哈爾濱工業(yè)大學(xué)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)試題A

1、 .班級(jí)學(xué)號(hào)姓名哈工大 2008 年 春 季學(xué)期工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 試題A題號(hào)一二三四五六七八總分分?jǐn)?shù)評(píng)卷人本題得分一、判斷題（5分，每小題0.5分）1、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)機(jī)制和令牌訪問控制方式屬于兩種不同類型的介質(zhì)訪問控制方式。答：（ 對(duì) ）2、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)可上可以容納多達(dá)128個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)支持的I/O數(shù)量沒有限制。答：（ 錯(cuò) ）3、在DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線中，實(shí)例ID值0表示類本身。答：（ 對(duì) ）4、CAN已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898和IEC62026。答：（ 錯(cuò) ）5、CAN可以分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，其數(shù)據(jù)鏈路層又可以分為邏輯鏈路控制子層和媒體訪問控制子層。答：（

2、 對(duì) ）6、CAN數(shù)據(jù)幀中的遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位即RTR位為隱性。答：（ 錯(cuò) ） 第 1 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：7、所有DeviceNet模塊均被要求參與一個(gè)重復(fù)MAC ID檢驗(yàn)算法。答：（ 對(duì) ）8、ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)模型，支持位選通、輪詢、狀態(tài)改變/周期等I/O數(shù)據(jù)觸發(fā)方式。答：（ 錯(cuò) ）9、雙絞線各個(gè)線對(duì)螺旋排列的主要目的是使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。答：（ 對(duì) ）10、OSI參考模型有6層，分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層和應(yīng)用層。答：（ 錯(cuò) ）本題得分二、單選題（共10分，每題1分）1、CAN的正常位時(shí)間由同

3、步段、傳播時(shí)間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2這4個(gè)時(shí)間段組成，1次采樣時(shí)其采樣點(diǎn)位于A.同步段的終點(diǎn)B.傳播時(shí)間段的終點(diǎn)C.相位緩沖段1的終點(diǎn)D.相位緩沖段2的終點(diǎn) 答：（ C ）2、下面哪個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？A.IEC61158B.IEC62026C.ISO11898D.ISO11519 答：（ B ）3、在DeviceNet中，報(bào)文組被分為幾組？A.2 B. 3 C. 4 D. 以上都不是 答：（ C ） 第 2 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：4、DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)速度為250kbps時(shí)，總線長(zhǎng)度應(yīng)為A. 125mB.

4、250mC. 500m D. 以上都不是 答：（ B ）5、CAN總線定時(shí)寄存器1（BTR1）的BIT7位即SAM位為“1”時(shí)，總線被采樣A.1次B.2次C.3次D.4次 答：（ C ）6、DeviceNet位選通命令和響應(yīng)報(bào)文可在一個(gè)主站與它的位選通從站間快速傳送的I/O數(shù)據(jù)是A.任意量 B. 大量的 C. 少量的 D. 以上都不是 答：（ C ）7、根據(jù)DeviceNet預(yù)定義主從連接組的規(guī)定，若從站有狀態(tài)改變事件要主動(dòng)告知主站，使用的報(bào)文是A.組1報(bào)文ID D B. 組1報(bào)文ID F C. 組2報(bào)文ID 2 D. 組2報(bào)文ID 5 答：（ A ）8、CAN總線中，若具有下列報(bào)文ID的4個(gè)

5、標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀爭(zhēng)用總線，勝出的是A.11001000001B.11001000010C.11001100001D.11001101001 答：（ A ） 第 3 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：9、ISO11898對(duì)CAN總線典型電平規(guī)定如下： A.顯性：VCANHVCANL2.5V，Vdiff =0V；隱性：VCANH3.5V，VCANL=1.5V，Vdiff =2V。B.隱性：VCANHVCANL2.5V，Vdiff =0V；顯性：VCANH3.5V，VCANL=1.5V，Vdiff =2V。C.顯性：VCANH1.75V，VCANL=3.25V，Vdiff =-1

6、.5V；隱性：VCANH4V，VCANL1V，Vdiff =3V。D.隱性：VCANH1.75V，VCANL=3.25V，Vdiff =-1.5V；顯性：VCANH4V，VCANL1V，Vdiff =3V。答：（ B ）10、下列選項(xiàng)中哪個(gè)不屬于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方式？A.單極性碼B.非歸零碼C.歸零碼D.幅度鍵控?cái)?shù)據(jù)編碼 答：（ D ）本題得分三、填空題（共20分，每空0.5分）1、在CAN總線中存在5種不同的錯(cuò)誤類型，即 位錯(cuò)誤 ， 填充錯(cuò)誤 ， CRC錯(cuò)誤 ， 形式錯(cuò)誤 ， 應(yīng)答錯(cuò)誤 。2、DeviceNet使用CAN的 標(biāo)識(shí)符區(qū) 將報(bào)文分為不同的報(bào)文組，其顯式報(bào)文使用CAN的 數(shù)據(jù)場(chǎng) 來傳送

7、DeviceNet所定義的信息，一個(gè)顯式報(bào)文的報(bào)文體包含一個(gè)服務(wù)區(qū)和服務(wù)特有數(shù)據(jù)。3、常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有 星 形、環(huán) 形、總線形（其中1個(gè)可以是樹形），網(wǎng)絡(luò)中常見的傳輸介質(zhì)有雙絞線 、同軸電纜 、光纖/光纜/光導(dǎo)纖維電纜 （或電話線、無線、衛(wèi)星通信）。4、標(biāo)準(zhǔn)格式的CAN數(shù)據(jù)幀最短為44位，不計(jì)填充位最長(zhǎng)為108位，總線長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)_10_km，通信位速率最高可達(dá)1Mbps，報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032個(gè)，采用非破壞性逐位仲裁機(jī)制來解決總線訪問沖突。 第 4 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：5、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的定義是：安裝在制造或 過程 區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與

8、控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的 數(shù)字式 、 串行 、 多點(diǎn) 通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。6、ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線中，網(wǎng)絡(luò)速度為5Mbps，網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間為2-100ms，物理介質(zhì)為RG6同軸電纜、光纖，使用中繼器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)最多為99個(gè)、不帶中繼器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)最多為48個(gè)，使用 隱性令牌傳遞 機(jī)制獲取媒體訪問權(quán)。7、有證實(shí)服務(wù)包括請(qǐng)求、指示、響應(yīng)和證實(shí)四個(gè)原語。8、鏈接生產(chǎn)者對(duì)象是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)低端發(fā)送的部件，鏈接消費(fèi)者對(duì)象是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)低端接收的部件，連接對(duì)象類分配和管理與I/O連接和顯式信息連接相關(guān)的內(nèi)部資源。本題得分四、簡(jiǎn)答題（15分，每小題3分）1. 簡(jiǎn)述DeviceNet與CAN的主要區(qū)別

9、。答：CAN的最高通信速率可達(dá)1Mbps，DeviceNet只用了125 kbps、250 kbps、500kbps三種速率；DeviceNet只使用了CAN2.0A中的有關(guān)定義，并不支持CAN2.0B中的擴(kuò)展報(bào)文格式；在CAN定義的4種幀類型中，DeviceNet不使用其中的遠(yuǎn)程幀。（3個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)1分）2. 簡(jiǎn)述ControlNet的MAC機(jī)制。答：為隱形令牌傳送機(jī)制。各個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)視所收到的每個(gè)MAC幀的源MAC ID，且每個(gè)DLL在MAC幀結(jié)束時(shí)將“隱性令牌寄存器”設(shè)為所收到的MAC ID加1。若 “隱性令牌寄存器”等于本地MAC ID，則節(jié)點(diǎn)可發(fā)送一個(gè)MAC幀。（3個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)1分）

10、 第 5 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：3. 簡(jiǎn)述服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系。答：服務(wù)與協(xié)議是兩個(gè)完全不同的概念。服務(wù)是底層的協(xié)議向上層協(xié)議提供的一組原語（操作），盡管服務(wù)定義了該層能夠代表他的上層完成的操作，但絲毫也未涉及這些操作是如何完成的。服務(wù)定義了兩層之間的接口，上層是服務(wù)用戶，下層是服務(wù)提供者。協(xié)議是通信同層對(duì)等實(shí)體之間交換的幀、報(bào)文、分組的格式及意義的規(guī)則，實(shí)體利用協(xié)議來實(shí)現(xiàn)他們的服務(wù)定義。只要不改變他提供給用戶的服務(wù)，實(shí)體可以任意改變他們的協(xié)議。這樣，服務(wù)和協(xié)議就被完全分離開來?；颍ǚ?wù)通過協(xié)議完成，協(xié)議通過服務(wù)體現(xiàn)；服務(wù)代表功能、能力，協(xié)議代表標(biāo)準(zhǔn)化；用戶只能見

11、到服務(wù)；協(xié)議控制同層實(shí)體間的通信，服務(wù)由下層向上層提供。）（3個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)1分）4. DeviceNet傳送類-觸發(fā)屬性的各傳送類的區(qū)別是什么？答：傳送類0：收到報(bào)文后只是通知應(yīng)用數(shù)據(jù)已被消費(fèi)。傳送類2：鏈接消費(fèi)者的消費(fèi)動(dòng)作會(huì)立即觸發(fā)相關(guān)鏈接生產(chǎn)者進(jìn)行發(fā)送，無須應(yīng)用的介入。傳送類3：當(dāng)鏈接消費(fèi)者收到一個(gè)報(bào)文時(shí)，它將其傳送給消費(fèi)_連接_路徑屬性中指定的應(yīng)用對(duì)象。此應(yīng)用對(duì)象繼而確認(rèn)該接收數(shù)據(jù)事件。若該應(yīng)用對(duì)象確認(rèn)該接收數(shù)據(jù)事件有效，則要求觸發(fā)一個(gè)生產(chǎn)。若應(yīng)用對(duì)象檢測(cè)出一個(gè)錯(cuò)誤，則根據(jù)內(nèi)部邏輯，它可觸發(fā)也可不觸發(fā)一個(gè)生產(chǎn)。（3個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)1分）5. 請(qǐng)列出現(xiàn)場(chǎng)總線的6個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。答：（1）現(xiàn)場(chǎng)通

12、信網(wǎng)絡(luò)； （4）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)；（2）數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)； （5）結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)；（3）開放互連網(wǎng)絡(luò)； （6）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互操作性與互換性；（6個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)0.5分） 第 6 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：本題得分五、請(qǐng)寫出圖中各個(gè)英文簡(jiǎn)稱對(duì)應(yīng)的中文全稱。（本題2.5分） SAPSDUICISDUICISDU報(bào)頭IDUn-PDU第n + 1層接口第n層SAP： 服務(wù)訪問點(diǎn)IDU： 接口數(shù)據(jù)單元SDU： 服務(wù)數(shù)據(jù)單元PDU：協(xié)議數(shù)據(jù)單元ICI： 接口控制信息（5個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)0.5分）本題得分六、請(qǐng)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘波形畫出對(duì)應(yīng)的曼徹斯特編碼波形。（本題2.

13、5分）（每畫對(duì)3位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的曼徹斯特編碼1分，每畫對(duì)2位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的曼徹斯特編碼0.5分） 第 7頁 （共 11 頁） 試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：本題得分七、已知CAN網(wǎng)絡(luò)使用的獨(dú)立CAN控制器SJA1000的晶振頻率為24MHz，若總線定時(shí)寄存器BTR0=01Hex，BTR1=1BHex，則CAN網(wǎng)絡(luò)的通信速率是多少？（相關(guān)表格參見附頁）（本題5分）答：tCLK=1/fXTAL=1/24M=1/24微秒 （0.5分）因BTR0=01Hex，則 =1/6微秒 （1分）因BTR1=1BHex，則 （0.5分） = （1分） = （1分）CAN網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間： 微妙 （0.5分）CAN網(wǎng)絡(luò)的

14、通信速率：400kbps （0.5分） 第 8 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：本題得分八、請(qǐng)以圖解的方式詳細(xì)描述DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線中MAC ID為0的客戶機(jī)與MAC ID為6的服務(wù)器之間成功建立顯式信息連接的過程。假設(shè)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都是UCMM能力設(shè)備，雙方約定將來在組1報(bào)文上通信，客戶機(jī)使用報(bào)文ID A，服務(wù)器使用報(bào)文ID 3，類和實(shí)例ID都用8位表示，且服務(wù)器返回的連接實(shí)例ID為2。（本題5分）答： 第 9 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：本題得分九、DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線預(yù)定義主從連接組標(biāo)識(shí)符如附頁所示，現(xiàn)使用輪詢連接，主站的MAC

15、 ID=01，從站的MAC ID分別為8、11、12、62。試給出主站發(fā)給每一個(gè)從站的輪詢命令報(bào)文的CID和每一個(gè)從站輪詢響應(yīng)報(bào)文的CID。（相關(guān)表格參見附頁）（本題5分）答：從站8，主站輪詢命令報(bào)文CID=10 001000 101,0x445從站輪詢響應(yīng)報(bào)文CID=0 1111 001000,0x3C8;從站11，主站輪詢命令報(bào)文CID=10 001011 101, 0x45D從站輪詢響應(yīng)報(bào)文CID=0 1111 001011, 0x3CB;從站12，主站輪詢命令報(bào)文CID=10 001100 101, 0x465從站輪詢響應(yīng)報(bào)文CID=0 1111 001100, 0x3CC;從站62，

16、主站輪詢命令報(bào)文CID=10 111110 101, 0x5F5從站輪詢響應(yīng)報(bào)文CID=0 1111 111110, 0x3FE。（每個(gè)CID0.5分） 第 10 頁 （共 11 頁）試 題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 班號(hào)： 姓名：附頁參考信息：標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)用途16進(jìn)制范圍1098765432100組1報(bào)文ID源MAC ID組1報(bào)文000-3ff01101源MAC ID從站的I/O COS或周期報(bào)文01110源MAC ID從站的位選通響應(yīng)報(bào)文01111源MAC ID從站的I/O輪詢響應(yīng)或COS/周期應(yīng)答報(bào)文10MAC ID組2報(bào)文ID組2報(bào)文400-5ff10源MAC ID000主站的I/O位選通命令報(bào)文110源MAC ID001保留給主站使用-使用為TBD0目的MAC ID010主站的COS或周期應(yīng)答報(bào)文10源MAC ID011從站的顯式響應(yīng)報(bào)文10目的MAC ID100主站的顯式請(qǐng)求報(bào)文10目的MAC ID101主站的I/O輪詢/COS/周期報(bào)文10目的MAC ID110僅限組2未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文（保留）10目的MAC ID111重復(fù)MAC ID檢驗(yàn)報(bào)文圖1 預(yù)定義主