1.计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？
1.数据采集与处理 ○2.直接数字控制系统(DDC) 3.监督计算机控制系统(SCC) ○4.集散控制系统答：○
(DCS) 5.现场总线控制系统(FCS)
2.什么是现场总线？简述现场总线系统出现的背景？
答：定义：在生产现场的测量控制设备之间实现双向、串行、多点数字通信的系统称为现场总线，也被称为控制领域的计算机局域网。
出现背景：20世纪80年代，随着通信网络技术，微型计算机技术的发展，通用或专用的微处理器开始逐步进入测量与控制仪表，使之具有数字计算和数字通信能力。在位于现场的多个设备之间，以及现场设备与远程控制计算机之间，实现全数字传输和信息交换，形成各种适应实际需要的控制系统成为一种趋势，现场总线系统正是在背景下出现的。
3.什么是现场总线控制系统？简述现场总线控制系统技术特点。
答：现场总线控制系统是一种新型的网络集成式全分布控制系统。现场总线作为设备的联系纽带，把挂接在总线上的恶、作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并通过组态进一步成为控制系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化以及测、控、管一体化的综合自动化功能。 特点：具有较高的性能价格比、原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行、标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力。 4.简述FCS与DCS的区别？FCS有何优缺点？
答：区别: FCS彻底分散，从根本上改变了集中与分散相结合的DCS结构；适应各种环境；经济性，相对于DCS系统系统成本降低了很多。
FCS的优点：（1）开放性（2）互可操作与互换性（3）设备智能化（4）彻底分散（5）现场总线的适应性（6）系统可靠性（7）信息一致性（8）经济性（9）易于安装和维护
缺点：互连、互通、互操作以及实时性问题很难解决，到目前没有一个统一的、开放的现场总线国际标准。
5.按照数据通信的宽度分类现场总线有几种？Profibus属于哪一类？
答：4种，位传输现场总线，设备现场总线，狭义现场总线，工业以太网。属于设备现场总线。 6.现场总线国际标准由谁制定？目前有哪些标准？
答：国际电工委员会和国际标准化组织。标准有IEC61158、IEC62026和CAN 7.为什么没有统一的现场总线国际标准？目前有哪些因素FCS在工业的推广应用？
答：（1）某些大公司由于早期投入大量资金使得现场总线产品问世较早，一旦国际标准与其技术不符，其投入的大量资金必然化为乌有，因此他们不得不尽力争取成为国际标准。（2）各种现场总线开发组织都受到国际上一些处于垄断地位的跨国公司的支持，而他们开发 的却是打破垄断、全面开放的现场总线，这本身就是一对矛盾。（3）IEC事多极化组织，其代表来自各个国家的一些大公司，根据IEC有关章程，统一的国际组织需要得到75%以上有投票资格国家的赞成。（4）统一的现场总线国际标准之所以难以制定，其技术原因在于使用一种技术方案满足不同用户千差万别的需求，的确是件很难得事，更何况到目前为止，还没有哪种总线在技术上占有绝对优势。 因素：
8.通信系统的基本模型中包含哪几部分？各部分的主要作用是什么？
答：包含信源、发送器、信道、接收器和信宿。信源的作用是将原始信息转换为相应的电信号。发送器的作用是对基带信号进行各种处理和变换。信道的作用是连接发送器和接收器的通信通道。接收器的作用是对接收的信号进行必要的处理和变换，以便恢复相应的基带信号。信宿的作用是接收信息。
9.何谓数据传输模式？常用的传输模式有哪些分类方法？
答：数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的方式。常用的分类方法有:1.并行传输和串行传输 2.异步传输和同步传输 3.单工/半双工/全双工传输 4.基带传输、频带传输和数字数据传输
10.何谓传输媒体？常用的传输媒体有哪些？
答：传输媒体是在数据传输系统中位于发送器和接收器之间的物理通道。常用的传输媒体有：双绞线、同轴电缆、光缆、地面微波、卫星微波、广播无线电波、红外线。
11.数字数据有哪些编码方法？（FSK/ASK/PSK、NRZ/MANCHESTER）编码原理是什么？ 答：编码方式有：不归零码、曼切斯特编码、差分码、差分曼切斯特编码。 幅移键制（FSK）原理是用具有一定幅度的载波信号表示“1”，幅度等于0的载波信号表示“0”。频移键制（ASK）的原理是用“0”调制为较低频率的波，“1”调制为较高频率的波。相移键控（PSK）原理是用相邻两波形相位不变传输“0”，相邻两波形相位变化为180°传输“1”。不归零码原理是在一个比特的起始时刻看信号有没有跳变，如果有跳变，低到高或高到底，则表示“1”，无则表示“0”。曼切斯特编码的原理是每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示\，从低到高跳变表示\。
12.通信接口特性包含哪四个方面的内容？ 答：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性 13.RS-232、RS-422、RS-485各有什么特点？
答：RS-232采用不平衡传输方式，即单端通信，其共模抑制能力差，传输距离最大约为15米，最高速率为20kb/s，RS-232是为点对点通讯而设计的，适合本地设备间的通信。RS-422采用差分传输方式，即平衡传输，支持点对多的双向通信，最大传输距离约1219米，最大传输速率为10Mb/s。RS-422需要一终接电阻，阻值约等于传输电缆的特性阻抗，近距离（300米以下）传输时可不需终接电阻。RS-485采用平衡传输方式需要在传输线上接终接电阻，RS-485可以实现点对点通信，也可进行广播式通信。
14.简述IEC61158.2串行通信接口的功能、物理层结构、物理层信号的编码方法。
答：基本功能是为现场总线设备与传输媒体的连接提供机械和电气接口，为现场总线设备对总线的访问提供合乎规范的信号。物理层结构分为媒体相关子层和媒体无关子层。媒体相关子层负责处理导线、电缆、无线媒体等不同传输媒体的信号转换问题；媒体无关子层是上述媒体相关子层与数据链路层之间的接口。编码方法：协议数据编码、前导码、帧前定界码和帧结束码。 15.何谓差错控制？差错控制有哪些控制策略？
答：为提高通信系统的传输质量而提出的有效地检测错误，并纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制。策略有：纠错码策略、检错码策略 17.何谓多路复用？常用的多路复用技术有哪些？
答：就是把多路信号在一条数据链路上进行传输。常用的技术有：频分复用、时分复用 18.何谓网络体系结构？ISO/OSI参考模型包括哪几层？各层的主要功能是什么？
答：我们将计算机网络的各层及协议的集合称为网络的体系结构。包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。物理层主要功能是为上一层（数据链路层）提供一个物理连接，以透明地传送比特流。数据链路层主要功能是负责在两个相邻节点间的链路上，无差错地传送以帧为单位的数据。网络层的主要功能是选择合适的路由和交换节点，透明地向目的节点交付发送节点所发送的分组。传输层主要功能是根据通信子网的特性最佳地利用资源，并以可靠和经济的方式，在两个末端系统之间，透明地传送报文。会话层的主要功能是在两个相互通信的应用进程直接按建立，组织和协调其交互。表示层主要功能是解决用户信息的语法表示问题。应用层主要功能是确定进程之间通信的性质以满足用户的需要；负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配。
19.常用的网络互联设备有哪些？各自对应OSI参考模型的哪一层？（物理、数据链路、网络、传输及以上层）
答：网卡对应的是物理层、交换机对应的是数据链路层、路由器对应的是网络层、各种协议对应的是传输层。
20.OSI模型中服务原语有哪几种？各层提供的服务有哪两大类？数据传输模式有哪几种？ 答：原语有4个：（1）请求（2）指示（3）响应（4）确认 21.现场总线体系结构的建立需要考虑哪几个方面的因素？ 答：1效率 2确定性 3鲁棒性 4节点成本 5本质安全性 22.简述常用现场总线的通信模型的特点与层次结构。
答：有四层，第一层物理层规定信号如何发送；第二层数据链路层规定如何在设备之间共享网络和进行调度通信；第三层应用层规定在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式；第第四层用户层用于组成用户所需要的应用程序。 23.现场总线网络拓扑结构有哪些？
答:总线型结构、星型结构、环型结构、树型结构、菊花链型结构、网状结构
24.简述介质访问的控制方式的分类与作用，现场总线采用哪种方式（CSMA/CD、令牌总线、令牌环）
答： CSMA/CD控制方式作用是：每个站在发送数据帧之前，先进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。令牌总线访问控制方式作用是：把总线或树形网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排列形成一个逻辑环，只有令牌持有者才能控制总线发送信息。令牌环访问控制方式作用是：将持有令牌的数据沿着物理节点单项依次逐点传递，避免数据冲突。现场总线采用的是CSMA/CD 25.CSMA/CD的特点。
答：优点：算法简单，应用广泛，提供了公平的访问权，具有相当好的延时和吞吐能力，长帧传递和负载轻时效率较高；缺点：需要有冲突检测，存在最小帧长度限制，在重载情况下性能变差 ，不提供优先级控制。
26.简述三种CSMA坚持退避算法。
答：非坚持的CSMA：线路忙，等待一段时间，再侦听；不忙时，立即发送；减少冲突，信道利用率降低；1坚持的CSMA：线路忙，继续侦听；不忙时，立即发送；提高信道利用率，增大冲突；p坚持的CSMA：线路忙，继续侦听；不忙时，根据p概率进行发送，另外的1-p概率为继续侦听（p是一个指定概率值）；有效平衡，但复杂。
27.令牌访问控制方式的分类、特点和作用。
答： 多令牌协议，单令牌协议，单帧协议。不会出现冲突。适用于实时应用环境，易于采用光纤技术，可以覆盖较远的距离。 28.简述CAN总线的特点。
答：CAN总线是一种现场总线，稳定可靠，连线简单，组网消费低，速度比串口快，能长距离传输等等，缺点就是速度比以太网网速慢，网络中传输不能像网络的IP地址一样可以简单的随意点对点，组播和广播的发送。
29.CAN总线的技术规范。
答：分为A和B两部分，2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式，能提供11位地址；而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式，提供29位地址。 30.简述CAN总线的传输介质种类。 答：双绞线、同轴电缆，光导纤维 31.CAN总线帧的结构种类及特点。
答：数据帧由7个不同的位场组成，分别是：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、确认场和帧结束，数据帧用于发送特定的由标识符描述的报文。远程帧由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、确认场和帧结束，远程帧可以启动源节点发送各自的数据。出错帧包括两个场，第一个场由来各个节点的错误标志叠加得到，第二个场是错误界定符。报文传输过程中，检测到任何一个节点错误，即于下一位开始发送出错帧，通知发送端通知发送。超载帧包括两个场：超载标志和超载界定符，节点需要增加时间来处理接收到的数据时便发送超载帧。
32. CAN总线的链接层采用什么协议？如何进行仲裁？
答：各节点向总线发电平时,也对总线上电平进行读取,并于自身发送的电平进行比较,相同则发下一位,直至全部发完?不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送,即停止发送,退出竞争 33. CAN总线位定时的有关计算。 答：
34. CAN报文滤波原理。
答：采用PHILIPS公司的独立CAN控制器SJA1000，或者采用PHILIPS公司的LPC2000系类ARM微控制器。
35.DEVICENT与CAN的主要区别？
答：在物理层和数据链路层中，CAN的最高通信速率可达1Mbps，DEVICENT只用了125kbps、250kbps、500kbps，三种速率；DEVICENT只使用了CAN2.0A中的有关定义，并不支持CAN2.0B中的扩展报文格式；DEVICENT不使用其中的远程帧。 36.简述PROFIBUS的协议类型和特点。
答：类型有三种：第一种PROFIBUS—FMS特点是旨在解决车间级通用性通信任务，为用户提供提供强有力的通信服务功能选择，实现中等传输速度的周期性和非周期性数据传输。第二种PROFIBUS—DP特点是专为现场级控制系统与分散I/O的高速通信而设计的，数据传输速率范围在9.6kbps~12Mbps之间，每次可传输的数据量多达244个字节，采用周期性通信方式，响应时间为毫秒级。第三种PROFIBUS—PA特点是需要本质安全或总线供电的设备之间进行数据通信的解决方案，数据传输速率是固定的，大小为31.25kbps，每次可传输数据的最大长度为235个字节，采用周期性和非周期性通信方式，响应时间为毫秒级。 37.简述PROFIBUS的协议结构和各个层次的作用。 答：
40.说明PROFIBUS物理层协议的三种数据传输标准。 答：RS—485、IEC62258.2、光纤
41. PROFIBUS现场总线数据链路发送帧的格式及提供的服务？ 答：
42. PROFIBUS采用何种总线存取控制机制（主—主、）？简述其主要内容。 答：
43.简述IEC61158传输技术要点，适用于什么应用场合？为什么？ 答：
44. PROFIBUS混合系统的主主方式和主从方式的存取协议特点。 答：
45. PROFIBUS数据库文件（GSD）作用和内容，如何得到该文件？
答：作用：在进行Profibus网络系统组态时，通过装入每个设备的GSD文件，并自动地利用文件中的信息，可以很容易地把不同制造商生产的设备连在Profibus网络中。内容包括通用规范、主站规范、从站规范。从设备制造商那里可以得到该文件。
46.主站与从站是如何定义的，并举例说明哪些设备可以作为主站与从站
答：主站的定义是：对从站实现远程监控的站，设备有：PLC、PC；从站的定义是：受主站监视的或受主站监控的站。远方终端设备也是一种从站形式，设备有：CANopen。 47. PROFIBUS—DP的主要特点、功能、行规。
答：主要特点：是一种高速和便宜的通信连接，它为自动控制系统和设备级分散的I／O之间进行通信使用专门设计。使用PROFIBUS-DP模块可取代24 v或4—20 mA的串联式信号传输。直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简单方便，传输可使用Rs_485传输技术或光纤媒体；功能：DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP
从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断诊断信息。输入或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过部线对DP主站（DPM1）进行配置，每DP从站的输入和输出数据最大为246字节；行规:(1)NC／RC行规(2)编码器行规(3)变速传动行规(4)操作员控制和过程监视行规 48. PROFIBUS—DP第一类主站与第二类主站的特点与区别。
答：一级DP主站（DPM1）是中央控制器，它在预定的周期内与分散的站（如DP从站）交换信息，典型的DPM1如PLC或PC。二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器．组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的 49. PROFIBUS—PA的主要功能和行规。
答：主要功能是：。行规有（１）NC／RC行规（２）编码器行规（３）变速传动行规（４）操作员控制和过程监视行规（HMI）
50.简述PROFIBUS—DP的三级诊断功能。
答：本站诊断操作：本站设备的一般操作状态，如温度过高．压力过低；模块诊断操作：一个站点的某具体I/O模块故障；通过诊断操作：一个单独输入／输出位的故障。
51.PROFIBUS—DP第一类主站与从站数据传送分哪三个阶段？（参数设定、组态配置、数据交换）
答：参数设定、组态配置、数据交换
52.PROFIBUS控制系统由哪几个部分组成？(一、二、从) 答: 一类主站、二类主站、从站。 53.工业以太网需要解决的主要问题？
答：（1）通信的确定性（2）工业以太网的环境适应性和可靠性（3）总线供电
