【文章內(nèi)容簡介】 智能儀表等設(shè)備開發(fā)以及應(yīng)用中占了非常重要的地位。研究并分析 FF的功能塊應(yīng)用進(jìn)程的結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)技術(shù)是非常有意義的。 (4)FF總線協(xié)議 ② 功能塊應(yīng)用進(jìn)程結(jié)構(gòu)。在 FF規(guī)范中，功能塊應(yīng)用進(jìn)程位于通信棧之上的用戶層，主要是用來完成用戶所需的自動化應(yīng)用功能。它是基于功能塊模型的，每一功能塊都是一個獨立的軟件模塊，完成某一特定功能。根據(jù)具體的應(yīng)用需求，可將多個功能塊集成在一起，從而完成所需的應(yīng)用功能。它采用的是一種分布式的應(yīng)用程序框架，允許功能塊分散在不同的設(shè)備之中，通過通信及集成技術(shù)來組成完整的應(yīng)用程序。 ③ 功能塊通用結(jié)構(gòu)及其分析。 FF的功能塊模型提供了一種通用結(jié)構(gòu)來定義功能塊的輸入、輸出，算法和控制參數(shù)以及將多個功能塊組合成一個應(yīng)用進(jìn)程。這種結(jié)構(gòu)簡化了功能塊公共特征的識別和標(biāo)準(zhǔn)化。 ④ 對象字典的結(jié)構(gòu)及其分析。功能塊對象字典用來描述各種功能塊應(yīng)用對象的數(shù)據(jù)格式和意義。每一網(wǎng)絡(luò)可視的對象都必須在對象字典中有登記項。通過訪問這些登記項，外界程序才能真正理解和操作對象。 1)物理層。 圖 68 曼徹斯特編碼 1)物理層。 圖 69 H1總線上的信號波形 1)物理層。 表 62 低速總線 H1的基本特性 2)通信棧。 通信棧包括數(shù)據(jù)鏈路層 DLL、現(xiàn)場總線訪問子層 FAS和現(xiàn)場總線報文規(guī)范 FMS三部分。 ① 數(shù)據(jù)鏈路層 圖 610 通信設(shè)備與 LAS ① 數(shù)據(jù)鏈路層 圖 611 受調(diào)度通信和非調(diào)度通信 ② 現(xiàn)場總線訪問子層 圖 612 FAS協(xié)議機制 ③ 現(xiàn)場總線報文規(guī)范 現(xiàn)場總線報文規(guī)范層 FMS是應(yīng)用層中的另一個子層，它描述了用戶應(yīng)用所需要的通信服務(wù)、信息格式和建立報文所必需的協(xié)議行為等。針對不同的對象類型， FMS定義了相應(yīng)的 FMS通信服務(wù)，用戶應(yīng)用可采用標(biāo)準(zhǔn)的報文格式集在現(xiàn)場總線上相互發(fā)送報文。 3)用戶層。 基金會現(xiàn)場總線在應(yīng)用層之上增加了一個內(nèi)容廣泛的用戶層，它定義了標(biāo)準(zhǔn)的基于模塊的用戶應(yīng)用，從而使得設(shè)備與系統(tǒng)的集成與互操作更加易于實現(xiàn)。 ① 功能塊應(yīng)用進(jìn)程 在 FF規(guī)范中，功能塊應(yīng)用進(jìn)程用于實現(xiàn)用戶所需的各種自動控制功能，在 FF智能儀表等設(shè)備開發(fā)以及應(yīng)用中占了非常重要的地位。研究并分析 FF的功能塊應(yīng)用進(jìn)程的結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)技術(shù)是非常有意義的。 ② 功能塊應(yīng)用進(jìn)程結(jié)構(gòu) 在 FF規(guī)范中，功能塊應(yīng)用進(jìn)程位于通信棧之上的用戶層，主要是用來完成用戶所需的自動化應(yīng)用功能。它是基于功能塊模型的，每一功能塊都是一個獨立的軟件模塊，完成某一特定功能。根據(jù)具體的應(yīng)用需求，可將多個功能塊集成在一起，從而完成所需的應(yīng)用功能。它采用的是一種分布式的應(yīng)用程序框架，允許功能塊分散在不同的設(shè)備之中，通過通信及集成技術(shù)來組成完整的應(yīng)用程序。 ③ 功能塊通用結(jié)構(gòu)及其分析 FF的功能塊模型提供了一種通用結(jié)構(gòu)來定義功能塊的輸入、輸出，算法和控制參數(shù)以及將多個功能塊組合成一個應(yīng)用進(jìn)程。這種結(jié)構(gòu)簡化了功能塊公共特征的識別和標(biāo)準(zhǔn)化。 ④ 對象字典的結(jié)構(gòu)及其分析 功能塊對象字典用來描述各種功能塊應(yīng)用對象的數(shù)據(jù)格式和意義。每一網(wǎng)絡(luò)可視的對象都必須在對象字典中有登記項。通過訪問這些登記項，外界程序才能真正理解和操作對象。 ProfiBus技術(shù)要點 (1) ProfiBus概貌 (2) ProfiBus基本特性 (3) ProfiBus— DP ProfiBus— DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。 (4)ProfiBus— PA ProfiBus— PA適用于 ProfiBus的過程自動化。 (5)ProfiBus— FMS ProfiBus— FMS的設(shè)計旨在解決車間監(jiān)控級通信。 (1) ProfiBus概貌 1)ProfiBus是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。 2)ProfiBus由三個兼容部分組成，即 ProfiBus— DP(Decentralized Periphery)、 ProfiBus— PA(Process Automation)、 ProfiBus— FMS(FieldBus Message Specification)。 ① ProfiBus— DP：是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式 I/O的通信。使用 ProfiBus— DP可取代 24VDC或 4～ 20mA信號傳輸。 ② ProfiBus— PA：專為過程自動化設(shè)計，可使傳感器和執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本質(zhì)安全規(guī)范。 ③ ProfiBus— FMS：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個令牌結(jié)構(gòu)、實時多主網(wǎng)絡(luò)。 3) ProfiBus是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)。 (2) ProfiBus基本特性 1)ProfiBus協(xié)議結(jié)構(gòu)。 ① ProfiBus— DP：定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同 ProfiBus— DP設(shè)備的設(shè)備行為。 ② ProfiBus— FMS：定義了第一、二、七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范(FieldBus Message Specification— FMS)和低層接口 (Lower Layer Interface— LLI)。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務(wù)。 LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。 ③ ProfiBus— PA： PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的 ProfiBus— DP協(xié)議。另外， PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的 PA行規(guī)。根據(jù) IEC11582標(biāo)準(zhǔn)， PA的傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在 DP上擴展 PA網(wǎng)絡(luò)。 2)ProfiBus傳輸技術(shù)。 3)ProfiBus總線存取協(xié)議 (2) ProfiBus基本特性 ① 三種 ProfiBus(DP、 FMS、 PA)均使用一致的總線存取協(xié)議。該協(xié)議是通過 OSI參考模型第二層 (數(shù)據(jù)鏈路層 )來實現(xiàn)的。 ② 在 ProfiBus中，第二層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層 (FieldBus Data Link— FDL)。介質(zhì)存取控制 (Medium Access Control— MAC)具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦?，MAC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。 ③ ProfiBus協(xié)議的設(shè)計滿足介質(zhì)存取控制的兩個基本