现场总线复习资料-给学生

GSD是可读的ASCII文本文件，它包含用于通信的通用的和设备专用的规范。每一个登入项描述一个设备支持的特性。借助于关键字，组态工具从GSD读取用于设备组态的设备标识、可调整的参数、相应的数据类型和所允许的界限值。GSD代替以前传统的手册，甚至在组态期间也支持对输入错误和数据一致性的自动检查。

简答题： 1、简述PROFIBUS_____DP的同步模式

所有编址的从站输出数据锁定在当前状态下，在后继的用户数据传输期间，从站存储接收到的传输数据，但它的输出状态保持不变，直到接收到下一同步名命令时，所存储的输出数据才被发送到外围设备上。用户可通过非同步命令退出同步模式。

2、简述访问过程映像输入输出(I/O)表与直接访问I/O模块的区别

与直接I / 0 访问相比，过程映像访问的优点是在循环程序执行期间，可为CUP提供一致的过程映像信号。在程序执行过程中，当某个输入模块的信号状态更改时，过程映像中的信号状态将被保持，直到图像在下一个周期中被更新。此外，由于过程映像存储在CUP系统存储区中，其访问速度明显快于对信号模块的直接访问。 3、简述影响系统实时性因素

现场总线数据传输速率高具有更好的实时性 数据传输量小系统具有更好的实时性 从站数目少系统具有更好的实时性

主站数据处理速度快使系统具有更好的实时性

单机控制I / 0方式，比现场总线方式要有更好的实时性

在一条总线上的设备比经过网桥或路由的设备具有更好的实时性 主站应用程序大小、计算复杂程度也影响系统响应时间 4、简述行规定义的作用

是由制造商和用户制定的有关设备和系统的特征、功能特性和行为的规范。行规规

范定义了属于某个行规族的设备和系统的参数和行为特性，由于“行规一致性”的开发，使总线上设备的可互操作性变得容易和可互换性成为可能。行规考虑了现场设备、控制和集成方法（工程）的应用和专用类型特殊性能。术语行规包括少数特殊设备类型的规范和用于特定工业应用的广泛的规范。所有行规的通用术语是应用行规。 5、简述功能FC和功能块FB的区别

FC和FB都是由用户自己编写的程序模块，可以被其他程序调用。与其他编程语言

中的函数相似，FC/FB也带有参数。FC与FB的根本区别在于，FC不具备自己的储存区，而FB拥有自己的储存区——背景DB，在调用任何一个FB时，都必须制定一个背景DB。 6、简述STEP7中全局符号的区别

全局符号是在用户程序范围内有效地符号，局部符号是仅仅作用在一个块内部 的符号。全局符号的定义位置是符号表，局部符号的定义位置是程序块的变量声 明区。两者在使用字符和使用对象上也有所区别。

7、用PROFIBUS构成自动化控制系统时应考虑哪些问题

项目是否适于使用现场总线技术

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系统实时性要求 有无应用先例

采用什么样的系统结构配置

如何与车间自动化系统或全厂自动化系统的连接

8、阐述基于现场总线的自动化系统的主要优点。

一对N结构

增强了现场级信息集成能力

开放式、互操作性、互换性、可集成性 系统可靠性高、可维护性好 降低了系统及工程成本

9、传统的现场级与车间级控制系统和基于现场总线的现场级与车间级控制系统有什么不同,并画图说明

传统的现场级与车间级控制系统主要特点之一是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一的（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4-20mA（传送模

拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。系统主要缺点：信息集成能力不强，系统不

开放、可集成性差、专业性不强，可靠性不易保证，可维护性不高。具体解释看下面： （1）信息集成能力不强： 控制器与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4-20mA模拟量信号或24VDC等开关量信号并以此监控现场设备。这样，控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。底层数据不全、信息集成能力不强，不能完全满足CIMS系统对底层数据的要求。

（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强：除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接，系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差。这种系统很少留出接口，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，面向行业的监控系统很少。

（3）可靠性不易保证：对于大范围的分布式系统，大量的I/O电缆及敷设施工，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。

（4）可维护性不高：由于现场级设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能，影响了系统的可维护性。

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基于现场总线的控制系统使用一根通信电缆，将所有具有统一的通信协议通信接口的现场设备（智能化、带有通信接口）连接，这样，在设备层传递的不再是I/O（4-20mA/24VDC）信号,而是基于现场总线的数字化通信，由数字化通信网络构成现场级与车间级自动化监控及信息集成系统。增强了现场级信息集成能力，系统为开放式，具有互操作性、互换性、可集成性。系统可靠性高、可维持性好，降低了系统及工程成本。具体解释看下面： （1）增强了现场级信息集成能力现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络，它不单纯取代4-20mA信号，还可实现设备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制，还可完成远程参数化工作。

（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性不同厂家产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控系统。 （3）系统可靠性高、可维护性好基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线，对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素。同时，系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，也增强了系统的可维护性。

（4）降低了系统及工程成本对大范围、大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本。

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综合题： 1、 现有一个作为主站的PLC、一个分散式I/O、若干个传统设备和若干个智能设备， 请完成一个PROFIBUS-DP系统，并设监控站（非二类主站）。

该系统的方案是 以PLC或控制器做一类主站，监控站通过串口与PLC一对一的连接。这种结构类型，监控站不在PROFIBUS网上，不是二类主站，不能直接读取从站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从PLC或控制器中读取。如图3-6所示。

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图3-6: 结构类型2

2．请比较下图设备的实时性

（1） 1与2之间的配合比3与4之间的配合具有 较差 实时性。 （2） 3与5之间的配合比3与4之间的配合具有 相同 实时性。 （3） 3或4与5之间的实时性是____ 5>3=4_____。

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