西南科技大学2014-2015年-《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题.docx

根据给定的文件信息，我们可以总结出以下几个关键知识点： ### 工业控制网络与现场总线技术概述 #### 1. 电脑网络分类 - **广域网**（Wide Area Network, WAN）：覆盖范围广泛，如城市间、国家间的连接。 - **城域网**（Metropolitan Area Network, MAN）：介于局域网和广域网之间，通常覆盖一个城市。 - **局域网**（Local Area Network, LAN）：覆盖范围较小，通常在建筑物内部。 #### 2. 光纤类型及其原理 - **单模光纤**：适用于远距离传输，中心玻璃芯较细，传输单一模式光线。 - **多模光纤**：适用于短距离传输，中心玻璃芯较粗，可传输多种模式光线。 - **全反射原理**：光线在光纤中传播时，遇到光纤壁会发生全反射，从而沿光纤传播。 #### 3. 工业自动化网络控制系统结构 - **现场设备层**：负责采集数据并执行命令。 - **车间监控层**：实现数据处理和逻辑控制。 - **工厂管理层**：进行综合管理和决策。 #### 4. CAN通信模型 - 参照ISO/OSI标准模型，CAN通信模型包括： - **物理层**：负责信号传输。 - **数据链路层**：提供可靠的数据传输服务。 ### CAN总线技术 #### 5. CAN报文帧类型 - **数据帧**：用于传输具体数据。 - **远程帧**：请求接收数据。 - **出错帧**：指示错误状态。 - **超载帧**：表明接收器无法接收更多数据。 #### 6. 同步方式 - 在报文帧的传送过程中，同步方式包括： - **位同步**：每个比特位的时间同步。 - **字同步**：每个数据字的时间同步。 - **帧同步**：整个数据帧的时间同步。 #### 7. CAN总线发展阶段 - 经历了从**基地式仪表控制系统**、**集中式数字控制系统**、**集散控制系统**到**现场总线控制系统**的主要阶段。 #### 8. CAN总线特性 - CAN总线是一种**异步通信**网络，支持**分布式实时控制**。 - 支持**位仲裁的介质访问方式**，允许多个节点同时发送数据，并通过仲裁机制解决冲突。 - CAN总线上的数据传输采用**显性和隐性**两种逻辑值。 #### 9. CAN总线错误类型 - 包括**位错误**、**填充错误**、**CRC错误**、**格式错误**和**应答错误**。 ### 现场总线控制系统 #### 10. 控制网络与控制系统的集成 - 现场总线控制系统是**过程自动化**和**制造自动化**中最底层的通信网络，实现了现场设备之间的互联和控制。 #### 11. CAN总线的介质访问方式 - CAN总线支持**多主工作方式**，任何节点都可以主动发送信息。 #### 12. CAN总线通信模型 - CAN总线的ISO/OSI参考模型包括**数据链路层**和**物理层**。 #### 13. CAN总线空闲状态 - CAN总线空闲时，网络电平保持在**隐性1位**的状态。 ### 其他现场总线技术 #### 14. PROFIBUS - **PROFIBUS-DP协议**包含**用户接口层**和**直接数据链接映射层**。 - PROFIBUS标准IEC61158提供了三种传输方式：**双绞线**、**同轴电缆**、**光纤**。 - 基于PROFIBUS的远程监控系统由**底层控制层**、**SCADA层**和**远程监控层**组成。 - **ControlNet**、**DeviceNet**和**Ethernet/IP**是罗克韦尔公司推出的三种现场总线产品。 #### 15. 局域网的基本结构 - 局域网的基本拓扑结构包括**星型**、**环型**和**总线型**。 #### 16. 自动控制系统的演进 - 自动控制从**非智能**、**低智能**发展到**高智能**阶段，主要经历了**模拟仪表控制系统**、**直接数字控制系统**、**集散控制系统**和**现场总线控制系统**四个阶段。 #### 17. 分布控制系统拓扑结构 - 分布控制系统拓扑结构主要采用**星形**、**环形**和**总线型**结构。 #### 18. 通信方式 - 通信方式按信息传输方向分为**单工**、**双工**和**半双工**。 #### 19. 介质访问方式 - 介质访问方式分为**随机访问**和**受控访问**两大类，常用的争用总线技术为**CSMA/CD**。 ### 结论 工业控制网络与现场总线技术是现代制造业中的关键技术之一，涵盖了从基础网络架构到高级控制系统的各个方面。通过对这些知识点的学习，不仅可以帮助我们理解工业自动化的基本原理，还能够深入了解现场总线技术的发展历程及其在实际应用中的重要性。这些技术的发展对于提高生产效率、降低成本以及实现智能制造等方面具有重要意义。