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现场总线大作业

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Profibus现场总线

在现代污水处理厂中的应用

姓名:李杰专业:自动化学号:201110419 1、Profibus 现场总线系统

控制系统的发展经历了模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散性控制系统、现场总线控制系统4个阶段。现场总线控制系统之所以取代前几种系统成为新一代的控制系统,一方面它突破了集散控制系统( Total Distributed Control System,DCS)采用专用通信网络的局限,采用了基于公开化、标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺陷;另一方面把 DCS 的集中和分散相结合的集散系统结构变成了新兴的全分布式结构,把控制功能完全放在现场。与传统的控制系统相比,它具有体系结构开放、系统集成灵活方便、硬件智能化、传输数字化、控制计算机高品质化的特点。可以说,开放性、分散性、数字通信是现场总线系统最显著的特点.

Profibus系列由 Profibus-DP( Decentralized Periphery),Profibus-FMS( Fieldbus Message Specification),Profibus - PA( Process Automation) 3 个兼容部分组成。通常来说,现场级采用 Profibus - DP 现场总线,车间单元级采用 Profibus - FMS 总线,工厂级采用工业以太网。

污水处理厂现场级采用 Profibus-DP 技术来实现水厂的自动控制和现场设备的实时监控。用户数据在 DPM1 (第Ⅰ类主站)和相关 DP 从站间的传输按照 DPM1 既定的顺序自动执行。Profibus 可构成单主站或多主站系统,它使得系统配置的灵活性大大增强。这些主站和各自的从站构成相互独立的子系统,每个子系统都有一个 DPM1 指定的若干从站及可能的 DPM2(第Ⅱ类主站)设备。任何一个主站都可以读取 DP 从站的输入 /输出影像,但只有一个DP 主站允许对 DP 从站写入、输出数据。除主从站数据传输功能外,Profibus - DP 允许主站间进行数据通信,这些功能可使那些配置的诊断设备通过总线对系统进行上传和下载,以实现组态和诊断。

RS - 485 传输技术是 Profibus 最常用的一种传输技术,它应用于各种需要高速传输、设备简单而价格低廉的领域。Profibus - DP /FMS 通信介质为屏

蔽双绞线或光纤,其传输速率为 9.6~12.0Mbit /s,传输距离为100~1200 m,在污水处理厂应用时,可通过中继器来延长其传输距离。

Profibus 现场总线系统较其他系统具有稳定性好、通信速率快、扩展性强等优点,并且可实现智能现场设备的可视化和报警处理,下面就某污水处理厂的具体要求讨论 Profibus 现场总线技术的具体应用。

2 、污水处理厂的工艺流程

图 1 某污水处理厂的工艺流程如所示。

图 1 污水处理厂工艺流程图

市政管网的污水经格栅除去较大的悬浮物和漂浮物;然后经提升泵站至沉砂池,污水中砂子、煤渣等比重较大的颗粒在沉砂池内得以去除;之后沉砂池中上清液进入初沉池,使得污水中密度较大的固体悬浮物沉淀分离;最后进入整个污水处理系统的中心环节—氧化沟部分。氧化沟中生物处理环节直接影响出水水质,因此其设计是整个污水处理厂自动控制的关键。设计中采用变频式鼓风机,既能提供充足的溶解氧( Dissolved Oxygen, DO)又不至于浪费资源。为了保证溶解氧质量浓度的准确性,该设计溶解氧值采用氧化沟内 3个不同位置DO 质量浓度的加权平均值作为检测值。经过处理后的出水经管网排出,而氧化沟中的剩余污泥则进入污泥处理部分,经过浓缩、消化、脱水之后,泥饼外运。

3、控制系统结构和功能

该污水处理厂控制系统为多主站的 Profibus -DP 系统。将预处理部分PLC、生物处理部分 PLC、污泥处理部分 PLC 作为主动站,工艺中采用的智能传感器和外围 I /O 作为从动站。基于 Profibus 现场总线控制技术的污水处理厂系统结构如图 2 所示。

为保护污水提升泵电机及节约成本,3台水泵用1台 TGSIR 智能软启动器启动。控制站采用西门子 S7 - 300PLC,前后水井的水位检测采用2只LISAIB 型超声波液位仪,安放在格栅机前后的水井中。沉砂池及初沉池的主要自动控制对象是排泥泵,一般来说排泥泵是依靠定时器来控制其启闭的,该污水厂采用污泥浓度测定仪和污泥界面仪进行自动控制,这样可靠性更好。它既能避免污泥积累过多引起的堵塞问题,又能防止排出的污泥浓度过低、含水率高的问题,尤其对于污水量变化很大难以选择排泥周期的初次沉淀池,更能显示其优越性。送水管道中的水流量采用 DCL-4G电磁流量计(4 ~ 20 mA)检测,压力采用电容式压力变送器(量程 0 ~ 0. 6 MPa) 检测。这些测量仪将测量值转换为 0 ~ 5 V 的直流电压信号,输入PLC的模拟量输入模板。

水厂管理层车间管理层现场层

图 2 控制系统结构图

生物处理部分是整个污水处理部分的核心环节,直接决定出水水质的好坏。因为污水处理的实质就是利用活性污泥中的微生物的新陈代谢来分解污水中的有机物,而活性污泥中的微生物要进行新陈代谢,溶解氧( DO) 的质量浓度就显得尤为重要,通常 DO 质量浓度在曝气池进口处为 0.5~1.0 mg /L,在出口附近为 2 ~ 3 mg /L 是比较理想的。曝气不足会产生厌氧状态和污泥释放磷,曝气过量相应的运行费用又会大大提高。为节省能源,该污水处理厂设计采用变频式鼓风机;控制站在曝气过程采用西门子 S7 -300PLC;由于氧化沟体积比较大,为保证 DO质量浓度的准确性,将3个溶解氧测定仪分别放在氧化沟的入水口、中段和出水口处,采用 3个数的加权平均值进行运算,通过判断其与设定值是否保持一致来调节供气量,维持 DO 质量浓度一定。

这种定 DO 质量浓度控制下的供气量只能在一定程度上反映氧化沟内部活性污泥的活性及其他因素的综合作用结果,若要针对影响供气量的种种因素(微生物的量及活性、氧转移效率和速率、进水水质等)做精确分析,就需建立能够描述系统动态特性的状态方程和表示最优控制目标的性能指标表达式,给出最优控制变量的变化规律及控制算法。

该污水厂采用普通4~20mA 溶解氧仪接 PLC模拟输入点。其中生物处理段PLC 控制流程如图 3所示

3.3污泥处理

污泥处理 PLC 控制分为污泥浓缩、厌氧消化和污泥脱水3部分。浓缩池的控制主要是指排放浓缩污泥的控制,用计时器控制污泥泵的启动,用污泥浓度计检测污泥浓度降低至某一设定浓度时停泵。厌氧消化主要控制消化池内的温度、污泥的投加和搅拌。由于消化池内温度检测响应速度较慢,一般采用带有滞后时间补偿回路的控制方式。污泥脱水预处理部分,通过药罐内的液位计来控制电磁阀以达到控制絮凝剂的投加比例的目的,污泥脱水 PLC 通过储泥池液位来控制脱水机的启停。

图 3 生物处理段 PLC 控制流程图

现场总线大作业2016

南京工程学院 现场总线大作业 课程名称基于CANopen总线的温度测的设计院(系、部、中心)自动化学院 专业自动化 班级、姓名数控133 吴雅雯 起止日期 2016/11/4 - 2016/12/14

目录 1 设计任务............................... 错误!未定义书签。 2 总体方案 (3) 3 硬件设计 (3) 4 软件设计 (17) 5 设计总结 (19) 6 参考文献 (22)

一、设计任务

1.系统整体方案设计,包括 (1)课题分析,方案选择; (2)主控制器和通信控制器的选择; (3)温度传感器的选择 (4)系统总体结构框图及各模块功能。 2.系统硬件设计,包括: 2.1测量对象的数据采集 (1)测量电路的设计; (2)数据采集电路的设计; 2.2 CAN通信最小系统的设计 (1)主控制器最小系统电路 (2)根据主控制器的类型(是否集成CAN控制器功能)设计CAN通信接口与驱动电路; 3.CANopen通信节点的软件设计; (1)数据采集模块程序流程; (2)主程序流程设计; (3)底层CAN通信程序流程设计,及各功能模块子程序设计,包括:初始化程序设计、接收报文程序设计、发送报文程序设计; (4)应用层的CANopen协议程序设计; (5)CANopen对象字典部分的程序设计,依据DS301和DS401对CANopen 对象字典进行配置; 二、总体方案 CAN是Contro l erAreaNetwork的缩写, 即控制器局部网,通常称为CANbus(CAN总线),是一种支持分布式控制 的串行通信协议。CAN最初出现在汽车工业中,是20世纪80年代德国Bosch公司为汽车的监控、控制系统而设计的,主要是解决汽车中的电子控制装置之间的通信,减少不断增加的信号线。CAN总线的直接通信距离最

现场总线知识点总结(打印版)

1.集散控制系统是以微型计算机为基础的分散性综合控制系统。集散控制系统 的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的 一种新型控制技术。它是计算机技术、通信技术、控制技术和CRT显示技术(简称4c技术)相互渗透发展的产物。采用危险分散、控制分散,而操作和管理集中的基本设计思想,以分层、分级和合作自治的结构形式,适应现代工业的生产和管理要求。 2.集散控制系统由集中管理部分、分散啊控制检测部分和通信部分组成。集 中管理部分可分为运行员操作站、工程师工作站和管理计算机;分散控制监测部分按功能可分为控制站、监测站;通信部分用于完成控制指令及各种信息的传递和数据资源的共享。集散控制系统按照自下而上的功能可分为四层:现场控制级、过程装置控制级、车间操作管理级和调度管理级。 3.集散控制系统组态功能包括硬件组态和软件组态。 4.CRT操作方式的特点:信息量大、显示方式多样化、操作方便容易、透明度 提高。 5.组态操作包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态。 6.过程画面组态主要由静态画面、动态画面及画面合成等内容组成。 7.集散控制系统的显示画面可分为四层:区域显示、单元显示、组显示、细目 显示。 8.集散控制系统的显示画面分为:概貌显示画面、过程显示画面、仪表面板显 示画面、趋势显示画面、报警显示画面、系统显示画面。 9.数据信息:具有一定编码、格式和字长的数字信息。 10.传输速率:指信道在单位时间内传输的信息量。 11.传输方式:①单工方式:信息只能沿单方向传输的通信方式②半双工方 式:信息可沿着两个方向上传输,但在某一时刻只能沿一个方向传输的通信方式③全双工方式:信息可以同时沿着两个方向传输的通信方式。有基带传输、载带传输和宽带传输。 12.异步传输:信息以字符为单位进行传输,每个信息字符都具有自己的起始位 和停止位,一个字符中的各个位是同步的,但字符与字符之间的时间间隔是不确定的;同步传输:信息不是以字符而是以数据块为单位进行传输的。 13.串行传输:把构成数据的各个二进制位依次在信道上传输;并行传输:把构 成数据的各个二进制位同时在信道上传输。 14.载带传输有三种调制方式:调幅方式、调频方式和调相方式。 15.数据交换方式:线路交换方式、报文交换方式、报文分组交换方式(又分 为虚电路和数据报两种交换方式)。 16.OSI模型的层次:物理、数据链路、网络、传送、会话、表示、应用。 17.开放系统互联的参考模型各层共有的功能:封装过程、分段存储、连接建 立、流量控制、差错控制和多路复用。 18.IEE802委员会分别对带有冲突检测的载波侦听多路存取、令牌总线、令牌 环三种媒体存取方式规定了相关协议,即IEE802.3、IEE802.4、IEE802.5。19.现场总线广义上是指控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统。 20.一般认为现场总线时用于现场仪表与控制室主机系统之间的一种开放的、 全数字化、双向、多站的通信系统。 21.现场总线的特点:封闭的物理过程、更大的覆盖范围、设备的数量、价 格、实时性操作、传输的完整性、有效性、用户选择的服务、集成开放结构、严酷的环境条件。 22.通用现场通信系统和各领域的特殊要求:发电和输变电、化工系统特殊要 求、制造应用、电子机构应用、现场总线需求的综合考虑。 23.现场总线控制系统在制造在领域、物业领域和过程领域得到全面的发展。 24.Profibus产品系列:Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS。 25.Profibus的主要特性:总线存取协议、灵活的配置、本征安全、功能强大 的FMS。 26.集散控制系统的设计分为4个阶段:方案论证、方案设计、工程设计和系 统文件设计。 27.CAN总线:控制器局域网。主要特性如下:通信介质可以是双绞线、同轴电 缆或光纤,直接通信最远可达10km,最高速率可达1Mbit/s;用数据块编码方式的代替传统的站地址编码方式;网络上任意一个节点可以主动向其他节点发送数据;网络上的节点可以定义成不同的优先级;数据帧中的数据字段长度最多为8个字节;CAN中的每一个帧中都有CRC校验及其他检错措施,降低数据的错误率;网络上的节点在错误严重的情况下,具有自动关闭总线的功能。 28.集散控制系统的安全性:功能安全、人身安全、信息安全。 29.现场总线与IT计算机网络技术的的区别:现场总线数据传输的“及时性” 和系统响应的“实时性”,响应时间要求为001~0.5s或者0.5~2s,而在IT中实时性可以忽略;在工厂自动化系统中通信方式使用广播和多组方式;在IT 中某个自主系统与另一个自主系统只建立暂时的一对一方式;现场总线强调在恶劣环境下数据传送的完整性;现场总线需要面向连接的服务和无连接服务两种LLC服务形式;现场总线需要解决多家公司产品和系统在一个网络上相互兼容的问题;IT计算机网络通信与现场总线的现场装置之间的网络通信,要求有所不同,前者通信量大,而后者量不大;现场总线控制系统的数据通信要求严格,采用的网络技术不仅是先进的,更重要的是成熟的、实用的。 30.离散PID控制算法:位置算法、增量算法、速度算法。 31.前馈控制:实质是一种扰动进行调节的开环控制系统。 32.通信就是信息从一处传输到另一处的进程。任何通信系统都是由发送装置、接收装置、信道和信息组成。 33.集中式控制的优点:可实现高质量控制;控制功能集中在中心控制站;避 免通信站之间互相协调的麻烦;缺点:中心控制站结构复杂;中心控制站成为整个网络系统的潜在瓶颈。 34.多功能智能化现场装置产品的功能:与自动控制装置之间的双向数字通 信功能;多变量输出;信息差错检测功能;提供诊断信息;控制器功能。35.Lonworks的特点:开放性和互操作性;通信介质;网络结构、应用高级语 言进行开发、开发周期短、易于商品化、支持完全分布式网络系统;提供与上层决策系统的互联接口。 36.可靠度:系统在规定的条件下(指设备所处的温度、湿度、气压、振动等环境条件和使用方法及维护措施等),在规定的时间内(指明确规定的工作期限),无故障地发挥规定功能(应具备的技术指标)的概率。名词解释: 1、数据采集系统:计算机只承担数据的采集和处理,而不直接参与控制。 2、直接数字控制系统:计算机既采集数据,又对数据进行处理,并按照一定的控制 规律进行运算,其结果经输出通道作用到控制对象,使被控变量符合要求。 3、现场总线控制系统:利用现场总线将分布在工业现场的各种智能设备和I/O单元 方便的连接在一起构成的系统。 4、实时控制:计算机在规定的时间内完成数据的采集、、计算和输出。 5、传输速率:单位时间内通信系统所传输的信息量,一般以每秒种能够传输的比特 数来表示,其单位是bps。 6、计算机控制系统:利用计算机来实现工艺过程自动控制的系统。 7、集散控制系统:是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层结构形式、 局部网络通信的计算机综合控制系统。 8、现场总线:连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的 通信网络。 9、组态:利用软件工具将计算机的软硬件及各种资源进行配置,使其按预定的功能 实现特定的目的。 10、串行传输:把数据逐位依次在信道上进行传输的方式。 11、通信协议:通信双方共同遵守的规则,包括语法、语义、时序。 12、监督计算机控制系统:简称SCC系统,是一种两级微型计算机控制系统,其中 DDC级计算机完成生产过程的直接数字控制;SCC级计算机则根据生产过程的工况和已定的数学模型,进行优化分析计算,产生最优化设定值,送给DDC级计算机执行。 13、分级控制系统:由多台计算机完成不同的控制功能和对多个设备的控制,其特点 是控制分散、危险分散。 14、模拟通信:通信系统中所传输的是模拟信号,通常采用0-10m A DC或4-20m A DC电流信号传输信息。 15、数字通信:通信系统中所传输的是数字信号。 16、并行传输:把数据多位同时在信道上进行传输的方式。 17、开放系统互连参考模型:信息处理领域内最重要的标准之一,是一种框架模型, 它将开发系统的通信功能分为七层,描述了各层的意义及各层的命名和功能。18、解释名词:SCC,DDC,DCS,FCS,CIPS,CIMS 答:①SCC:计算机监督控制②DDC:直接数字控制③DCS:集散控制系统④FCS:现场总线控制系统⑤CIPS:计算机集成过程系统⑥CIMS:计算机集成制造系统 问答题: 1、简述DCS的操作员站、工程师站、监控计算机站的主要功能? 答:①操作站的主要功能:为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。 ②工程师站的主要功能:控制系统组态的修改、控制参数的调试 ③监控计算机的主要功能:在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作 用,同时可对信息进行优化计算,为系统决策提供参考。 2、组态设计的一般步骤如下: 答:①组态软件的安装按照要求正确安装组态软件,并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。 ②工程项目系统分析首先要了解控制系统的构成和工艺流程,弄清被控对象的 特征,明确技术要求,然后再进行工程的整体规划,包括系统应实现哪些功 能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等。 ③设计用户操作菜单为便于控制和监视系统的运行,通常应根据实际需要建立 用户自己的菜单以方便操作,例如设立一按钮来控制电动机的起/停。 ④画面设计与编辑画面设计分为画面建立、画面编辑和动画编辑与链接几个步 骤。画面由用户根据实际工艺流程编辑制作,然后需要将画面与已定义的变量关联起来,以便使画面上的内容随生产过程的运行而实时变化。 ⑤编写程序进行调试程序由用户编写好之后需进行调试,调试前一般要借助于 一些模拟手段进行初调,检查工艺流程、动态数据、动画效果等是否正确。 ⑥综合调试对系统进行全面的调试后,经验收方可投入试运行,在运行过程中 及时完善系统的设计。 3、什么是PROFIBUS总线?PROFIBUS总线有什么特点? 答:①PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准,是唯一的全集成H1(过程)和H2(工厂自动化)现场总线解决方案[12],它不依赖于产品制造商,不同厂商生产的设备无须对其接口进行特别调整就可通信,因此它广泛应用于制造加 工、楼宇和过程自动化等自动控制领域。 ②PROFIBUS现场总线系统的技术特点:⑴容易安装,节省成本。⑵集中组态,建 立系统简单。⑶提高可靠性,工厂生产更安全、有效。⑷减少维护,节省成 本。⑸符合国际标准,工厂投资安全。 4、DCS的层次结构一般分为几层,并说明每层的功能? 答:集散控制系统分为四个层次,每个层次由多个计算机组成,分别行使不同的功能,自下而上分别是:现场控制级、过程控制级、过程管理级和经营管理级。与这四层结构相对应的四层局部网络分别是现场网络、控制网络、监控网络和管理网络。 ①现场控制级的功能:一是完成过程数据采集与处理。二是直接输出操作命令、 实现分散控制。三是完成与上级设备的数据通信,实现网络数据库共享。四是完成对现场控制级智能设备的监测、诊断和组态等。 ②过程控制级功能:一是采集过程数据,进行数据转换与处理;二是对生产过程 进行监测和控制,输出控制信号,实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制功能;三是现场设备及 I/O卡件的自诊断;四是与过程操作管理级进行数据通信。 ③过程管理级功能:一是监视和控制生产过程;二是控制方式的无扰动切换,修 改设定值,调整控制信号,操控现场设备,以实现对生产过程的干预;三是打印各种报表,复制屏幕上的画面和曲线等。

计算机网络考试知识点超强总结

计算机网络考试重点总结(完整必看) 1.计算机网络:利用通信手段,把地理上分散的、能够以相互共享资源(硬件、软件和数据等)的方式有机地连接起来的、而各自又具备独立功能的自主计算机系统的集合 外部特征:自主计算机系统、互连和共享资源。内部:协议 2.网络分类:1)根据网络中的交换技术分类:电路交换网;报文交换网;分组交换网;帧中继网;ATM网等。2)网络拓朴结构进行:星型网;树形网;总线型网;环形网;网状网;混合网等。4)网络的作用地理范围:广域网。局域网。城域网(范围在广域网和局域网之间)个域网 网络协议三要素:语义、语法、时序或同步。语义:协议元素的定义。语法:协议元素的结构与格式。规则(时序):协议事件执行顺序。 计算机网络体系结构:计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。 3.TCP/IP的四层功能:1)应用层:应用层协议提供远程访问和资源共享及各种应用服务。2)传输层:提供端到端的数据传送服务;为应用层隐藏底层网络的细节。3)网络层:处理来自传输层的报文发送请求;处理入境数据报;处理ICMP报文。4)网络接口层:包括用于物理连接、传输的所有功能。 为何分层:目的是把各种特定的功能分离开来,使其实现对其他层次来说是可见的。分层结构使各个层次的设计和测试相对独立。各层分别实现不同的功能,下层为上层提供服务,各层不必理会其他的服务是如何实现的,因此,层1实现方式的改变将不会影响层2。 协议分层的原则:保证通信双方收到的内容和发出的内容完全一致。每层都建立在它的下层之上,下层向上层提供透明服务,上层调用下层服务,并屏蔽下层工作过程。 OSI七层,TCP/IP五层,四层: ISO七层结构的OSI/RM:物理层——链路层——网络层——传输层——会话层——表示层——应用层 Tcp四层:网络接口层,网络层,传输层,应用层Tcp五层:物理层,链路层,网络层,传输层,应用层 4.服务,功能,协议:“服务”是对相邻上层而言的,属于本层的外观表现,下层给上层提供服务。“功能”则是本层内部的活动,是为了实现对外服务而从事的内部活动。协议是对等实体之间。 5.两大子网:通信子网和资源子网 2222221.通信子网任务:1)连通结点2)逐点数据传输3)确定传输路径4)监测通信过程 组成:通信子网物理上由若干个结点和连接结点的传输介质组成。 通信子网的协议,包括两大类,一类是TCP/IP协议族中网络层、网络接口层的若干协议;另一类则是各种局域网包括工业控制局域网以及现场总线中的数据链路层协议和物理层协议。

现场总线

南京工程学院 课程设计说明书(论 文) 题目Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 课程名称现场总线技术及应用 院(系、部、中心)自动化学院 专业自动化 班级 学生姓名 学号 指导教师

目录 一课程设计的目的----------------------------------------------3二课程设计题目及要求----------------------------------------3 1题目----------------------------------------------3 2设计要求------------------------------------------3 三环境搭建-------------------------------------------------------3 四powerlink的原理--------------------------------------------4 五操作过程--------------------------------------------------------9 1 主从站之间的通信------------------------------------9 2openCONFIGURATOR应用------------------------------------------19六实习体会--------------------------------------------------------26

Powerlink课程设计报告 一、课程设计的目的 课程设计的目的是使学生能够将《现场总线技术及应用》课程的学习内容有机的联系起来,形成系统的概念,培养学生综合应用知识的能力,掌握现场总线系统设计的基本思想和方法。 二、课程设计题目及要求 1、题目 Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信 2、设计要求 使用开源的openConfigurator对主站和从站进行配置,对开源的openPOWERLINK代码在Linux系统下进行编译实现主站和从站的通信功能,利用网络诊断工具wireshark检查和验证通信功能。 三、环境搭建 (1)硬件环境:一台PC机,安装两台虚拟机,一台作为主站,另一台作为从站 (2)软件环境: a)安装虚拟机VMware player; b)安装Linux操作系统Ubuntu; c)安装程序文件产生器Doxygen; d)安装编译安装工具CMake e)安装网路数据包捕获函数库libpcap作为网卡驱动

计算机控制系统(大作业) (2)

一问答题 (共6题,总分值60) 1. 根据采样过程的特点,可以将采样分为哪几种类型?(10 分) 答:根据采样过程的特点,可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样指相邻 两次采样的时间间隔相等,也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个 采样开关,它们的采样周期相同且同时进行采样,则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同但不同时开闭,则称为非同步 采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关,每个采样开关都是周期采样 的,但它们的采样周期不相同,则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时 间间隔不相等,则称为随机采样。 2. 简述线性定常离散系统的能控性定义。(10 分) 答:若对某个初始状态X(0),存在控制作用序列{u(0),u(1),…,u(n-1)},使系统在第n步上达到到原点,即X(n)=0,则称状态X(0)能控。 3. 简述积分调节的作用(10 分) 4. 简述现场总线控制系统的基本组成。(10 分) 答:现场总线控制系统的基本组成主要表现在6个方面: 1、现场通信网络 2、现场设备互联 3、互操作性 4、分散功能快 5、通信线供电 6、开放式互联网络 5. 等效离散化设计方法存在哪些缺陷?(10 分) 答:等效离散化设计方法存在以下缺陷: (1) 必须以采样周期足够小为前提。在许多实际系统中难以满足这一要求。 (2) 没有反映采样点之间的性能。特别是当采样周期过大,除有可能造成控制系统不稳定外,还使系统长时间处于“开环”、失控状态。因此,系统的调节品质变坏。 (3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统,其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期T=0时,计算机控制系统才能完全等同于连续系统),而不可能超过它。因此,这种方法也被称为近似设计。 6. 列举三种以上电源抗扰措施。(10 分) 答:(1)采用交流稳压器。当电网电压波动范围较大时,应使用交流稳压器。若采用磁饱和式交流稳压器,对来自电源的噪声干扰也有很好的抑制作用。 (2)电源滤波器。交流电源引线上的滤波器可以抑制输入端的瞬态干扰。直流电源的输出也接入电容滤波器,以使输出电压的纹波限制在一定范围内,并能抑制数字信号产生的脉冲干扰。

ERP知识点汇总

毛需求量GR:是在任意给定的计划周期内,项目的总需求量。预测时区:= 预测量计划时区:毛需求= Max(预测量,订单量) 净需求量=本时段毛需求量+安全库存量-(前一时段末的可用库存量+本时段计划接收量)>0 计划产出量=N×批量≥净需求>(N-1)×批量PORC(t)=NR(t)+GR(t+1)+GR(t+2)+…+GR(t+n-1)固周预计可用库存量=(前一时段末的可用库存量+本时段计划接收量+本时段计划产出量)-本时段毛需求量 可用承诺量=某期间的计划产出量(包括计划接收量)-该期间的订单总和。时段1的ATP=当前库存量+ MPS在时段1的计划接收量- 时段1的订单量以及在下一个计划产出量出现之前的实际需求量 其它时段的ATP = 计划接收量- 本时段发生的订单量和随后几个时段的订单量进行合计,直到出现新的计划接收量的时段为止。如果计算出的ATP值为负时(时段1除外),把扣前面最近期的ATP(即将该时段的ATP值减去本期的负值的绝对值,同时把本期的ATP置为0)。如果不够,继续向前扣。

粗能力需求计划RCCP的编制 粗能力计划的计划对象只是针对设置为“关键工作中心”的工作中心能力 单件总时间= 0.09+0.0200 = 0.1100= 单件加工时间+单件准备时间 单件准备时间= 0.40÷20 = 0.0200在此例中,将生产准备时间作为变动的提前期(困为和生产批量有关) 图3工艺路线及工时定额信息表

将生产单件产品A对所有工作中心的需求分别计算 (+合计)出来便得到如下表所示的产品A的能力清单。 产品A的粗能力需求计划(+总工时) 已知产品A的MPS数据见表1。产品结构如图1,相应BOM

工业控制网络作业题

工业控制网络作业题

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工业控制网络作业题 一、现场总线技术 1.现场总线的定义。 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.现场总线网络的特点。 1)适应工业应用环境。 2)要求实时性强,可靠性高,安全性好。 3)多为短帧传送。 4)通信的传输速率相对较低。 3.现场总线系统的组成。 4.在现场总线控制系统中,总线设备主要分为6类。 1)输入设备(变送器/传感器); 2)输出设备(执行器等); 3)控制器; 4)监控/监视计算机; 5)网络互联设备(网桥/网关/中继器/集线器/交换机/路由器); 6)其他现场总线设备(HMI)。 5.现场总线上的数据输入设备有哪些?输出数据用于什么? ●总线上的数据输入设备:包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等,传 输其位置状态、参数值等数据; ●总线上的输出数据用于:驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。

6.几种有影响的现场总线 基金会现场总线(FF总线)、CAN、PROFIBUS、LonWorks、 ControlNet、DeviceNet、Hart 7.请给出现场总线的技术特点。 1)现场通信网络 2)数字通信网络 3)系统的开放性 4)现场设备互连网络 5)系统结构和功能的高度分散性 6)互操作性与互换性网络 8.请给出5个现场总线的优点。 1)导线和连接附件大量减少 2)仪表和输入/输出转换器(卡件)大量减少 3)设计、安装和调试费用大大降低 4)维护开销大幅度下降 5)提高了系统的可靠性 6)提高了系统的测量与控制精度 7)系统具有优异的远程监控功能 8)系统具有强大的(远程)故障诊断功能 9)用户具有高度的系统集成主动权 10)现场设备更换和系统扩展更为方便 11)为企业信息系统的构建创造了重要条件 9.请列举现场总线的一些应用领域。 ●连续、离散制造业,如电力、石化、冶金、纺织、造纸,过程自动化仪表;火 车、汽车、轮船、机器人、数控机床;智能传感器 ●楼宇自控、仓储; ●智能交通、环境监测(大气、水污染监测网络) ●农、林、水利、养殖等 二、数据通信基础 10.工业数据通信系统的基本组成:发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、 通信协议 有效性指标:数据传输速率;比特率;波特率;频带利用率;协议效率;通信效率 可靠性指标: 误码率 11.数据传输方式: 根据代码的传输顺序可分为串行传输、并行传输 根据数据信号传输时的同步方式可分为同步传输、异步传输 12.请说明数据通信方式(通信线路的工作方式)都有哪几种,并简单说明其不 同之处。 数据通信方式有单工、半双工、全双工3种。 1)单工通信:指所传送的信息始终朝着一个方向,而不进行与此相反方向的传 送

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计算机控制系统大作业 农电2013级 (答题纸作答,附图粘在答题纸上,答案要求全部手写)1、简述开环控制系统、闭环控制系统的定义。(6分) 如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈,也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这样的系统称开环控制系统。 由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统,称为闭环控制系统。 二者相比,开环控制系统的结构要简单的多,同时也比较经济。闭环系统也具有一系列优点,由于闭环控制系统拥有反馈通路,不管出于什么原因(外部扰动或系统内部变化),只要被控制量偏离规定值,就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此,它具有抑制干扰的能力,对元件特性变化不敏感,并能改善系统的响应特性。 2、简述计算机控制系统的组成与基本工作原理。(10分) 计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制。 计算机控制系统的工作原理: 实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 实施控制决策:对采集到的被控量进行分析和处理并按已定的控制规律决定将要采取的控制行为。 实时控制输入:根据控制决策,实时的对执行机构发出控制信号,完成控制任务 3、列举计算机控制系统的典型型式。(6分) (1)操作指导控制系统优点:结构简单,控制灵活,安全。缺点:由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。 (2)直接数字控制系统(DDS)优点:实时性好,可靠性高,适应性强。 (3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最优工况。 (4)分散控制系统(DCS)优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 (5)现场总线控制系统(FCS)优点:与DCS相比,降低了成本,提高了可靠性。 国际标准统一后,可实现真正的开放式互联系统结构。 4、什么是串模干扰,有哪些抑制方法(12分) 所谓串模干扰就是干扰源Vc串联于信号源Vs之中。或者简单地认为它是与被测信号迭加在一起的干扰。在输入回路中它与被测信号所处的地位完全相同。串模干扰也称横向干扰或差模干扰。

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FCS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的技术。 CAN: 控制局域网的简称,是一种串行数据通信总线。 LIN:面向汽车低端分布式应用的低成本、串行通信总线。 FF:基金会现场总线适合在流程工业的生产现场工作,能适应本质安全防爆的要求,还可以通过通信总线为现场设备提供工作电源。DCS:集散控制系统,它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。ISO/OS I:该模型是国际标准化组织(ISO)为网络通信制定的协议,根据网络通信的功能要求,它把通信过程分为七层,分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,每层都规定了完成的功能及相应的协议。 PROFIBUS:面向工厂自动化和流程自动化的一种国际性现场总线标准。DP:专为自动控制系统与设备级分散I/O之间的通信而设计的,用于分布式控制系统设备间的高速数据传输。 PA:是专为过程自动化而设计的,采用IEC1158-2中规定的通信规程,适用于安全性要求较高的本质安全应用,及需要总线供电的场合。FMS:适用于承担车间级通用性数据通信,可提供通信量大的相关服务,完成中等传输速度的周期性和非周期性通信任务。 CAN总线:CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的,并最终成为国际标准(ISO118?8)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 广播式网络:在网络中只有一个单一的通信信道,由这个网络中所有的主机所共享。即多个计算机连接到一条通信线路上的不同分支点上,任意一个节点所发出的报文分组被其他所有节点接受。发送的分组中有一个地址域,指明了该分组的目标接受者和源地址。 CSMA/CD:载波监听多路访问/冲突检测。当遇到多个节点同时发起通信时,信号毁在传输线上相互混淆而遭破坏,称为产生”冲突“为避免由于竞争引起的冲突,每个节点在发送信息前,都要侦听传输线上是否有信息在发送,这就是“载波监听”先听再讲。 通信栈:在相应软硬件开发的过程中,往往把除去最下端的物理层和最上端的用户层之后的中间部分作为一个整体,统称通信栈。 令牌:按一定顺序在各站点间传递令牌,得到令牌的节点才有发起通信的权利,从而避免了几个节点同时发起通信而产生的冲突。 基带传输:指在基本不改变数据信号频率的情况下,直接按基带信号进行的传输。 载带传输:按幅值键控、频移键控、相移键控等不同方式,依照要承载的数据改变载波信号的幅值、频率、相位,形成调制信号,载波信号承载数据后的信号传输过程称为载波传输。 宽带传输:指在同一介质上可传输多个频带的信号。 总线仲裁:指对总线冲突的处理过程,根据某种裁决规则来确定下一个时刻具有总线占有权的设备。 时分多路复用:各个节点按分配的时间段及其先后顺序占用总线,这种介质访问控制方式称为时分多路复用。 时分复用:是指为共享介质的每个节点预先分配好一段特定的占用总线的时间。 报文:一般把需要传送的信息,包括文本、命令、参数值、图片、声音等称为报文。 通信协议:通信设备之间用于控制数据通信与理解通信数据意义的一组规则。 语法:是指通信中数据的结构、格式及数据表达的顺序。 语义:是指通信数据位流中每个部分的含义,收发双方正是根据语义来理解通信数据的意义。 时序:一是数据发送时间的先后次序,二是数据的发送速率。 收发器:数据通信系统中,具有通信信号发送电路的设备称为发送器或发送设备。具有通信信号接收电路的设备称为接收器或接收设备。吞吐量:表示数据通信系统有效性的一个指标。以单位时间内通信系统接收发送的比特数、字节数或帧数表示。描述了通信系统的数据交互能力。 波特率:每秒传输的信号波的个数。单位Baud或B 比特率:通信系统每秒传输数据的位数。Bit或b 误码率:Ne(传输出错的码元数)与N(传输的二进制码元总数)的比值之比 信道带宽:指信道容许通过的物理信号的频率范围,即容许通过的信号的最高与最低频率之差。信道带宽取决于传输介质的物理特性和信道中通信设备的电气特性。受保护的标识符:报文头中还包含一个字节受保护的标识符,由标识符和标识符的奇偶校验位两部分组成,其中Bit0到Bit5为标识符,BIt6和Bit7位奇偶校验位。 H1总线:通信速率为31.25Kb/s低速总线H1 显性:逻辑0 为显性,显性碰到隐性,当让就表现为显性隐性:逻辑 1 为隐性 数字数据编码:用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的称为数字数据编码。 模拟数据编码:采用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0、1状态的,称为模拟数据编码。 曼彻斯特编码:基带信号编码,具有使网络上每个节点保持时钟同步的同步信息。时间按时间周期被划分为等间隔的小段,其中每小段代表一比特即一位。每个比特时间又分为两半,前半时间段所传信号是该时间段传送比特在的反码,后半个时间段传送的是比特值本身。ASK:幅值键控,载波信号的频率、相位不变,幅度随调制信号变化。FSK:频移键控,载波信号的频率随着调制信号而变化,而载波信号的幅度、相位不变。 PSK:相移键控,载波信号的相位随着调制信号而变化,而载波信号的幅度、频率不变。 同步传输:通信处理时所有的设备使用一个共同的时钟。 异步传输:通信处理时,每个通信节点都有自己的时钟信号,每个节点的必须在时钟频率上保持一致,并且所有的时钟必须在一定误差范围内相吻合。 单工通信:是指通信线路传送的信息流始终朝着一个方向,而不进行与此反方向的传送。 半双工通信:是指信息流可在两个方向上传输,但同一时刻只限于一个方向。 全双工通信:是指通信系统能同时进行双向通信,相当于把两个相反方向的单工通信方式组合在一起。 差错控制:检错加纠错称为差错控制。 实时系统:控制作用必须在一定时限内完成,或者相关的控制动作一定要按事先规定的先后顺序完成。这种对动作时间有严格要求的系统称为实时系统。 传输介质的访问控制方式(或总线竞用或总线仲裁技术):在控制网络中,这种用于解决介质争用冲突的办法称为传输介质的访问控制方式。网关:又被称为网间协议变换器,用以实现不同通信协议的网络之间的互连。 采样点:在监测区域内采集环境样品的准确位置。 事件触发:CAN采用的这种非破坏性总线仲裁技术,本质上属于以事件触发的通信方式,其通信具有某种程度的非确定性,无法从根本上保证数据的实时传输。 单比特错误:在单位数据域内只有1个数据位出错的情况。 多比特错误:在单个数据域内有1个以上不连续的数据位出错的情况。突发错误:在单位数据域内有2个或2个以上连续的数据位出错的情况。 无条件帧:总是携带数据信息。 诊断帧:携带8个字节的诊断或组态信息,主节点诊断请求帧的标识符为60,从节点诊断应答帧的标识符为61(0x3d) 第四章 1、CAN通信特点:1)CAN总线上任一节点均可在任一时刻主动地向其他节点发起通信,节点不分主从,通信方式灵活;2)CAN采用载波监听多路访问、逐位总裁的非破坏性总线总裁技术;3)CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的调度;4)CAN的直接通信距离最远可达10km,通信速率最高可达1Mb/s;5)采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。 2、CAN只有物理层和数据链路层。能接地,信嗓比低。 4、CAN报文帧的类型和结构: 数据帧:帧起始、仲裁场、数据场、控制场、CRC场、ACK场、帧尾RTR在数据帧为显,在远程帧为隐; 数据帧优先于远程帧;标准格式优先于扩展格式;RTR优先于SRR 远程帧:帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、ACK场、帧结束 出错帧:出错叠加标志和出错界定符 超载帧:超载标志叠加和超载界定符 数据帧和远程帧需要帧间空间隔开 5、出错类型与出错界定 出错类型:位错误、填充错误、CRC错误(不会立即发送,出错标志在应答界定符后面的哪一位开始发送,除非在此前有发送)、格式错误、应答错误

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传统DCS与FCS在现场布线方面有什么区别? 1、DCS显示、操作、管理集中;控制、负载、危险分散;自封闭、信息孤岛;FCS开放,全分布式的控制系统。FCS取消了控制站,DCS控制依赖控制站。 2、现场总线多块仪表共用一块安全栅,DCS每块仪表均配一块安全栅。 3、FCS控制在现场中完成,DCS控制在控制站中完成。 4、FCS信息是双向的;DCS信息是单向的。 什么是完整的现场总线定义? 现场总线是以测量控制设备作为网络节点,以双绞线等传输介质作为纽带,把位于生产现场、具备了数字计算和数字通信能力的测量控制设备连接成网络系统,按照公开、规范的网络协议,在多个测量控制设备之间、以及现场设备与远程监控计算机之间,实现数据传输与信息交换,形成适应各种应用需要的自动控制系统。 现场总线有哪些特点? 结构特点:1、设备之间采用网络式连接是其在结构上最显著的特征之一。 2、现场总线中,由于设备增强了数字计算能力,有条件将各种控制计算功能模块、输入输出功能模块置入到现场设备之中。借住现场设备所具备的通信能力,直接在现场完成测量变送仪表与阀门等执行机构之间的信息传送,实现了彻底分散在现场的全分布式控制。 技术特点:1系统的开放性;2互可操作性;3通信的实时性和确定性;4现场设备的智能与功能自治性,智能体现在现场设备的数字计算与数字通信能力;5对现场环境的适应性. 现场总线有哪些优点? 1节省硬件数量与投资;2节省安装费用;3节省维护开销;4用户具有系统集成主动权;5提高系统的准确性和可靠性;6更少的设计,简化图纸;7简化控制系统的工程实施;8减少导线、端子排、机柜、分线盒、桥架;9简化接线;10组态简单;11可查看的信息增加;12完整的诊断信息;13可在线校验,量程调整,调零;14减少停机时间,降低费用;15系统具有开放性。 IEC规定的国际现场总线标准主要包括哪些现场总线? 1:IEC 61158技术规范;2:Control Net现场总线;3:Profibus 现场总线;4:P-net 现场总线;5:FF HSE;6:Swift Net现场总线;7:World FIP现场总线;8:Interbus 现场总线。 画出通信系统的组成,并对系统各个组成部分功能进行简单介绍。 硬件由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质组成。软件由数据信息形成的通信报文和通信协议组成。 发送设备:具有通信信号发送电路的设备。也称为发送器。 接收设备:具有通信信号接收电路的设备。也称为接收器。 传输介质:指在两点或多点间连接收发双方的物理通路,是发送设备与接收设备之间信号传递所经过的媒介, 报文:一般把需要传送的信息,包括文本、命令、参数值、图片声音等称为报文。 通信协议:通信设备之间用于控制数据通信与理解数据通信意义的一组现则。协议的关键是语法、语义和时序。 可靠性指标的概念?信道带宽、介质带宽、信道容量和信噪比的概念?信噪比对信道容量的影响? 可靠性指标:衡量数字通信系统可靠性的指标是误码率Pe,即数字通信中二进制码元出现传输出错的概率。 信道带宽:指信道容许通过的物理信号的频率范围,即容许通过的信号的最高与最低频率差。 介质带宽:指该传输介质所能通过的物理信号的频率范围。 信道容量:指信道在单位时间内可能传送的最大比特数。 信噪比:指信号功率S与噪声功率N的比值。单位分贝 信噪比对信道容量的影响:1增加带宽可以提高信道容量。但噪声功率N=Wn0(n0是噪声的单边功率谱密度)随W增大,N增大会导致信噪比下降。2在信道容量一定时,带宽与信噪比可以相互弥补。即提高信道带宽可使更低信噪比的信号通过,而传输信噪比比较高的信号,可适当放宽对信道带宽的要求。 信号的传输模式有哪三种?各自的定义和特点是什么? 信号的传输模式有基带传输、载波传输、宽带传输。 基带传输:指在基本不改变数据信号频率的情况下,直接按基带信号进行传输。大部分计算机局域网,包括控制局域网都采用基带传输,信号传输按数据位流的基本形式,整个系统不用调制解调器。 载波传输:按幅值键控,品移键控、相移键控等不同方式,依照要承载的数据改变载波信号的幅值、频率、相位,形成调制信号,载波信号承载数据后的信号传输过程称为载波传输。 宽带传输:指在同一介质上可传输多个频带的信号。宽带传输速度快,能提供多条良好的通信路径。常用的差错校正有哪两种?答:自动重传和前向差错纠正。自动重传:当系统检测到一个错误时,接收端自动地请求发送方重新发送传输该数据帧,用重新传输的数据代替出错的数据。前向差错纠正:在接收端检测和纠正错误,不需要请求发送端重发。将一些额外的位按规定加入到通信序列中。这些额外的位按照某种方式编码,接收端通过检测这些额外的位,发现是否出错、哪位出错、并纠正。 五、差错检测中常用的冗余校验方法有哪几种?并对每种方法进行简单解释。 (1)奇偶校验。编码规则:在原信息后附加一位校验位(垂直校验),或在原信息后附加一行校验行(水平校验),使得整个码字或码组中的代码“1”的个数成为偶数或奇数。“1”的个数为偶数的称为“偶数校验”;“1”的个数为奇数的称为“奇数校验”。(2)求和校验在发送端将数据分为k段,每段均为等长的n比特。将分段1与分段2做求和操作,再逐一与分段3至k段做求和操作,得到长度为n比特的求和结果。将该结果取反后作为校验和放在数据块后面,与数据块一起发送到接收端。在接收端对接收到的、包括校验和在内的所有k+1段数据求和,如果结果为零,就认为传输过程没有错误,所传数据正确。如果结果不为零,则表明发生了错误。(3)纵向冗余校验LRC纵向冗余校验(Longitudianl Redundancy Check)按预定的数量将多个单位数据域组成一个数据块。首先每个单位数据域各自采用奇偶校验,得到各单位数据域的冗余校验位。再将各单位数据域的对应位分别作奇偶校验,如对所有单位数据域的第1位作奇偶校验,对所有单位数据域的第2位作奇偶校验,如此等等。并将所有位置奇偶校验校验得到的冗余校验位组成一个新的数据单元,附加在数据块的最后发送出去。(4)循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)。对传输序列进行一次规定的除法操作,将除法操作的余数附加在传输信息的后边。在接收端,也对收到的数据做相同的除法。如果接收端除法得到的结果其余数不是零,就表明发生了错误。 待校验数据为101011。CRC多项式为G(x)=x3+x2+1;写出循环冗余码计算和校验过程。 解:待校验数据为110011(6比特)/生成多相式为比特序列为:1101(4比特,k=3)/将待校验数据比特序列乘以23,则产生的乘积为110011000/将乘积用生成多项式比特序列去除,按模二算法应得到余数为:001/将余数比特序列加到乘积中:001+110011000=110011001 如果在数据传输中没有错误,那么接收端收到的带有CRC校验码的接收数据比特序列一定能被相同的多项式整除,如不能被整除则表明有错误。 3-1:控制网络常见的拓扑结构形式有哪些?总线拓扑结构用于数据线传输有哪些特点? 答:控制网络常见的拓扑结构有环形、星形、总线形和树形。 总线上一个节点发送数据,所有其他节点都能接收。总线拓扑易于安装,比其他更节约电缆。需要有某种介质存取访问控制方式,来确定总线的下一个占有者,也就是下一个时刻可以向总线发送的报文的节点。 3-2:什么是载波监听多路访问/冲突检测的介质访问控制方式?在现场总线系统中采用这种介质访问控制方式存在什么问题?答:即载波监听多路访问/冲突检测方法是一种争用型的介质访问控制协议。是一种分布式介质访问控制协议,网中的各个站(节点)都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个站在发送数据帧之前,首先要进行载波监听,只有介质空闲时,才允许发送帧。这时,如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧,则会产生冲突现象,这使发送的帧都成为无效帧,发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生,一旦发生冲突,则应停止发送,以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费,然后随机延时一段时间后,再重新争用介质,重发送帧。CSMA/CD协议简单、可靠,其网络系统被广泛使用。发生冲突时。有什么会白白浪费网络通信资源。 3-3:什么是令牌访问?什么是令牌环?为什么是令牌总线? 答:令牌访问就是按一定的顺序在各站点间传递令牌,得到令牌的节点才有发起通信的权利,从而避免了几个节点同时发起通信而产生的冲突。令牌环是环形局域网采用的一种访问控制方式。令牌在网络环路上不断地传送,只有拥有此令牌的站点,才有权向环路上发送报文,而其他站点仅允许接收报文。一个节点在发送完毕以后,便将令牌交给网上下一个站点。如果该站点没有报文需要发送,便把令牌顺次传给下一个站点。 令牌总线也被称作令牌的控制帧来调整对总线的访问控制权。 3-4:什么是实令牌?什么是虚令牌? 答:虚令牌是指不存在专门的令牌帧,而在普通数据帧中隐含着令牌的情况。 实令牌是指在网络传递的数据帧中有一种专门起令牌作用的令牌帧。

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