【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF設(shè)備的功能組成部分現(xiàn)場(chǎng)總線 FF體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信實(shí)體任務(wù) ：生成報(bào)文、提供報(bào)文傳送服務(wù)。組成 ：（ 1） 各層協(xié)議 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)管理代理構(gòu)成虛擬通信關(guān)系現(xiàn)場(chǎng)總線 FF體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)管理內(nèi)核（ SMK)任務(wù)：負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相關(guān)的管理。 如：確立本設(shè)備在網(wǎng)段中的位置 , 配置系統(tǒng)信息 ,為設(shè)備分配固定的數(shù)據(jù)鏈接地址 ,使設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。提供應(yīng)用時(shí)鐘參考 ,協(xié)調(diào)與網(wǎng)上其它設(shè)備的動(dòng)作和功能塊執(zhí)行時(shí)間等。組成：占據(jù)應(yīng)用層和用戶層的部分位置。 (1) 系統(tǒng)管理內(nèi)核協(xié)議 (SMKP)：與遠(yuǎn)程 SMK通信的協(xié)議 。 (2) 對(duì)象字典 (OD)：用于說明總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式和意義 的對(duì)象描述的集合； (3) 系統(tǒng)管理信息庫 (SMIB)：存放用于控制系統(tǒng)管理操作的 各種信息 ,這些信息都被組織成對(duì)象； (4) 系統(tǒng)管理內(nèi)核程序 ?，F(xiàn)場(chǎng)總線 FF體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線功能塊應(yīng)用進(jìn)程 (FBAP)(1) 功能塊 (FB)可實(shí)現(xiàn)某種應(yīng)用功能或算法 , 并可按某種方式反復(fù)執(zhí)行的函數(shù)模塊。(2) 應(yīng)用進(jìn)程 (AP)ISO7498的名詞 :駐留在設(shè)備內(nèi)的分布式應(yīng)用的描述 ?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中 :設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一組相關(guān)功能的整體。(3) 組成功能塊 對(duì)象 。 對(duì)象字典 (OD)。 設(shè)備描述 (DD)現(xiàn)場(chǎng)總線 FF體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線虛擬通信關(guān)系 (VCR)(1) 定義 VCR是現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的邏輯通信通道。(2)任務(wù) 為 通信實(shí)體 , 系統(tǒng)管理內(nèi)核 , 和 功能塊應(yīng)用進(jìn)程 三大部分中的各種應(yīng)用之間建立通信的通道。(3)類型 客戶 /服務(wù)器型 , 報(bào)告分發(fā)型 , 發(fā)布 /預(yù)定接收型 。(4)組成實(shí)現(xiàn) 物理層 , 數(shù)據(jù)鏈路層 和 應(yīng)用層 共同而構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)總線 FF體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線虛擬通信關(guān)系 (VCR)FCFT發(fā) 布 預(yù)訂 VCR客 戶 服 務(wù) 器 VCR報(bào) 告分 發(fā) VCR現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層? 一、 物理層任務(wù)? 二、物理層結(jié)構(gòu)? 三、物理層協(xié)議物理層 ：用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與總線之間的 連接 ，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與通信傳輸媒體的連接提供 機(jī)械 和 電氣接口 ，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)總線的發(fā)送或接收提供合乎規(guī)范的 物理信號(hào) ?，F(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線一、 物理層任務(wù)負(fù)責(zé)物理傳輸線路的 建立、維持和拆除 。在 發(fā)送方 ，物理層從 數(shù)據(jù)鏈路層 接收數(shù)據(jù)單元，添加 同步和 起始 、 結(jié)束 標(biāo)志字符，并進(jìn)行編碼形成一個(gè)物理幀，然后在 物理傳輸介質(zhì) 上發(fā)送出去；接收方 在收到這個(gè)物理幀后，依據(jù)物理層協(xié)議解碼并剝掉同步 和 起始 、 結(jié)束 標(biāo)志字符，將所得到的數(shù)據(jù)單元向上傳遞給 數(shù)據(jù)鏈路層 。幀前定界碼 幀結(jié)束DLL協(xié)議數(shù)據(jù)前導(dǎo)碼 FF的物理層的物理層 二、 物理層結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)先采用 導(dǎo)線 作為通信介質(zhì) ,并將進(jìn)一步擴(kuò)展其能力。物理層規(guī)定了三種傳輸介質(zhì) :導(dǎo)線、光纖和射頻。數(shù)據(jù)鏈路層MDS介質(zhì)相關(guān)子層MIS介質(zhì)無關(guān)子層MAU媒體訪問單元媒體訪問單元MAU介質(zhì)訪問單元導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線DCE 光纖DCE 射頻DCE FF的物理層的物理層 二、 物理層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線介質(zhì)導(dǎo)線DCE 光纖DCE 射頻DCEMDS介質(zhì)相關(guān)子層MAU介質(zhì)訪問單元MIS介質(zhì)無關(guān)子層介質(zhì)（媒體）無關(guān)層（ MIS）：與傳輸媒體無關(guān)，負(fù)責(zé)處理物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的接口。 有關(guān)信號(hào)編碼、增加或去除前導(dǎo)碼、定界碼的工作均在物理層的介質(zhì)（媒體）無關(guān)層完成 。介質(zhì)（媒體）相關(guān)層（ MDS）：負(fù)責(zé)處理導(dǎo)線、光纖等不同傳輸介質(zhì)（媒體）。定義了信號(hào)的編碼方式和物理幀格式，對(duì)應(yīng)于三種介質(zhì)（媒體）分別規(guī)定了三種 MDS。介質(zhì) (媒體 )訪問單元 (MAU):負(fù)責(zé)傳送和接收經(jīng)過 MDS處理的物理幀信號(hào)。對(duì)應(yīng)于每一種傳輸速率和信號(hào)類型分別定義了相應(yīng)的 MAU，負(fù)責(zé)此種模式下的通信。在導(dǎo)線 MDS下定義了四種介質(zhì) (媒體 )訪問單元（ MAU， Medium Attachment Unit）： bps 電壓模式 1M bps 電壓模式 1M bps 電流模式 bps 電壓模式 FF的物理層的物理層 二、 物理層結(jié)構(gòu)介質(zhì) (媒體 )無關(guān)層 MISMDS（介質(zhì) (媒體 )相關(guān)子層）導(dǎo)線 /光纖MDS射頻MAU導(dǎo)線電壓模式1MbpsMAU導(dǎo)線電壓模式MAU導(dǎo)線電流模式1MbpsMAU光纖1MbpsMAU光纖MAU射頻MAU射頻4800 bpsMAU光纖1FiberMAU光纖2FiberMAU導(dǎo)線電壓模式低功耗MAU導(dǎo)線電壓模式傳輸介質(zhì) (媒體 )MAU:介質(zhì)訪問單元介質(zhì)相關(guān)子層介質(zhì)訪問模式現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線二、 物理層結(jié)構(gòu) 導(dǎo)線媒體接口射頻 濾波器 隔離電路 帶通 濾波器 比較器 線路 驅(qū)動(dòng) 緩沖驅(qū)動(dòng)電壓 電壓 限幅驅(qū)動(dòng)許可現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸出（ 來自通信控制器 ）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入（ 去通信控制器）現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議● 物理層的協(xié)議具體規(guī)定了 信號(hào)波形 ， 編碼方式 ， 物理幀格式 ， 傳輸介質(zhì) 和 傳輸速率 ， 設(shè)備供電 以及 連接技術(shù) 等內(nèi)容?！?物理層是現(xiàn)場(chǎng)總線四層結(jié)構(gòu)中唯一不能完全由軟件實(shí)現(xiàn)的層次?！?物理層遵循 IEC11582(1993年 )和 .● 現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)為低速總線頒布了 FF816 , 也稱低速現(xiàn)場(chǎng)總線的 H1標(biāo)準(zhǔn) ?！?傳輸速率為 1Mbps, H2標(biāo)準(zhǔn) (高速現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn) )。已被淘汰，取而代之的是 HSE(High Speed EtherNet)現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議供電方式基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供兩種供電方式 :總線供電方式 :直接從總線上獲取工作能源。非總線供電方式 :工作電源來自外部 ,而不取自總線。對(duì)總線供電的場(chǎng)合，總線上既要傳送 數(shù)字信號(hào) ，又要由總線為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 供電 。 現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議按 H1()的技術(shù)規(guī)范 ,電壓模式的現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)波形如下圖 :15~20mAtIa9~32V~tVb電源 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備100Ω終端器c攜帶協(xié)議信息的 數(shù)字信號(hào) ,以 的頻率、峰 峰電壓為 ~1V的幅值加載到 9~32V 的直流電壓上 ,形成現(xiàn)場(chǎng)總線的信號(hào)波形。圖 c為現(xiàn)場(chǎng)總線上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置。現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議FF數(shù)據(jù)編碼 協(xié)議報(bào)文編碼 ：這里的協(xié)議報(bào)文編碼是指攜帶了現(xiàn)場(chǎng)總線要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)文，這些數(shù)據(jù)報(bào)文由上層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元生成?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線采用 曼徹斯特編碼技術(shù) 將數(shù)據(jù)編碼直接加載到直流電壓或電流上形成物理信號(hào)。在曼徹斯特編碼過程中，每個(gè)時(shí)鐘周期被分成兩半，用前半周期為低電平、后半周期為高電平形成脈沖正跳變來表示 “ 0” ；前半周期為高電平、后半周期為低電平形成脈沖負(fù)跳變來表示 “ 1” ?！?”“1”現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議FF數(shù)據(jù)編碼 時(shí)鐘數(shù)據(jù)1 00 1 0 10 1曼徹斯特編碼現(xiàn)場(chǎng)總線 FF的物理層的物理層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線三、 物理層協(xié)議 每幀報(bào)文格式由 前導(dǎo)碼 、 幀前定界碼 、