工业控制网络春补考答案.docx

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工业控制网络春补考答案

班级

学号

姓名

哈工大2008年春季学期

工业控制网络试题B

题

号

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

分

数

评卷人

本题得分

一、

名词解释（共5分）

1、现场总线（本题4分）

答：

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。

2、协议（本题1分）

答：

协议是定义（同层对等实体）之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的（一组规则）。

第1页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

二、填空题（共25分，每空0.5分）

1、IEC61158（ED4.0）包含20个类型，其中的13种类型是：

IEC/TS61158、PROFIBUS、P-NET、FFHSE、SwiftNet、WorldFIP、INTERBUS、FFH1、PROFINET、TCnet、EtherCAT、TCnet、EPA；由中国提出的是EPA。

2、目前共有4种现场总线类型成为了中国推荐性国家标准，它们是AS-i、DeviceNet、PROFIBUS、Modbus。

3、ISO/OSI参考模型的7层分别是：

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

4、CAN数据帧由7个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是：

帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。

5、CAN总线中存在5种不同的错误类型：

位错误、填充错误、CRC错误、形式错误、应答错误。

6、在CAN总线中，就故障界定而言，一个单元可能处于下列三种状态之一：

错误激活、错误认可、总线脱离。

7、给出4种网络拓扑结构：

星形拓扑、环形拓扑、总线拓扑、

树形拓扑。

8、现场总线设备的6种类型为：

变送器/传感器、执行器、控制器、

监控/监视计算机、网络互连设备、其它现场总线设备。

第2页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

三、单选题（共10分，每题0.5分）

1、下列现场总线中只进入了中国国家标准指导性文件的是：

A.ControlNetB.Ethernet/IP

C.LonWorksD.Modbus答：

（C）

2、下图中属于相移键控PSK编码的是：

答：

（B）

3、将网络分为“广播式网络”和“点到点网络”，是按照下列哪种分类标准划分的？

A.使用目的B.服务方式

C.交换方式D.传输技术答：

（D）

4、在应用CAN总线重同步规则时，下列哪种情况被认为是一个“提前到来”的跳变沿：

A.沿落在同步段B.沿落在传播段

C.沿落在相位缓冲段1D.沿落在相位缓冲段2答：

（D）

5、CAN总线在进行故障界定时，当错误计数值大于多少时，说明总线被严重干扰？

A.96B.119C.127D.255

答：

（A）

第3页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

6、标准格式的CAN报文标识符可用数目为多少个？

A.211B.211-27C.211-24D.211-23

答：

（C）

7、DeviceNet所使用的5芯电缆，规定CAN_L使用什么颜色？

A.红色B.蓝色C.黑色D.白色

答：

（B）

8、DeviceNet组3报文中，共有多少个报文ID可供使用？

A.16B.8C.7D.4答：

（C）

9、DeviceNet开放显式信息连接请求/响应中的“报文体格式”值为0时，表示：

A.8位类ID/8位实例IDB.16位类ID/16位实例ID

C.16位类ID/8位实例IDD.8位类ID/16位实例ID

答：

（A）

10、DeviceNet协议中若分段协议字节值为十六进制82，则说明这是：

A.第一段B.中继段C.最后一段D.应答段

答：

（C）

11、根据DeviceNet协议，3号类是指下面的那个对象类？

A.链接生产者对象类B.链接消费者对象类

C.连接对象类D.DeviceNet对象类答：

（D）

12、在DeviceNet现场总线中，下列16进制类ID代码不属于开放范围的是：

A.0EB.11C.1CD.65答：

（D）

13、在DeviceNet现场总线中，连接对象实例属性有多少个：

A.01B.02C.多于10D.多于20答：

（C）

14、在DeviceNet现场总线中，一个由应用对象负责响应的从站轮询连接实例其“传送类_触发”属性十六进制值应为：

A.22B.23C.82D.83答：

（D）

第4页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

15、一个DeviceNet节点若未明确指定，其默认的MACID和波特率是多少？

A.0和125kbpsB.0和500kbps

C.63和125kbpsD.63和500kbps

答：

（C）

16、若一DeviceNet从站其分配选择字节为十六进制07，则下列哪个连接未被分配？

A.位选通B.轮询C.COS/周期D.显式

答：

（C）

17、根据DeviceNet预定义主/从连接组报文规定，若从站有COS事件要向主站报告并接收主站对其应答，则使用下面哪一对报文？

A.组1报文IDD，组2报文ID2

B.组1报文IDE，组2报文ID0

C.组1报文IDF，组2报文ID5

D.组2报文ID3，组2报文ID4答：

（A）

18、DeviceNet对象的实例ID为？

A.01B.02C.03D.04

答：

（A）

19、CAN总线中，对于标准格式的数据帧，不计位填充，最长的位数为：

A.108B.44C.52D.128

答：

（A）

20、ControlNet使用的MAC机制为：

A.CSMA/CDB.令牌环

C.非破坏性逐位仲裁机制D.隐性令牌传递机制答：

（D）

第5页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

四、判断题（10分，每小题1分）

1、CSMA/CD媒体访问控制方式中，如使用P坚持退避算法，若节点数目与P的乘积大于1，则冲突不可避免。

答：

（正确）

2、UDP是网络层的协议。

答：

（错误）

3、CAN2.0规范规定：

硬同步只发生于帧起始的位置。

答：

（正确）

4、CAN总线中接收器在送出错误标志后的第一位检出一个“显性”位，接收错误计数加8。

答：

（正确）

5、CAN总线中，对于报文发送器和接收器，报文的实际有效时刻是不同的。

答：

（正确）

6、组3报文ID5、6，组2报文ID6、7都被规定了特殊用途。

答：

（正确）

7、在DeviceNet现场总线中，发送触发定时器、静止/看门狗定时器的值与EPR有关。

答：

（正确）

8、在DeviceNet现场总线中，若DeviceNet对象实例属性的“分配选择字节”的“主站的MACID”值为255，则该从站被分配给255号主站。

答：

（错误）

9、在DeviceNet现场总线中，位选通命令的CAN数据区部分在长度上为0或8字节。

答：

（正确）

10、ControlNet现场总线支持位选通、轮询、状态改变/周期4种I/O触发方式。

答：

（错误）

第6页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

五、现场总线控制系统的软硬件构成如何？

（本题5分）

答：

现场总线控制系统是由硬件与软件两大部分组成的。

硬件包括：

总线电缆与总线设备；软件包括：

组态工具软件、组态通信软件、监控组态软件、设备编程软件、系统用户程序软件、设备接口通信软件、设备功能软件。

本题得分

六、现场总线的技术特点是什么？

（本题5分）

答：

（1）现场总线是现场通信网络；

（2）现场总线是数字通信网络；

（3）现场总线是开放互连网络；

（4）现场总线是现场设备互连网络；

（5）现场总线是结构与功能高度分散的网络；

（6）现场总线是互操作性与互换性网络；

第7页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

七、给出SJA1000上电初始化程序步骤，并对相应寄存器的取值作必要解释。

要求其工作在BasicCAN模式下，在使用16M晶振的情况下，实现位速率500kbps通信，要有一定的报文滤波功能，能够接收并只接受64条报文，在TX0管脚采用正常输出模式、推挽输出，支持错误中断、溢出中断和接收中断。

（相关表格参见附页）

（本题5分）

答：

CR←1b

AC←08

AM←07

BTR0←01

BTR1←14

OC←1a

CR←1a

第8页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

本题得分

八、在一个DeviceNet总线系统中，MACID值为1的主站分别与MACID值为4、13、49的从站建立了预定义主/从连接组关系。

已知各从站的DeviceNet对象实例1的分配选择字节为：

4号从站——0x10；13号从站——0x06；49号从站——0x05。

并且4号从站表现为客户机行为。

请写出它们之间按上述主/从关系进行通信的连接ID（CID）。

（相关表格参见附页）

（本题5分）

答：

根据分配选择字节的定义，

4号从站被主站1分配的是状态改变（COS）连接，且从站是客户机。

故根据预定义主/从连接组标识符区的定义，得：

4号从站对主站1的COS请求报文=01101000100B，即CID=344hex；

主站1对4号从站的COS响应报文=10000100010B，即CID=422hex。

13号从站被主站1分配的是位选通和轮询连接，故根据预定义主/从连接组标识符区的定义，得：

主站1对13号从站的位选通请求报文=10000001000B，即CID=408hex；

13号从站对主站1的位选通响应报文=01110001101B，即CID=38Dhex。

主站1对13号从站的轮询请求报文=10001101101B，即CID=46Dhex；

13号从站对主站1的轮询响应报文=01111001101B，即CID=3CDhex。

49号从站被主站1分配的是位选通和显式连接，故根据预定义主/从连接组标识符区的定义，得：

主站1对49号从站的位选通请求报文=10000001000B，即CID=408hex；

49号从站对主站1的位选通响应报文=01110110001B，即CID=3B1hex。

主站1对49号从站的显式请求报文=10110001100B，即CID=58Chex；

49号从站对主站1的显式响应报文=10110001011B，即CID=58Bhex。

第9页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

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

0

0

组1报文ID

源MACID

组1报文

000-3ff

0

1

1

0

1

源MACID

从站的I/OCOS或周期报文

0

1

1

1

0

源MACID

从站的位选通响应报文

0

1

1

1

1

源MACID

从站的I/O轮询响应或COS/周期应答报文

1

0

MACID

组2报文ID

组2报文

400-5ff

1

0

源MACID

0

0

0

主站的I/O位选通命令报文

1

1

0

源MACID

0

0

1

保留给主站使用-使用为TBD

0

目的MACID

0

1

0

主站的COS或周期应答报文

1

0

源MACID

0

1

1

从站的显式响应报文

1

0

目的MACID

1

0

0

主站的显式请求报文

1

0

目的MACID

1

0

1

主站的I/O轮询/COS/周期报文

1

0

目的MACID

1

1

0

仅限组2未连接显式请求报文（保留）

1

0

目的MACID

1

1

1

重复MACID检验报文

图1预定义主/从连接组标识符区定义

7

6

5

4

3

2

1

0

保留

应答禁止

周期

COS

保留

位选通

轮询

显式报文

图2DeviceNet对象实例属性中分配选择字节内容定义

[（ID.10-ID.3）≡（AC.7-AC.0）]

（AM.7-AM.0）≡11111111

图3SJA1000的BasicCAN模式报文滤波公式

BIT7

BIT6

BIT5

BIT4

BIT3

BIT2

BIT1

BIT0

SJW.1

SJW.0

BRP.5

BRP.4

BRP.3

BRP.2

BRP.1

BRP.0

图4SJA1000的总线定时寄存器0（BTR0）各位说明

BIT7

BIT6

BIT5

BIT4

BIT3

BIT2

BIT1

BIT0

SAM

TSEG2.2

TSEG2.1

TSEG2.0

TSEG1.3

TSEG1.2

TSEG1.1

TSEG1.0

图5SJA1000的总线定时寄存器1（BTR1）各位说明

第10页（共12页）

试题：

工业控制网络班号：

姓名：

附页

参考信息：

BIT7

BIT6

BIT5

BIT4

BIT3

BIT2

BIT1

BIT0

OCTP1

OCTN1

OCPOL1

OCTP0

OCTN0

OCPOL0

OCMODE1

OCMODE0

OCMODE1

OCMODE0

说明

0

0

双相输出模式

0

1

测试输出模式

1

0

正常输出模式

1

1

时钟输出模式

驱动

TXD

OCTPX

OCTNX

OCPOLX

TPX

TNX

TXX

悬浮

0

0

关

关

悬浮

下拉

0

0

1

0

关

开

低

1

0

1

0

关

关

悬浮

0

0

1

1

关

关

悬浮

1

0

1

1

关

开

低

上拉

0

1

0

0

关

关

悬浮

1

1

0

0

开

关

高

0

1

0

1

开

关

高

1

1

0

1

关

关

悬浮

推挽

0

1

1

0

关

开

低

1

1

1

0

开

关

高

0

1

1

1

开

关

高

1

1

1

1

关

开

低

图6SJA1000输出控制寄存器（OCR）各位说明、OCMODE各位说明以

及输出引脚配置

第11页（共12页）试题：

工业控制网络班号：

姓名：

附页

参考信息：

寄存器

位

符号

名称

值

通过硬件复位

通过软件或因总线脱离使CR.0位置位

控制

CR.7

-

保留

0

0

CR.6

-

保留

CR.5

-

保留

1

1

CR.4

OIE

溢出中断使能

CR.3

EIE

错误中断使能

CR.2

TIE

发送中断使能

CR.1

RIE

接收中断使能

CR.0

RR

复位请求

1（复位模式）

1（复位模式）

图7SJA1000控制寄存器（CR）各位说明

第12页（共12页）