[信息与通信]53基金会现场总线.ppt

5.3 H1网段的活动调度,每个网段上有一个媒体访问控制中心被称为链路活动调度器LAS LAS拥有总线（管理网段）的设备清单（调度清单） 总线上可以有多个具有LAS能力的设备，但是任何时刻只能有一个处于工作状态 总线上的活动分为周期性和非周期性两种 LAS存有所有周期性活动的预定时间表,周期活动调度过程,CD(compel data)强制数据命令 PT(pass token)传递令牌命令 周期活动 1 当时间到LAS发出CD命令 2 基本设备输出数据 非周期活动 1 当无周期活动时LAS发出PT命令 2 收到令牌的设备输出信息,LAS的功能,1 按调度表向基本设备发出CD命令 2 向基本设备发出PT命令 3 为新设备分配的地址。 4 定期发布数据链路时间和调度时间 5 监视设备状态，通过PT命令连续3次不响应就从活动表删除。,设备类型,基金会总线把设备分为三类 1 链路主设备 2 基本设备 3 网桥 每个网段必须有一个LAS 网桥可以成为LAS 当网段中存在多个LAS时，只能有一个活动，其它为备用，在发生故障时备用LAS被启动。,LAS分布,LAS的调度过程,LAS的竞争,当有多个LSA启动和活动的LAS发生故障时就会产生LAS的竞争过程。 竞争的规则是地址编号较低的链路主设备成为活动的LAS。 也可以通过修改网络管理信息库指定某一链路主设备成为活动的LAS 竞争的实现？,活动表管理,1 LAS按活动表向所有设备发生CD令牌,如果某个设备既不使用令牌也不把令牌返还给调度器，经过三次试验就会从活动表中去掉。 2 LAS对没有列如活动表的设备地址进行探寻如果有响应就会列入活动表。 3 活动表发生变化就会通过广播方式更新每个设备中的活动表。,链路时间,LAS是链路时间主管，周期性地发布时间报文TD(time distribution) 各设备修改自己的计时器实现时间同步。 总线上的周期性通信和用户预定的功能块的执行都以链路时间为标准。,H1网段的网络管理,网络管理,每个现场总线网络至少有一个网络管理者。 每个设备都有一个网络管理代理。 网络管理代理： 支持组态管理、运行管理、监视判断通信错误。 网络管理负责： 1 下载虚拟通信关系表VCRL或表中某一条目 2 对通信线路组态 3 下载链路活动调度表 4 运行性能监视 5 差错判断监视,网络管理代理的虚拟现场设备,网络管理代理虚拟现场设备（NMA VFD）的属性有： 厂商名称、模块名称、版本号、行规号 逻辑状态、物理状态及VFD的专有对象表 前三项由制造商规定并输入 行规号是0X4D47（网络管理M、G的代码） 以上信息构成总线报文规范（FMS）的数组对象定义。,通信实体,通信实体,从纵向上分：物理层、数据链路层、应用层 PH-SAP 物理层服务访问点 DL-SAP 数据链路服务访问点 DL-CEP 数据链路连接端点 LM 链路管理 DLME 数据链路管理实体 ALME 访问链路管理实体？ NMIB 网络管理信息库,5.5 H1网段的系统管理,系统管理的功能： 1 站地址分配（设置物理地址，设置现场设备地址，地址清零） 2 位号寻找请求 3 识别请求 4 时间管理 5 SMIB系统管理信息库请求,系统管理的作用,1 现场设备地址分配 2 寻找应用位号 3 应用时钟同步 4 功能块调度 5 设备识别,系统管理信息库SMIB,SMIB包含了现场总线系统的主要组态和操作参数。如： 1 设备ID 每个设备有唯一的一个号，厂商设置。 2 物理设备位号。由用户分配，标明现场设备的作用。 3 虚拟现场设备表。 4 时间对象包含应用时钟时间和它的分配参数 5 调度对象 包含设备中各任务的协调调度信息 6 组态方式/状态包含系统管理状态和控制标志,系统管理(SMK)状态,现场设备运行前有三种状态 1 未初始化状态：无设备位号，无节点地址 只能通过系统管理功能访问。 2 初始化状态 具有物理设备位号，无节点地址使用缺省地址挂到网络上，只接受系统管理服务。 3 系统管理工作状态，有物理位号，有节点地址，启动应用层协议，允许跨越网络进行通信。,系统服务和作用过程,系统服务： 1 设备地址分配（每个现场设备都必须有唯一的网络地址和物理设备位号） 2 设备识别 3 应用时钟发布（系统各设备之间时钟同步） 4 寻找位号服务 5 功能块调度（宏周期，每个模块有自己的相对起始时间）,功能模块调度图 5.15,地址与地址分配,H1的设备表示有三种 1 设备ID 制造商规定,唯一 2 用户ID 用户按功能规定的设备名称 3 网络ID 网络地址 网络内唯一 设备类型： 现场设备 临时设备 组态设备,设备地址,H1设备地址0255 其中：015 特殊地址 16247现场设备地址 248251永久缺省地址 252255临时设备地址,5.6 FF的功能模块,用户应用块,功能块：由外部事件驱动，把输入参数转化为输出参数实现系统的控制功能。 资源块：描述现场设备的一般信息 表5.8 转换块（采集模块）：读取传感器硬件数据，写入到相应的接收数据的硬件中。转化模块包括量程数据，传感器类型，线性化，IO数据表等校准信息。,基本功能模块,FF还位先进控制规定了19个高级功能模块 见148页 一个测量控制系统就是将这些模块进行组合。,功能模块参数,功能模块参数分4层 1 基金会定义的6个通用参数 静态版本 位号说明 策略 报警 模式 出错 2 功能块参数 表5.9 3 FF行规定义的设备参数 4 制造商定义的特殊参数,AI功能模块,仿真：刻度信号或模拟信号 L_TYPE 线性化类型（直接型 间接型） XD_SCALE 变换器量程 OUT_SCALE 输出量程 切除：幅度处理 滤波：频域处理,PID功能块,省略,5.7 设备描述与设备描述语言 DDL 5.8 FF通信控制器与网卡 主要器件FB3050,5.9 H1网段的配置,工作电压932伏,安全栅,屏蔽地 非电源地,每个分支