【正文】 21/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 24 第三節(jié) Unit 3 幾類有影響的現(xiàn)場總線 Some Important Field Buses — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 25 本節(jié)主要內容 ?基金會現(xiàn)場總線（ FF） ?LonWork技術和 LON總線簡介 ?HART通信協(xié)議簡介 ?CAN總線簡介 ?Profibus總線簡介 ?InterBusS總線簡介 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 26 1131 基金會現(xiàn)場總線（ FF）（ 1） ?概述 ?FF的層次 – 取 ISO/OSI模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層，并在應用層上增加了用戶層 ?新增用戶層的主要功能 – 定義信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設備描述語言規(guī)定通用的功能模塊集 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 27 1131 基金會現(xiàn)場總線 FF的特點 ?FF在功能 、 環(huán)境與技術上的專門設計 ?FF是開放 、 數(shù)字式與多節(jié)點的通信技術 ?FF系統(tǒng)是一種全分布式自動化系統(tǒng) ?FF系統(tǒng)又是一種低帶寬的通信網(wǎng)絡 ?作為工廠底層網(wǎng)絡 ， 相對一般廣域網(wǎng) 、局域網(wǎng) ， FF是一種低速網(wǎng)段 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 28 1131 新型的網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng) ?作為網(wǎng)絡節(jié)點的智能儀表具備通信接收 、 發(fā)送與通信控制的能力 ?通過節(jié)點間的信息傳輸、連接，由各分布節(jié)點的功能集成而共同完成各項自動化功能 ?網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng)的目的 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 29 1131 FF的主要技術（ 1） ?基金會現(xiàn)場總線的通信技術 ?標準化功能塊（ FB— Function Block）與功能塊應用進程 （ FBAP— Function Block Application Process） ?設備描述（ DD— Device Description）與設備描述語言 （ DDL— Device Description Language） — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 30 1131 FF的主要技術（ 2） ?現(xiàn)場總線通信控制器與智能儀表或工業(yè)控制計算機之間的接口技術 ?系統(tǒng)集成技術 – 包括通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的集成 ?系統(tǒng)測試技術 – 包括通信系統(tǒng)的一致性與可互操作性測試技術；總線監(jiān)聽分析技術；系統(tǒng)的功能與性能測試技術 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 31 1131 FF通訊模型的組成及相互關系 ?FF通訊四層模型 – 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層和用戶層 總線訪問子層與總線報文規(guī)范子層 ?FF通訊三層模型 – 物理層、通訊棧、用戶層 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 32 1131 通信模型 ?通信參考模型（參見教材表 113） ?在物理設備中要完成的功能 – 通信實體 – 系統(tǒng)管理內核 – 功能塊應用進程 – 各部分之間通過總線訪問子層提供的服務— 虛擬通信關系 VCR溝通信息 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 33 1131 通信實體 ? 由各層協(xié)議與網(wǎng)絡管理代理共同組成 ? 任務是生成報文與提供報文傳送服務 ? 層協(xié)議的基本目標是要構成虛擬通信關系 ? 支持組態(tài)管理、運行管理、出錯管理的功能 ? 網(wǎng)絡管理信息庫 NMIB （ Network Management Information Bases） ? 對象字典 OD（ Object Dictionary） — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 34 1131 系統(tǒng)管理內核 SMK ?主要負責與網(wǎng)絡系統(tǒng)相關的管理任務 – 確立本設備在網(wǎng)段中的位置 – 協(xié)調與網(wǎng)絡上其它設備的動作和功能塊執(zhí)行時間等 ?系統(tǒng)管理內核 SMK包括現(xiàn)場總線系統(tǒng)的關鍵結構和可操作參數(shù) — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 35 1131 功能塊應用進程 FBAP ?主要用于實現(xiàn)用戶所需要的各種功能 ?應用進程 AP – 原來用以描述留駐在設備內的分布式應用 – 在此指設備內部實現(xiàn)一組相關功能的整體 ?功能塊 ?對象字典 OD ?設備描述 DD 支持功能塊應用的標準化工具 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 36 1131 FF協(xié)議數(shù)據(jù)的構成與層次 ? 現(xiàn)場總線協(xié)議數(shù)據(jù)的生成示意圖 1字節(jié) 1字節(jié) 1～ 15字節(jié) 2字節(jié) 現(xiàn)場總線 用戶數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù)編碼 FMS協(xié)議控制 FMS協(xié)議數(shù)據(jù) FAS協(xié)議控制 FAS協(xié)議數(shù)據(jù) 幀校驗 DLL協(xié)議控制 DLL協(xié)議數(shù)據(jù) 幀結束碼 幀前定界碼 前導碼 0～ 251字節(jié) 4字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié) FMS總線報文規(guī)范 用戶層 FAS總線訪問子層 DLL數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 37 1131 應用進程及其網(wǎng)絡可視部分 ?應用進程 （ AP） ?現(xiàn)場總線應用進程結構 ?應用進程索引 ?對象字典 ?網(wǎng)絡可視對象 ?應用層接口 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 — 2021/11/10 第十一章 現(xiàn)場總線技術簡介 38 1131 FF網(wǎng)絡通信中的虛擬通信關系 ?虛擬通信關系 ?虛擬通信關系的類型 – 客戶 /服務器型 ?由用戶發(fā)起的 、 一對一的 、 排隊式 、 非周期 – 報告分發(fā)型 ?也由用戶發(fā)起但是一對多 、 排隊式 、 非周期的 – 發(fā)布 /預訂接收型 ?實現(xiàn)緩沖型一對多通信 — 計算機控制系統(tǒng) — 浙江大學控制科學與工程學系 — 計算機控制技術 —