下面哪个说法正确( B )。
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A.主站与从站之间采用令牌方式 B.主站之间采用令牌方式 C.主站按降序组成令牌环 D.主站随时可与从站通信 31. RS485 的数据传输采用( C )编码。 A. 十进制 B.十六进制 C.NRZ(不归零) D.曼彻斯特 32. 在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有( B )实时性。 A.相同的 B.更好的 C. 更差的 D.不能判断 33. 主站发送锁定命令后,将( B )锁定在当前状态下。 A.从站的输出数据 B.从站的输入数据 C.主站的输出数据 D.主站的输入数据 34.利用 OLM 模块( D )网络拓朴结构。 A.只支持总线型 B. 只支持冗余环型 C. 只支持星型 D.三种都支持 35.发送同步命令后,将所编址的( A )锁定在当前在的状态下. A 从站的输出数据 B 从站的输入数据 C 主站的输出数据 D 主站的输入数据 36.一个 S7-300 在最多可以有一个主机架和( C )扩展机架。 A. 1 B. 2 C. 3 C. 4 37.PROFINET 是基于( D )的自动化总线标准。 A. MPI B. PROFIBUS-DP C. PROFIBUS-PA D. 工业以太网技术 38.局部符号可以在( C )使用. A 多个用户程序 B 所有块 C.对其进行定义的块 D.OBI 39. PROFIBUS-DP 总线两端有( D ) 。 A.串联的 RC 元件 B.并联的 RC 元件 C.无源的总线终端电阻 D.有源的总线终端电阻 40.每个数字量模块的地址寄存器自动按( D )个字节分配. A1 B.2 C3 D.4 41.背景数据块可以被( D )使用。 A.OB1 B.指定的 FB C.指定的 FC D.所有块 42.FC 和 FB 的临时变量存储在系统的( C )中。 A.背景数据块 B.组织块 C.本地数据堆栈 D.共享数据块 43.PROFIBUS 总线每个段上最多可接多少个站( B ) 。 A.16 B.32 C.126 D.127 44.PROFIBUS-DP 用了 OSI 模型中的( D )。 A.第一、二、七层 B.第二、三、七层 C.第一、二、六层 D.第一、二层和用户接口 45.下面哪个说法不对( B ) 。 A.中继器为信号放大器 B.中继器可实现星型总线结构 C.中继器占用总线地址 D.中继器是总线负数 46.一类主站典型的是( B ) 。 A.编程器 B.中央控制器 C.执行器 D.驱动器
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47.PROFIBUS-DP 总线站地址最大可为( C ) 。 A.16 B.32 C.126 D.64 3.一类主站典型的是( B ) 。 A.编程器 B.中央控制器 C.执行器 D.驱动器 7.PROFIBUS-DP 总线最多可接多少个站( D )。 A.16 B.32 C.64 D.126 8.没有信号再生,中继器最多可扩展至( B A? ) 。 A.3 B.4 C.5 D.6 10.主站和从站之间循环通信采用( C )通信。 A.广播 B.有选择广播 C.点对点 D.多点

名词解释:
1、 PROFIBUS_____DP profibus-dp 是一种高速低成本通讯,用于设备级控制系统与分散式 I/O 的通讯。 使用 PROFIBUS-DP 可取代 4-20MA 或 24VDC 信号传输。 2、系统实时性 所谓系统的实用性是指现场设备之间,在最坏情况下完成一次数据交换,系统所 能保证的最小时间。简单的说就是现场设备的通信数据更新速度。 3、现场设备层 主要功能是连接现场设备,如分散式 I/O、传感器、驱动器、执行机构、开关设 备等,完成现场设备控制及设备间连锁控制;如一台加工设备控制、一条装配输送线 或一条生产线上的现场设备之间的连锁控制。 主站(PLC、PC 机或其他控制器)负责总线通信管理及所有从站的通信。总线上 所有设备生产工艺控制程序储存在主站中,并由主站执行。 4、PROFINET 由 profibus 国际组织推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。 5、现场总线 现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网 络,是现场通信网络与控制系统的集成。 6、段耦合器
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段藕合器是一个信号转换器,它把 RS485 信号调制成 MBP 信号平,反之亦然。从总 线协议的观点看这些是透明的。 7.连接器 连接器有它自己内在的智能, 它把与 MBP 总线段连接的所有现场设备映象为 RS485 总线段中的单个从站。当使用连接器时,对 RS485 总线段中使用的传输速率没有限制,所以 使用 MBP 连接的现场设备也可以实现快速网络。 8、电子设备数据文件(GSD) GSD 是可读的 ASCII 文本文件,它包含用于通信的通用的和设备专用的规范。每一 个登入项描述一个设备支持的特性。借助于关键字,组态工具从 GSD 读取用于设备组态 的设备标识、可调整的参数、相应的数据类型和所允许的界限值。GSD 代替以前传统的手 册,甚至在组态期间也支持对输入错误和数据一致性的自动检查。

简答题:
1、简述 PROFIBUS_____DP 的同步模式 所有编址的从站输出数据锁定在当前状态下,在后继的用户数据传输期间,从站存储 接收到的传输数据,但它的输出状态保持不变,直到接收到下一同步名命令时,所存储的 输出数据才被发送到外围设备上。用户可通过非同步命令退出同步模式。 2、简述访问过程映像输入输出(I/O)表与直接访问 I/O 模块的区别 与直接 I / 0 访问相比,过程映像访问的优点是在循环程序执行期间,可为 CUP 提供 一致的过程映像信号。在程序执行过程中,当某个输入模块的信号状态更改时,过程映像 中的信号状态将被保持,直到图像在下一个周期中被更新。此外,由于过程映像存储在 CUP 系统存储区中,其访问速度明显快于对信号模块的直接访问。 3、简述影响系统实时性因素 现场总线数据传输速率高具有更好的实时性 数据传输量小系统具有更好的实时性 从站数目少系统具有更好的实时性 主站数据处理速度快使系统具有更好的实时性 单机控制 I / 0 方式,比现场总线方式要有更好的实时性 在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有更好的实时性 主站应用程序大小、计算复杂程度也影响系统响应时间 4、简述行规定义的作用 是由制造商和用户制定的有关设备和系统的特征、功能特性和行为的规范。行规规 范定义了属于某个行规族的设备和系统的参数和行为特性,由于“行规一致性”的开发, 使总线上设备的可互操作性变得容易和可互换性成为可能。行规考虑了现场设备、控制和 集成方法(工程)的应用和专用类型特殊性能。术语行规包括少数特殊设备类型的规范和 用于特定工业应用的广泛的规范。所有行规的通用术语是应用行规。 5、简述功能 FC 和功能块 FB 的区别 FC 和 FB 都是由用户自己编写的程序模块,可以被其他程序调用。与其他编程语言
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中的函数相似,FC/FB 也带有参数。FC 与 FB 的根本区别在于,FC 不具备自己的储存区, 而 FB 拥有自己的储存区——背景 DB,在调用任何一个 FB 时,都必须制定一个背景 DB。 6、简述 STEP7 中全局符号的区别 全局符号是在用户程序范围内有效地符号,局部符号是仅仅作用在一个块内部 的符号。全局符号的定义位置是符号表,局部符号的定义位置是程序块的变量声 明区。两者在使用字符和使用对象上也有所区别。 7、用 PROFIBUS 构成自动化控制系统时应考虑哪些问题 项目是否适于使用现场总线技术 系统实时性要求 有无应用先例 采用什么样的系统结构配置 如何与车间自动化系统或全厂自动化系统的连接

8、阐述基于现场总线的自动化系统的主要优点。
一对 N 结构 增强了现场级信息集成能力 开放式、互操作性、互换性、可集成性 系统可靠性高、可维护性好 降低了系统及工程成本 9、传统的现场级与车间级控制系统和基于现场总线的现场级与车间级控制系统有什么不 同,并画图说明 传统的现场级与车间级控制系统主要特点之一是,现场层设备与控制器之间的连接 是一对一的(一个 I/O 点对设备的一个测控点)所谓 I/O 接线方式,信号传递 4-20mA(传送模 拟量信息)或 24VDC(传送开关量信息)信号。系统主要缺点:信息集成能力不强,系统不 开放、可集成性差、专业性不强,可靠性不易保证,可维护性不高。具体解释看下面:
(1)信息集成能力不强: 控制器与现场设备之间靠 I/O 连线连接,传送4-20mA 模拟量信号或24VDC 等开关量信号并以此监控现场设备。这样,控制器获取信息量有限,大量的数据如设备参数、故障及故 障纪录等数据很难得到。 底层数据不全、 信息集成能力不强, 不能完全满足 CIMS 系统对底层数据的要求。 (2)系统不开放、可集成性差、专业性不强:除现场设备均靠标准 4-20mA/24VDC 连接,系统其它 软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性,因此可集成性差。这种系 统很少留出接口,允许其它厂商将自己专长的控制技术,如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系 统中去,因此,面向行业的监控系统很少。 (3)可靠性不易保证:对于大范围的分布式系统,大量的 I/O 电缆及敷设施工,不仅增加成本,也 增加了系统的不可靠性。 (4)可维护性不高:由于现场级设备信息不全,现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。 另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能,影响了系统的可维护性。

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基于现场总线的控制系统使用一根通信电缆,将所有具有统一的通信协议通信接口的现场 设备(智能化、带有通信接口)连接,这样,在设备层传递的不再是 I/O(4-20mA/24VDC) 信号,而是基于现场总线的数字化通信, 由数字化通信网络构成现场级与车间级自动化监控 及信息集成系统。增强了现场级信息集成能力,系统为开放式,具有互操作性、互换性、 可集成性。系统可靠性高、可维持性好,降低了系统及工程成本。具体解释看下面:
(1)增强了现场级信息集成能力现场总线可从现场设备获取大量丰富信息,能够更好的满足工厂自动 化及 CIMS 系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络,它不单纯取代 4-20mA 信号,还可实现设 备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制,还可完成远程参数化工作。 (2)开放式、互操作性、互换性、可集成性不同厂家产品只要使用同一总线标准,就具有互操作性、 互换性,因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式,允许其它厂商将自己专长的控制技术,如控制 算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去,因此,市场上将有许多面向行业特点的监控系统。 (3)系统可靠性高、可维护性好基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的 I/O 连线,对于大规模 I/O 系统来说,减少了由接线点造成的不可靠因素。同时,系统具有现场级设备 的在线故障诊断、报警、记录功能,可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作,也增强了系 统的可维护性。 (4)降低了系统及工程成本对大范围、大规模 I/O 的分布式系统来说,省去了大量的电缆、I/O 模 块及电缆敷设工程费用,降低了系统及工程成本。

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综合题:
1、 现有一个作为主站的 PLC、一个分散式 I/O、若干个传统设备和若干个智能设备, 请完成一个 PROFIBUS-DP 系统,并设监控站(非二类主站) 。 该系统的方案是 以 PLC 或控制器做一类主站, 监控站通过串口与 PLC 一对一的 连接。这种结构类型,监控站不在 PROFIBUS 网上,不是二类主站,不能直接读取从 站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从 PLC 或控制器中读取。 如图 3-6 所示。

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图3-6: 结构类型2

2.请比较下图设备的实时性 (1) 1 与 2 之间的配合比 3 与 4 之间的配合具有 较差 实时性。 (2) 3 与 5 之间的配合比 3 与 4 之间的配合具有 相同 实时性。 (3) 3 或 4 与 5 之间的实时性是____ 5>3=4_____。

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