《现场总线技术》课程模拟试卷
考试时间： 120分钟 总分： 100分 姓名： __ 班级： __ 学号： __
单项选择题（每题2分，共20分）
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与传统的“点对点”DCS（集散控制系统）布线方式相比，现场总线最显著的优势是。 A. 传输速度更快 B. 抗电磁干扰能力更强 C. 大量节省电缆、桥架和施工成本 D. 编程语言更高级
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在OSI七层参考模型中，Profibus-FMS、Profibus-DP和Profibus-PA分别工作在。 A. 应用层、数据链路层、物理层 B. 应用层、数据链路层、数据链路层 C. 应用层、应用层、物理层 D. 网络层、数据链路层、物理层
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CAN（Controller Area Network）总线最初是由公司开发的。 A. Siemens B. Bosch C. Rockwell D. Phoenix Contact
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下列总线中，属于实时性最高、专为汽车和工业控制设计的总线是。 A. Profibus B. Modbus C. CAN D. FF
（图片来源网络，侵删） -
Modbus协议中最常见的串行通信物理接口标准是。 A. RS-232 B. RS-422 C. RS-485 D. Ethernet
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基金会现场总线（FF, Foundation Fieldbus）的通信模型是。 A. OSI七层模型 B. TCP/IP四层模型 C. OSI简化模型（物理层、通信栈、用户层） D. 自定义的三层模型
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在Profibus-DP网络中，一个主站最多可以连接个从站。 A. 32 B. 64 C. 126 D. 127
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Profibus-PA的通信协议和物理层特性与是兼容的。 IEC 61158-2 A. RS-485 B. Manchester编码 C. IEC 61158-2 D. H1
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下列关于“总线供电”的说法，正确的是。 A. 所有现场总线都支持总线供电 B. 总线供电指通过数据线为现场设备提供工作电源 C. 总线供电的电压通常是220V AC D. 总线供电会增加电缆的成本
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工业以太网技术（如Profinet, EtherNet/IP）是现场总线的替代品，其主要优势在于。 A. 成本极低 B. 速度极快，带宽高 C. 实时性绝对优于所有现场总线 D. 协议非常简单，易于实现
填空题（每空1分，共20分）
- 现场总线是应用于和之间的，在_____通信的数字式、串行、多点通信的数据总线。
- 现场总线技术的核心思想是“”，即用一根通信电缆连接多个现场设备，取代传统的“”控制方式。
- Profibus由三部分组成：和_____。
- CAN总线采用介质访问控制方式，其核心仲裁机制是仲裁,能有效解决多节点争用总线的问题。
- Modbus通信模式分为模式和模式，在RTU模式下，一个数据帧以字符开始，以字符结束。
- 基金会现场总线（FF）的通信栈包括三个层次：和_____。
- 现场总线设备的基本功能包括：功能、功能和_____功能。
- Profibus-DP的报文头中，SD2（Start Delimiter 2）的固定值为_____,用于标识DP报文的开始。
名词解释（每题4分，共20分）
- 现场总线
- 总线供电
- 主站/从站
- 功能块
- 令牌传递
简答题（每题8分，共24分）
- 简述现场总线控制系统与传统集散控制系统的主要区别。
- 请解释Profibus-DP和Profibus-PA的主要特点和区别,并说明它们通常如何连接在一起构成一个完整的系统。
- CAN总线的非破坏性位仲裁机制是如何工作的？它有什么优点？
综合应用题（共16分）
某化工厂的配料罐液位控制系统，需要采集4个不同位置的液位传感器信号（4-20mA，支持HART协议），并控制2个调节阀，为了提高系统的可靠性和降低成本,计划采用现场总线技术进行改造。
- （4分） 如果您来选型，您会选择哪种现场总线？并简述您的理由。
- （6分） 请画出该系统的基本网络拓扑结构图，并标注出主站、从站、总线终端器等关键设备。
- （6分） 采用现场总线后，与传统“点对点”的4-20mA接线方式相比，除了节省电缆外，还能带来哪些显著的好处？（至少列出3点）
《现场总线技术》课程模拟试卷答案
单项选择题（每题2分，共20分）
- C - 现场总线最核心的优势是实现了数字通信，一根总线可以挂载多个设备，从而极大地减少了硬接线的数量,节约了材料和施工成本。
- C - Profibus-FMS（Fieldbus Message Specification）工作在应用层；Profibus-DP（Decentralized Peripherals）和Profibus-PA（Process Automation）都工作在数据链路层,但物理层不同。
- B - CAN总线是由德国博世公司为解决汽车中众多电子控制单元之间的通信而开发的。
- C - CAN总线以其卓越的实时性、可靠性和低成本著称，是汽车工业的事实标准,并广泛应用于对实时性要求高的工业控制领域。
- C - RS-485是一种差分信号传输标准，支持多点通信，是Modbus RTU最常用的物理层接口。
- C - FF为了提高效率，采用了简化的三层模型：物理层、通信栈（包含数据链路层和部分应用层功能）和用户层。
- D - Profibus-DP协议规定，一个网络中最多可以有1个主站、126个从站（地址1-126）,或者最多有32个主站。
- C - Profibus-PA采用IEC 61158-2物理层标准，支持总线供电和本质安全，并可以通过DP/PA耦合器与Profibus-DP网络连接。
- B - 总线供电是指通过通信总线本身为现场设备提供工作电源和通信信号，常用于Profibus-PA、FF等总线。
- B - 工业以太网基于以太网技术，其带宽（百兆、千兆甚至更高）远高于传统的现场总线，能够传输大量数据,满足信息化与自动化融合的需求。
填空题（每空1分，共20分）
- 生产现场设备，过程控制，现场设备之间、现场设备与控制装置之间
- 分散控制，一对一
- FMS (现场报文规范)，DP (分布式外围设备)，PA (过程自动化)
- CSMA/CD (载波侦听多路访问/冲突检测)，非破坏性位
- 主从，对等，冒号，回车+换行 (CRLF)
- 物理层，通信栈，用户层
- 通信，控制，诊断
- 10H (十六进制)
名词解释（每题4分，共20分）
- 现场总线：是一种应用于生产现场、在嵌入式设备之间实现、底层、双向串行、多节点数字通信的网络系统，它是自动化领域的局域网，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
