2025年工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在PROFINETIRT通信中，保證實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵機(jī)制是A.帶寬預(yù)留＋時(shí)間片輪轉(zhuǎn)B.CSMA/CD沖突檢測C.TCP重傳窗口自適應(yīng)D.MQTTQoS2應(yīng)答機(jī)制答案：A解析：PROFINETIRT通過為每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)留固定帶寬并采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，消除以太網(wǎng)沖突，實(shí)現(xiàn)亞毫秒級周期。2.某PLC程序中，對變量“MotorRun”進(jìn)行OPCUA訂閱，若Client要求的采樣間隔為50ms，而PLC實(shí)際循環(huán)周期為10ms，則Server端最合理的采樣策略為A.每10ms讀取一次并緩存，50ms打包發(fā)送B.每50ms強(qiáng)制PLC中斷讀取C.每10ms直接推送，忽略Client要求D.拒絕訂閱，返回Bad_Timeout答案：A解析：OPCUA允許Server以快于Client要求的頻率采樣，再按Client間隔打包，既節(jié)省帶寬又保證數(shù)據(jù)新鮮度。3.在ModbusTCP報(bào)文中，功能碼0x10對應(yīng)的事務(wù)是A.讀保持寄存器B.寫單個(gè)線圈C.寫多個(gè)寄存器D.讀輸入離散量答案：C解析：0x10（十進(jìn)制16）為“WriteMultipleRegisters”，用于一次性寫入連續(xù)4×n字節(jié)數(shù)據(jù)。4.使用S71500做時(shí)鐘同步時(shí)，PTP精度的主要限制因素為A.水晶振蕩器溫漂B.交換機(jī)存儲轉(zhuǎn)發(fā)延遲C.網(wǎng)線Cat5e帶寬D.CPU掃描周期抖動(dòng)答案：B解析：即使終端時(shí)鐘精度高，若交換機(jī)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)，幀排隊(duì)延遲會引入±幾微秒誤差，成為PTP瓶頸。5.在WinCCProfessional中，若趨勢圖時(shí)間范圍=1h，歸檔周期=1s，則單變量在SQLServer中產(chǎn)生的行數(shù)約為A.3600B.60C.86400D.取決于壓縮因子答案：A解析：1h=3600s，每秒一行，無壓縮時(shí)3600行；WinCC壓縮率默認(rèn)2:1，但題目問“約為”，取3600最合理。6.下列關(guān)于EtherCAT分布時(shí)鐘的描述，錯(cuò)誤的是A.所有從站共享同一64ns計(jì)數(shù)器B.主站通過寫入寄存器0x0910～0x0917實(shí)現(xiàn)同步C.同步完成后，抖動(dòng)可小于1μsD.無需測量鏈路延遲即可直接同步答案：D解析：EtherCAT必須先測量主從、從從之間的鏈路傳播延遲，再補(bǔ)償，否則無法達(dá)到亞微秒同步。7.當(dāng)工業(yè)防火墻啟用“深度包檢測”后，對OPCClassic的影響是A.DCOM動(dòng)態(tài)端口被固定，連接失敗B.可正常通過，因OPC采用443端口C.需額外開放102端口D.無任何影響答案：A解析：OPCClassic依賴DCOM，動(dòng)態(tài)分配1024+端口；深度包檢測會攔截動(dòng)態(tài)端口，需固定或采用OPCUA隧道。8.在GSDML文件中，<ModuleInfo>標(biāo)簽的“FixedInSlots”屬性用于A.定義模塊是否支持熱插拔B.指定模塊只能插在特定槽位C.標(biāo)識模塊電源損耗D.描述模塊是否支持IRT答案：B解析：FixedInSlots=“1..3”表示該模塊只能插在1～3號槽，防止誤配置。9.若MQTTBroker部署在公有云，而PLC位于內(nèi)網(wǎng)，最安全的穿透方案是A.在PLC側(cè)運(yùn)行BrokerB.端口映射1883C.采用TLSover8883＋雙向證書D.使用HTTP輪詢答案：C解析：雙向TLS既解決端口暴露，又提供端到端身份認(rèn)證，防止中間人偽造。10.在IEC611313標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于“衍生數(shù)據(jù)類型”描述正確的是A.只能在FBD中定義B.支持嵌套結(jié)構(gòu)體最大32級C.數(shù)組下標(biāo)必須從0開始D.結(jié)構(gòu)體字段可設(shè)置初始值答案：D解析：標(biāo)準(zhǔn)允許在TYPE段為STRUCT字段賦初值，如MyStruct.Weight:=55.0。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.下列哪些機(jī)制可降低PROFINET網(wǎng)絡(luò)中的循環(huán)抖動(dòng)A.采用IRT交換機(jī)B.關(guān)閉LLDPC.提高發(fā)送時(shí)鐘精度至1μsD.使用固定拓?fù)銭.開啟FastStartup答案：A、C、D解析：IRT交換機(jī)、固定拓?fù)?、主站高精度時(shí)鐘均減少抖動(dòng)；LLDP與抖動(dòng)無關(guān)；FastStartup僅縮短啟動(dòng)時(shí)間。12.關(guān)于OPCUAPubSuboverUDP，以下說法正確的是A.使用UADP二進(jìn)制編碼B.可映射到多播地址C.支持心跳報(bào)文KeepAliveD.必須依賴BrokerE.可配置KeyFrame間距答案：A、B、C、E解析：PubSubUDP無需Broker；KeyFrame用于減少帶寬；心跳保證離線檢測。13.在WinCCOA中實(shí)現(xiàn)“冗余服務(wù)器”需滿足A.兩臺服務(wù)器硬件型號完全一致B.使用共享RAID磁盤陣列C.冗余授權(quán)≥2×變量數(shù)D.事件序列號同步E.客戶機(jī)自動(dòng)重連到熱備答案：C、D、E解析：WinCCOA冗余無需完全一致硬件，也不要求共享磁盤；事件序列號一致保證切換無跳變。14.下列哪些屬于工業(yè)以太網(wǎng)鏈路冗余協(xié)議A.MRPB.RSTPC.PRPD.HSRE.LACP答案：A、C、D解析：MRP、PRP、HSR為工業(yè)專用零恢復(fù)協(xié)議；RSTP恢復(fù)>1s；LACP為負(fù)載聚合，非冗余。15.在TIAPortalV19中，S71500R/H系統(tǒng)支持A.雙CPU冗余B.冗余IO通過PN/PNCouplerC.編程語言僅限LADD.切換時(shí)間<100msE.支持PROFINETMRP環(huán)答案：A、B、D、E解析：R/H支持所有IEC語言；切換典型50ms；PN/PNCoupler實(shí)現(xiàn)跨環(huán)IO。三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.EtherNet/IP使用IEEE1588進(jìn)行時(shí)鐘同步。答案：×解析：EtherNet/IP采用CIPSync，基于IEEE1588，但題目表述“使用”易被誤解為原生，嚴(yán)格說CIPSync才是協(xié)議。17.在ModbusRTU中，若從站地址為0，表示廣播。答案：√解析：地址0為廣播，從站不回復(fù)。18.OPCUA的Session在超過120s無活動(dòng)時(shí)自動(dòng)終止。答案：×解析：標(biāo)準(zhǔn)無固定120s，由Server在EndpointDesc中聲明。19.PROFINET設(shè)備必須支持LLDP，否則無法生成拓?fù)洹４鸢福骸探馕觯篖LDP是PN標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制要求，用于鄰居發(fā)現(xiàn)。20.在WinCC中，若變量歸檔類型為“長期歸檔”，則數(shù)據(jù)一定存儲在SQLServer。答案：√解析：長期歸檔僅支持SQLServer，循環(huán)歸檔可存本地。21.HSR協(xié)議要求節(jié)點(diǎn)支持DANH雙端口。答案：√解析：DANH（DoublyAttachedNodewithHSR）是HSR基本單元。22.工業(yè)防火墻開啟“白名單”后，未知MAC地址一律放行。答案：×解析：白名單默認(rèn)阻斷未知MAC。23.S71200CPU固件V4.6開始支持OPCUA服務(wù)器。答案：√解析：V4.6起內(nèi)置OPCUAServer，之前需額外CM。24.在Kepware中，可通道冗余指同一設(shè)備雙驅(qū)動(dòng)并行。答案：√解析：KepwareChannelRedundancy支持雙TCP通道熱備。25.采用SNMPv3比v2c在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中更安全，因其支持認(rèn)證與加密。答案：√解析：v3引入U(xiǎn)SM，提供AuthPriv。四、填空題（每空2分，共20分）26.PROFINETRT幀的EtherType值為________。答案：0x8892解析：PNRT數(shù)據(jù)幀標(biāo)識。27.在OPCUA信息模型中，NodeId由________、________、________三部分組成。答案：命名空間索引、標(biāo)識符類型、標(biāo)識符解析：NodeId三元組。28.若EtherCAT從站ESC使用________模式，可在網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)繼續(xù)輸出預(yù)設(shè)值。答案：DistributedClockOutput（DCSync）+Watchdog解析：DC+Watchdog實(shí)現(xiàn)掉線保持。29.在WinCC中，若趨勢圖調(diào)用“OnlineTrendControl”，其時(shí)間軸默認(rèn)控件名稱為________。答案：TimeAxis解析：控件屬性默認(rèn)命名。30.使用S71500做HTTPPOST時(shí)，需調(diào)用系統(tǒng)功能塊________。答案：TCON、TDISCON、TSEND、TRCV解析：開放式通信指令。31.在GSDML文件里，定義模塊輸入數(shù)據(jù)長度的標(biāo)簽為________。答案：<InputDataItem>解析：PNIO配置描述。32.若MQTTClient的CleanSession=0，表示________。答案：使用持久會話，Broker保存訂閱與QoS1/2消息。解析：MQTT3.1.1定義。33.工業(yè)以太網(wǎng)銅纜測試指標(biāo)中，________表示信號反射比例。答案：ReturnLoss解析：RL衡量阻抗匹配。34.在IEC60802標(biāo)準(zhǔn)中，TSN的________組件負(fù)責(zé)流量整形。答案：GateControlList（GCL）解析：802.1Qbv機(jī)制。35.若PROFIBUSDP總線物理層采用RS485，其特征阻抗為________Ω。答案：150解析：DP規(guī)范，電纜150Ω。五、綜合應(yīng)用題（共35分）36.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（10分）某汽車焊裝線需部署PROFINETIRT，周期1ms，抖動(dòng)<1μs?，F(xiàn)有設(shè)備：S71518PLC、IRT交換機(jī)ScalanceXC200、伺服驅(qū)動(dòng)V90PN、分布式IOET200SP。請回答：（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)采用何種線纜與交換機(jī)端口模式？（2）若測得某從站入口延遲T1=198ns，出口延遲T2=204ns，計(jì)算該從站補(bǔ)償值。（3）給出PLC工程里同步域的最小發(fā)送時(shí)鐘。答案與解析：（1）采用銅纜Cat6A屏蔽、星型拓?fù)?，交換機(jī)端口設(shè)“IRTBridge”模式，關(guān)閉存儲轉(zhuǎn)發(fā)，啟用Cutthrough。（2）補(bǔ)償值=(T2T1)/2=(204198)/2=3ns，寫入從站DCOffset寄存器。（3）最小發(fā)送時(shí)鐘=1ms，因周期1ms，IRT要求發(fā)送時(shí)鐘≤周期。37.OPCUA信息建模（10分）需為一條包裝線建立OPCUA模型，包含：?設(shè)備：PackML狀態(tài)機(jī)（Idle、Starting、Execute、Completing、Complete、Held、Aborting、Aborted、Stopping、Stopped）?變量：ActualSpeed、ActualTorque、GoodCount、BadCount?方法：ResetCounters、SetSpeed要求：（1）畫出節(jié)點(diǎn)類型與引用關(guān)系圖（文字描述即可）。（2）給出ResetCounters的輸入、輸出參數(shù)定義（用XML片段）。答案：（1）以“ObjectType=PackMLLine”為根，HasComponent→StateMachineType（PackMLState），HasProperty→ActualSpeed（Double）、ActualTorque（Double）、GoodCount（UInt32）、BadCount（UInt32）；StateMachineTypeHasComponent→InitialState=Idle，HasTransition→9條Transition；根節(jié)點(diǎn)HasComponent→Methods：ResetCounters、SetSpeed。（2）<MethodSymbolicName="ResetCounters"><InputArguments><ArgumentName="ResetGood"DataType="Boolean"/><ArgumentName="ResetBad"DataType="Boolean"/></InputArguments><OutputArguments><ArgumentName="NewGoodCount"DataType="UInt32"/><ArgumentName="NewBadCount"DataType="UInt32"/></OutputArguments></Method>解析：輸入指定清零項(xiàng)，輸出返回清零后值，便于Client確認(rèn)。38.冗余與故障切換（7分）某熱軋廠采用S71500R/H冗余系統(tǒng)，CPU1與CPU2通過同步光纖連接，IO采用冗余IM1556PN?，F(xiàn)發(fā)生以下故障：?t0時(shí)刻，CPU1主站，CPU2備用；?t1時(shí)刻，CPU1與冗余IO主接口網(wǎng)線中斷；?t2時(shí)刻，CPU1整機(jī)斷電。問：（1）t1時(shí)刻系統(tǒng)能否繼續(xù)運(yùn)行？（2）t2時(shí)刻切換時(shí)間大約多少？（3）若用戶程序使用“SFB52”讀取IO模塊診斷，在切換后是否需要重連？答案：（1）能；冗余IO自動(dòng)選擇備用接口，CPU1仍為主。（2）典型50ms，同步數(shù)據(jù)已備份到CPU2。（3）無需；SFB52基于邏輯IO地址，冗余系統(tǒng)保持地址不變，程序繼續(xù)。39.網(wǎng)絡(luò)安全加固（8分）現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)PLCS71500的Web服務(wù)器默認(rèn)開啟，且可通過HTTP訪問診斷緩沖區(qū)。請給出三步最簡加固方案，并說明理由。答案：步驟1：在CPU屬性中關(guān)閉Web服務(wù)器或改為HTTPS，強(qiáng)制TLS1.3，防止明文泄露。步驟2：啟用“訪問級別=僅HTTPS+證書”，導(dǎo)入CA簽名的Client證書，杜絕中間人。步驟3：在ScalanceS615防火墻設(shè)置“PLCGuard”，僅允許工程站IP訪問443端口，其余丟棄。解析：三步實(shí)現(xiàn)傳輸層加密、身份認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)層白名單，覆蓋OWASP工業(yè)控制Top10。六、編程與組態(tài)題（共40分）40.TIAPortal組態(tài)（10分）在TIAPortalV19中，新建S715163PN/DP項(xiàng)目，要求：（1）創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊“DB100_WMS”，包含結(jié)構(gòu)：Header（Struct）：OrderID（String[20]）、TargetPos（Real）、Speed（Real）；Data（Array[1..10]ofReal）：Weight；Checksum（UInt32）。（2）啟用“僅存儲在裝載存儲器”優(yōu)化，說明對PLC循環(huán)時(shí)間的影響。（3）在WinCCProfessional創(chuàng)建對應(yīng)結(jié)構(gòu)變量，并設(shè)置“變化時(shí)”歸檔，歸檔周期1s，保存7天。答案與操作要點(diǎn)：（1）DB100→屬性→“可優(yōu)化”打勾，定義結(jié)構(gòu)。（2）僅存儲在裝載存儲器→CPU運(yùn)行時(shí)不占工作存儲器，減少RAM占用，對循環(huán)時(shí)間無直接改善，但降低內(nèi)存碎片。（3）WinCC→TagManagement→ImportfromTIA，自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)；Archiving→選擇“onchange”，周期1s，連接SQLExpress，設(shè)置MaxTime=7d。41.結(jié)構(gòu)化文本編程（10分）編寫ST代碼，實(shí)現(xiàn)：當(dāng)傳感器PhotoEye上升沿時(shí)，將當(dāng)前TimeStamp（UTC）寫入數(shù)組RingBuffer[0..99]，指針Head遞增，滿100次后自動(dòng)覆蓋最早記錄。要求使用IEC定時(shí)器，無鎖機(jī)制。答案：TYPEUDT_Log:STRUCTtStamp:DT;END_STRUCT;END_TYPEVARRingBuffer:ARRAY[0..99]OFUDT_Log;Head:UINT:=0;PhotoEye:BOOL;PhotoEye_rTrig:R_TRIG;END_VARPhotoEye_rTrig(CLK:=PhotoEye);IFPhotoEye_rTrig.QTHENRingBuffer[Head].tStamp:=DT_TO_DT(SYS_TIME());Head:=(Head+1)MOD100;END_IF;解析：R_TRIG檢測上升沿；SYS_TIME返回UTC；MOD實(shí)現(xiàn)環(huán)形。42.腳本與報(bào)表（10分）在WinCCProfessional中，用VBS腳本實(shí)現(xiàn)：每天0:00將前一日GoodCount、BadCount、Efficiency（=Good/(Good+Bad)）寫入CSV文件，文件名“Report_yyyyMMdd.csv”，保存在D:\Reports\。要求：若文件已存在則覆蓋；Efficiency保留2位小數(shù)；若分母為0，Efficiency=0。答案：Dimfso,file,sPathsPat