工业控制网络春补考答案文档格式.docx
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总分
分
数
评卷人
本题得分
一、填空题(共27分,每空0.5分)
1、现场总线的国际标准有IEC61158、IEC62026、ISO11898、ISO11519等,中国标准有GB/T20540、GB/T18858、GB/T19582等。
2、工业控制系统用现场总线国际标准IEC61158第4版中规定了众多的现场总线类型,其中包括CIP、PROFIBUS、HART、EPA、WorldFIP、INTERBUS、TCnet、EtherCAT,等等。
3、在CAN总线中,对于未检出的已损报文的剩余错误概率小于报文出错率4.7×
10-11。
4、在CAN总线中,参与CRC计算的有数据场、控制场、仲裁场以及帧起始。
5、在DeviceNet协议中,一个I/O报文中数据的含义被相应的连接ID隐含,而一个显式报文的含义/预期用途是在CAN数据场中被指明的。
6、在DeviceNet协议中,动态I/O连接是通过先前所建立的显式连接、与连接类联系而被建立的。
第1页(共10页)
试题:
工业控制网络班号:
姓名:
7、在DeviceNet协议中,开放显式信息连接请求的十六进制服务代码是4B,关闭连接请求的十六进制服务代码是4C,错误响应的十六进制服务代码是14。
8、在DeviceNet的I/O报文分段协议中,若段类型值为0时,则段计数值必须为0或3F,其中后者表明这既是第一段也是最后一段。
I/O报文分段中所谓的的“非应答”,并非没有应答,而是恰恰使用了CAN的应答场进行应答。
9、在DeviceNet中,连接对象实例的传送类_触发属性涉及到了3种传送类,其中传送类0的行为特征是只生产或只消费,而传送类2和传送类3的共同特征是都是双向的,区别是传送类2由连接实例负责,传送类3由应用对象负责。
10、在DeviceNet中,设置DeviceNet对象实例的分配信息属性的分配选择字节时,周期和COS两种I/O触发方式互不相容且应答禁止位一般与其相伴生。
另外,第0位即显式报文位对仅限组2服务器是必须的。
11、DeviceNet现场总线中,主站被称为Master,有时也被称为Scanner。
12、DeviceNet现场总线在预定义主/从连接组中规定,轮询连接使用2号连接实例,位选通连接使用3号连接实例,显式连接使用1号连接实例,从站发起的COS/周期连接使用4号连接实例。
13、DeviceNet的一个显式报文使用一个CAN帧的数据场来传送DeviceNet定义的信息。
一个分段的显示报文包括报文头、分段协议、报文体。
14、在CAN中,一个正确地接收到有效报文的接收器,在应答间隙期间,通过传送一个显性位将此信息报告给发送器。
15、ControlNet现场总线的MAC帧中,起始界定符的形式为{+,0,-,+,-,1,0,1},结束界定符的形式为{1,0,0,1,+,-,+,-}。
16、在OSI中,1层~3层是链接起来的,4层~7层是端到端的。
第2页(共10页)
二、判断题(共7.5分,每小题0.5分)
1、现场总线与现场总线控制系统或现场总线系统/网络往往是不做区分的。
答:
(正确)
2、模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和传输。
3、CAN总线的位填充从帧起始开始,一直持续到数据场结束。
(错误)
4、CAN总线的错误计数器计数规则体现了这样的精神,即:
对发送器和接收器一视同仁,但对干扰源惩罚的要多,且计数器上升得快、下降得慢。
5、CAN总线可以通过使用中继器延长通信距离。
6、在DeviceNet现场总线中,开放显式信息连接成功响应中规定若使用组选2,则目的报文ID和源报文ID都由响应方分配。
7、在DeviceNet现场总线中,对显式分段报文进行应答时,因数据不超过8个字节,所以Frag位不置1。
8、在DeviceNet现场总线中,报文的发送和接收是由连接对象内部调用链接生产者的发送服务和链接消费者的接收服务来实现的。
9、在DeviceNet现场总线中,对于显式信息连接实例,若要发送的数据长度大于8字节,但实际上限不知道,则其生产_连接_长度属性值设为FFFF。
10、在DeviceNet现场总线中,DeviceNet对象实例的总线脱离计数器属性值,在对其执行设置_属性_单个服务时,清为0,而不管数据是几。
第3页(共10页)
11、在DeviceNet预定义主/从连接中,从站在被主站告知前不能发起任何通信。
12、在DeviceNet中,仅限组2服务器仅能接受组2报文和发送组1报文。
13、在DeviceNet中,位选通命令报文中的数据可以被从站忽略、响应或仅做触发。
14、在DeviceNet中,仅限组2服务器在刚上线时,仅限组2未连接显式报文端口是唯一激活的外部可视端口。
15、在ControlNet现场总线中,链路数据包的长度域放置的是链路数据包的字节对数量,其值乘以2就是链路数据包的长度。
三、连线题(共12分,每条连线0.5分)
1、将下列现场总线类型与提出它们的公司用线连起来?
(本小题3.5分)
第4页(共10页)
2、下列协议属于OSI网络参考模型的哪一层协议,请用线把它们连起来。
(本小题4.5分)
3、DeviceNet连接对象实例属性中的状态属性共有以下6种取值。
请在下面用连线表示出显式连接和I/O连接分别使用的值。
(本题4分)
第5页(共10页)
四、差分曼彻斯特编码结合了差分码与曼彻斯特编码两者的优势:
数据在开始表示,有变化为1,无变化为0,同步在码元中间表示,请给出数据0100110的差分曼彻斯特编码波形,限定初始状态为高电平。
五、下面的CAN总线逐位仲裁的例子中有几处错误请指出来并作简要说明。
(本题3分)
第6页(共10页)
六、简答题(共8分)
1、IEC61158国际标准不得不采纳多种现场总线的原因有哪些?
一是技术原因。
目前尚没有一种现场总线对所有应用领域在技术上都是最优的。
二是利益驱动。
出于保护自身投资利益的需要,各大公司和总线组织都力争使自己支持的现场总线成为国际标准。
2、在CAN总线中,报文的实际有效时刻对于发送器和接收器来说是不同的。
请说一说CAN总线中关于报文的有效性是如何规定的?
对于发送器而言,如果直到“帧结束”终结一直未出错,则报文有效。
如果报文受损,将自动地并且按照优先权次序重发送。
为了能同其它报文竞争访问总线,总线一旦空闲重发送立即开始。
对于接收器而言,如果直到最后(除“帧结束”的那一位)一直未出错,则报文有效。
3、在DeviceNet现场总线中,怎样才能确定一个节点不在链路上?
(本题2分)
首先通过发送间隔为1s的2次组3报文ID64B请求,若无响应则可以确定该节点即使存在也只是一个仅限组2服务器;
再通过仅限组2未连接显式报文端口向该节点分配预定义主/从连接组,若无响应则可确定该节点不在链路上。
第7页(共10页)
七、一个设备,需以250微秒为周期,每次发送8个字节的I/O数据到DeviceNet总线上,请为其选择合理的总线通信速率。
若使用SJA1000独立CAN控制器,晶振频率为16MHz,请设计出BTR0和BTR1的值。
。
(本题5分)
根据题意,若满足要求,DeviceNet总线通信速率应不小于444kbps(即111x1000000÷
250),因为DeviceNet只使用125kbps、250kbps、500kbps三种通信速率,故只有选择500kbps,才能满足要求。
BTR0各位为:
SJW.1/SJW.0/BRP.5/BRP.4/BRP.3/BRP.2/BRP.1/BRP.0
BTR1各位为:
SAM/TSEG2.2/TSEG2.1/TSEG2.0/TSEG1.3/TSEG1.2/TSEG1.1/TSEG1.0
因tCLK=1/fXTAL=1/16M=62.5纳秒,
则CAN系统时钟tscl=2tCLKBRP=125BRP纳秒。
若使波特率为500kbps,则每一位的位时间T须为2微秒(即2000纳秒),令其含有p(8-25的整数)个CAN系统时钟,则应使125*p*BRP=2000,故波特率预引比例因子BRP=1,p=16。
因BRP=32BRP.5+16BRP.4+8BRP.3+4BRP.2+2BRP.1+BRP.0+1,
故BRP.5-BRP.0各位皆应为0。
可取同步跳转宽度(不应超过下文的pTSEG1或pTSEG2)SJW为1,则SJW.1-SJW.0各位皆应为0。
故解得BTR0=0x00。
因波特率为500kbps,属高速总线,所以应采用1次采样,SAM取值0。
因每一位时间T=tSYNCSEG+tTSEG1+tTSEG2,
所以有:
p=pSYNCSEG+pTSEG1+pTSEG2
16=1+pTSEG1+pTSEG2
可令pTSEG1=13,pTSEG2=2
则TSEG2.2=0、TSEG2.1=0、TSEG2.0=1
TSEG1.3=1、TSEG1.2=1、TSEG1.1=0、TSEG1.0=0
故解得BTR1=0x1C。
所以BTR0=0x00、BTR1=0x1C为本题的一组解。
(本题答案不唯一)
第8页(共10页)
八、在DeviceNet现场总线中,已知主站的MACID为1A,它要以轮询的方式发送18字节数据:
010*********给MACID为2C的从站,而从站给主站的应答数据为010*********,请写出它们通过预定义主/从连接进行通信的过程,从站轮询连接实例的消费_连接_长度大于8,而生产连接长度等于8。
要求给出CID及数据场的完整二进制形式,并给出CID的十六进制值。
(本题3.5分)
第9页(共10页)
附页
参考信息:
标识符位
标识用途
16进制
范围
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
组1报文ID
源MACID
组1报文
000-3ff
从站的I/OCOS或周期报文
从站的位选通响应报文
从站的I/O轮询响应或COS/周期应答报文
MACID
组2报文ID
组2报
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