工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在PROFINET實時通信中，用于保證數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級的以太網(wǎng)字段是A.VLANTag中的PCPB.MAC地址的高字節(jié)C.EtherType值D.IP頭部的DSCP答案：A2.下列關(guān)于EtherCAT分布時鐘的描述，正確的是A.所有從站強(qiáng)制使用本地晶振，不可同步B.主站通過IEEE15882008P2P方式一次性校準(zhǔn)全網(wǎng)C.從站控制器ESC可硬件補(bǔ)償時鐘漂移D.同步精度通常低于1ms答案：C3.在TSN協(xié)議族中，負(fù)責(zé)消除排隊延遲的是A.802.1ASB.802.1QbvC.802.1QccD.802.1CB答案：B4.ModbusTCP與ModbusRTU相比，最顯著的差異是A.主從角色可動態(tài)切換B.采用CRC32校驗C.取消了從站地址字段D.使用TCP502端口承載MBAP報文頭答案：D5.某PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)波特率設(shè)定為1.5Mbps，則最大允許電纜長度（無中繼）約為A.100mB.200mC.400mD.1200m答案：B6.在OPCUAPub/SuboverUDP中，用于發(fā)現(xiàn)發(fā)布者端點的記錄類型是A.ArecordB.SRVrecordC.TXTrecordD.PTRrecord答案：B7.工業(yè)防火墻“白名單”策略通?；贏.源IP+目的IP+端口號B.工業(yè)協(xié)議深度解析+指令類型C.流量大小閾值D.應(yīng)用層URL答案：B8.某CANopen節(jié)點心跳報文超時，主站應(yīng)進(jìn)入的狀態(tài)是A.PreoperationalB.StoppedC.OperationalD.NMTResetNode答案：A9.在IEEE802.11工業(yè)WLAN中，用于確定性調(diào)度的MAC層機(jī)制是A.CSMA/CAB.TDMAC.DCFD.EDCA答案：B10.下列關(guān)于5GURLLC的說法，錯誤的是A.空口時延可低于1msB.可靠性達(dá)99.99%C.采用15kHz子載波間隔時隙為1msD.必須啟用網(wǎng)絡(luò)切片方可實現(xiàn)答案：D二、多項選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.下列哪些技術(shù)可以降低工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲A.Cutthrough轉(zhuǎn)發(fā)B.存儲轉(zhuǎn)發(fā)C.巨型幀D.802.1Qbu幀搶占答案：A、D12.關(guān)于PROFINETMRP環(huán)網(wǎng)，正確的有A.環(huán)網(wǎng)恢復(fù)時間典型值<200msB.需要額外冗余管理器PLCC.支持線型、環(huán)型、樹型混合拓?fù)銬.環(huán)端口需配置為“自動”角色答案：A、C、D13.OPCUA安全模型包含A.用戶身份令牌B.應(yīng)用實例證書C.傳輸層TLS1.3D.會話加密AES256答案：A、B、C、D14.下列哪些屬于工業(yè)現(xiàn)場總線物理層冗余技術(shù)A.雙絞線并行冗余B.光纖環(huán)網(wǎng)C.PRP并行冗余協(xié)議D.HSR零切換環(huán)網(wǎng)答案：A、C、D15.在EtherNet/IP中，CIPSync依賴A.IEEE15882008B.802.1ASC.UDP端口2222D.組播MAC01:00:5E:00:00:64答案：A、C三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）16.PROFINETRT可直接運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)芯片，無需ASIC。答案：√17.CANFD數(shù)據(jù)段波特率允許高于仲裁段，但最大不超過8Mbps。答案：√18.TSN中802.1Qci用于流量整形，避免突發(fā)。答案：×（policing）19.EtherCAT從站物理層強(qiáng)制使用EBus（LVDS），不支持100BASETX。答案：×20.OPCUAPub/SuboverMQTT時，仍保留UADP編碼。答案：√21.ModbusTCP一次事務(wù)可讀寫125個保持寄存器。答案：√22.PROFIBUSDP1類主站與2類主站不能并行在線。答案：×23.5G非獨立組網(wǎng)（NSA）也能實現(xiàn)URLLC。答案：×24.IEEE802.3cg10BASET1L支持兩線制供電（PoDL）。答案：√25.工業(yè)防火墻“學(xué)習(xí)模式”會自動生成白名單規(guī)則。答案：√四、填空題（每空2分，共20分）26.PROFINETIRT使用__________交換機(jī)芯片，在轉(zhuǎn)發(fā)時跳過__________層，實現(xiàn)亞微秒級抖動。答案：專用ASIC、MAC27.CANopen對象字典索引0x1800對應(yīng)__________對象的__________子協(xié)議。答案：PDO、通信參數(shù)28.TSN中，802.1Qbv定義了__________窗口，802.1Qbu實現(xiàn)了__________幀搶占。答案：時隙、Express29.EtherCAT幀中，WKC字段長度為__________位，當(dāng)值等于預(yù)期值時表示__________。答案：16、所有尋址從站均成功處理30.OPCUA客戶端調(diào)用__________服務(wù)可讀取節(jié)點__________屬性，以判斷變量是否可寫。答案：Read、AccessLevel31.5G工業(yè)專網(wǎng)中，__________網(wǎng)絡(luò)切片等級對應(yīng)最高優(yōu)先級，其時隙格式為__________。答案：URLLC、自包含32.IEEE802.3cg10BASET1L最大傳輸距離為__________米，采用__________編碼。答案：1000、MLT333.在PROFIBUSDP循環(huán)報文中，參數(shù)數(shù)據(jù)單元PDU的__________字節(jié)用于標(biāo)識__________。答案：第一個、功能碼34.EtherNet/IPCIP連接觸發(fā)方式為__________類時，RPI最小可達(dá)__________μs。答案：3、10035.工業(yè)防火墻對S7comm協(xié)議深度解析時，通過識別__________字段阻止__________指令。答案：FunctionCode、Write/Delete五、簡答題（每題8分，共24分）36.說明PROFINETIRT數(shù)據(jù)通路中“黃色階段”與“紅色階段”的時序作用，并給出典型周期示例。答案：黃色階段為IRT時隙，僅傳輸同步幀，交換機(jī)關(guān)閉非IRT端口，確保零沖突；紅色階段為RT/TCP/IP混合時隙，允許標(biāo)準(zhǔn)幀。典型周期為1ms，其中黃色占250μs，紅色占750μs。37.對比CANFD與經(jīng)典CAN在數(shù)據(jù)段位定時上的差異，并解釋為何FD需要二次采樣點。答案：經(jīng)典CAN數(shù)據(jù)段與仲裁段波特率一致，采樣點位于70–87.5%；CANFD數(shù)據(jù)段可提速至8Mbps，位時間縮短，需二次采樣點（SSP）以補(bǔ)償收發(fā)器延遲變化，確保在數(shù)據(jù)段準(zhǔn)確采樣。38.描述TSN網(wǎng)絡(luò)中802.1Qcc集中式配置模型的角色分工及信息流。答案：CUC收集終端需求→CNC計算調(diào)度→CNC下發(fā)門控列表到網(wǎng)橋→網(wǎng)橋執(zhí)行802.1Qbv時隙；CUC與CNC間采用標(biāo)準(zhǔn)YANG/NETCONF，CNC與網(wǎng)橋間采用LLDP/ISIS擴(kuò)展，實現(xiàn)全網(wǎng)集中式資源預(yù)留。六、計算題（共11分）39.某EtherCAT系統(tǒng)包含20個從站，每個從站過程數(shù)據(jù)輸入8Byte、輸出8Byte，幀前導(dǎo)、CRC、頭部等開銷共46Byte。若網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于100Mbps，要求刷新周期為250μs，計算：（1）最小幀長度；（2）鏈路利用率；（3）是否滿足周期要求并給出裕量。（11分）答案：（1）數(shù)據(jù)區(qū)=20×(8+8)=320Byte，總幀長=46+320=366Byte=2928bit（2）發(fā)送時間=2928bit/100Mbps=29.28μs，利用率=29.28/250=11.7%（3）29.28μs<250μs，裕量=250–29.28=220.72μs，滿足。七、綜合設(shè)計題（共30分）40.某汽車焊裝車間需構(gòu)建“一網(wǎng)到底”的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，要求：①伺服驅(qū)動循環(huán)同步抖動<1μs；②視覺檢測帶寬>200Mbps；③設(shè)備級安全隔離；④未來擴(kuò)展5GAGV。請完成：（1）畫出分層拓?fù)洌ê琓SN骨干、5GTSN轉(zhuǎn)換器、安全區(qū)）；（2）選協(xié)議并說明理由；（3）給出TSN調(diào)度表（周期4ms，分8時隙）；（4）設(shè)計安全策略（白名單+微分段）；（5）說明5G與TSN互通的協(xié)議映射。答案：（1）拓?fù)洌篖0設(shè)備層→L1TSN葉節(jié)點→L2TSN骨干環(huán)（802.1CB冗余）→L3工廠核心；5GTSN轉(zhuǎn)換器（DSTT/NWTT）掛骨干；安全區(qū)由防火墻+IPS在L1/L2邊界隔離。（2）協(xié)議：伺服采用PROFINETIRToverTSN（802.1Qbv+802.1AS）；視覺采用EtherNet/IPwithCIPSyncoverTSN；5GAGV采用OPCUAPub/SuboverTSN5G互通。（3）調(diào)度表：時隙0：IRT伺服同步（500μs）時隙1：視覺高速采集（500μs）時隙2：OPCUAAGV控制（500μs）時隙3：普通TCP/IP（500μs）時隙4：IRT伺服同步（500μs）時隙5：視覺（500μs）時隙6：AGV視頻回傳（500μs）時隙7：Besteffort（500μs）（