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现场总线复习要点
2013/6/4现场总线复习
1．控制网络
答：将多个分散在生产现场，具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点(1)，采用公开、规范的通信协议，以现场总线作为通信连接的纽带(1)，把现场控制设备连接成为可以相互沟通信息，共同完成自控任务的网络系统与控制系统(1)。
2. 计算机网络
答：用通信手段将空间上分散的、具有独立处理能力的多台计算机系统互连
起来，按照某种网络协议进行数据通信，以进行信息交换、实现资源共享和协同工作的计算机系统的集合。
3.请简述现场总线控制系统体系结构的特点。
基础性：现场总线是企业强有力的控制和通信的基础设施。(1分) 灵活性：现场总线使控制系统的设计、建设、维护、重组和扩容更加灵活简
便。(1分)
易用性：简化了设计施工，方便了修理维护，也降低了系统投入的门槛，大
大提高了可靠性和灵活性。(1分)
分散性：现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构，具有高度
的分散性。(1分)
经济性：简化了控制系统的体系结构，节约了硬件设备和连接电缆，并将各
种安装和维护费用降至最低。(1分)
4.请简述ProfiNet的通信协议模型
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提供三个类型的通信通道：标准通信通道和两类实时通信通道。标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通信通道, 应用层使用通用的IT应用层协议，主要用于设备参数化组态和读取诊断数据；实时通道RT是软实时SR方案,主要用于过程数据的高性能循环传输事件和事件控制的信号与报警。在第二层上为快速以太网定义了IRT时间槽控制传送过程。
5.现场总线通信模型有哪些主要特点？
(1)对OSI参考模型进行简化，通常只采用OSI模型的第1层和第2层及最高层应用层。目的简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。
(2)各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好应用效果。 (3)采用相应的补充方法实现被删除的OSI各层功能。
(4)通信数据的信息量较小，因此，相对其他通信网络来说，通信模型相对简单，结构更紧凑，实时性更好，通信速率更快，成本更低。
6.现场总线： 现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点、双向通信的数据总线。（或现场总线是以单个分散的数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。）
7.报文过滤：
报文过滤取决于整个标识符。为了报文过滤，允许吧屏蔽寄存器中任何的
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标识符位设置为“不考虑”或’无关’。可以用这种寄存器选择多组标识符，使之与相关的接收缓冲器对应。 在使用屏蔽寄存器时，它的每一位都是可编程的。也就是说，对于报文过滤，可将它们设置为允许或禁止。屏蔽寄存器的长度可以包含整个标识符，也可以是部分标识符。
8.CAN总线系统智能节点一般有微控制器、CAN控制器、CAN收发器及光耦组成，简要说明每部分的功能，并画出原理框图。
微控制器：负责CAN控制器的初始化，通过控制CAN控制器实现数据的接收和发送等通信任务。
CAN控制器：对外它提供与微控制器的物理线路接口，通过微控制器对它编程，控制它的工作状态，进行数据的发送与接收，把应用层建立在它的基础之上。
CAN收发器：是CAN控制器与物理总线间的接口，提供对总线的差动发送和接收功能。
光耦：连接于CAN控制器与收发器之间，主要是为了实现总线上各CAN节点间的电气隔离，增强CAN节点的抗干扰能力。
原理框图：
9.简述CAN总线与RS－485相比较其优点有哪些？
①、RS－485总线是不支持竞争的，其通信采用的是“一主多从”的方式，运行效率低，高峰期易堵塞；而CAN总线具有非破坏性总线仲裁，支持竞争，通信采用”多主对等”方式；②、RS－485总线通信及组网的灵活性不强，通信速率
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也比较低；CAN总线组网非常灵活，通信速率最大可达1Mbps；③、RS－485总线标准只是一个电气标准，并没有自己的通信协议，无故障定位和错误处理功能，所以由RS－485总线构成的网络维护也比较困难，往往一个节点出故障却要每个节点进行排查；而CAN总线在这些方面则具有较强的功能。
10. 为了保证报文完整的解码，采用的同步方式有哪些？同时遵循的同步规则有哪些？P37
同步方式：硬同步和重新同步；规则：①在一个位时间里只允许一个同步；②仅当采样点之前探测到的值与紧跟边沿后的总线值不相符合的，才把边沿用于同步；③在总线空闲期间看，无论何时有一由隐性转变到显性的边沿，就会执行硬同步；④符合规则①和②的所有其他隐性转变到显性的边沿都可用于重新同步。例外的情况是，如果只有隐性到显性的边沿用于重新同步，一个发送显性位的节点将不会执行如同具有真正相位误差的由隐性转变为显性的边沿所引起的那种重新同步。
11. 试画出SJA1000初始化流程
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