现场总线与工业以太网基金会现场总线组态基础

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1、2.3基金会现场总线组态基础2.3.1基本概念2.3.2系统管理和网络管理2.3.3基金会现场总线的编程语言2.3.4链路活动调度执行组态2.3基金会现场总线组态基础基金会现场总线(FF)非常好地满足了设备组态的要求。其协议有标准的参数用于设置设备的运行。正是这一特性，使它同其他协议区别开来，成为用于现场仪表的最通用的协议。基金会现场总线(FF)的参数组织在功能块中。可以事先将准备好并经过验证的设备组态形成模板，组态时使用这些模板可以加快组态速度并减少错误。2.3.1基本概念1．链路活动调度器LAS在数据链路层上所生成的协议控制信息就是为完成对总线上的各类链路传输活动进行控制而设置

2、的。总线通信中的链路活动调度，数据的接收发送，活动状态的探测、响应，总线上各设备间的链路时间同步，都是通过数据链路层实现的。每个总线段上有一个媒体访问控制中心，称为链路活动调度器(LAS，linkactivescheduler)。LAS具备链路活动调度能力，便可形成链路活动调度表，并按照调度表的内容形成各类链路协议数据，链路活动调度是该设备中数据链路层的重要任务。对没有链路活动调度能力的设备来说，其数据链路层要对来自总线的链路数据做出响应，控制本设备对总线的活动。此外在DLL层还要对所传输的信息实行帧校验。2．链路活动调度器LAS功能链路活动调度器LAS拥有总线上所有设备的清单，由

3、它来掌管总线段上各设备对总线的操作。任何时刻每个总线段上都只有一个LAS处于工作状态，总线段上的设备只有得到链路活动调度器LAS的许可，才能向总线上传输数据。因此LAS是总线的通信活动中心。如图2.27所示。基金会现场总线的通信活动被归纳为两类：受调度通信与非调度通信。由链路活动调度器按预定调度时间表周期性依次发起的通信活动，称为受调度通信。链路活动调度器内有一个预定调度时间表。一旦到了某个设备要发送的时间，链路活动调度器就发送一个强制数据(CD，compeldata)给这个设备。基本设备收到了这个强制数据信息，就可以向总线上发送它的信息。现场总线系统中这种受调度通信一般用于在设备

4、间周期性地传送控制数据。如在现场变送器与执行器之间传送测量或控制器输出信号。在预定调度时间表之外的时间，通过得到令牌的机会发送信息的通信方式称为非调度通信。非调度通信在预定调度时间表之外的时间，由LAS通过现场总线发出一个传递令牌(PT，passtoken)，得到这个令牌的设备就可以发送信息。所有总线上的设备都有机会通过这一方式发送调度之外的信息。由此可以看到，FF通信采用的是令牌总线工作方式。受调度通信与非调度通信都是由LAS掌管的。按照基金会现场总线的规范要求，链路活动调度器应具有以下五种基本功能：(1)向设备发送强制数据CD。按照链路活动调度器内保留的调度表，向网络上的设备发

5、送CD。调度表内只保存要发送CDDLPDU的请求，其余功能函数都分散在各调度实体之间。(2)向设备发送传递令牌PT，使设备得到发送非周期数据的权力，为它们提供发送非周期数据的机会。图2.27现场总线仪表与LAS(3)为新入网的设备探测未被采用过的地址。当为新设备找好地址后，把它们加入到活动表中。(4)定期对总线段发布数据链路时间和调度时间。(5)监视设备对传递令牌PT的响应，当设备既不能随着PT顺序进入使用，也不能将令牌返还时，就从活动表中去掉这些设备。3．强有力功能块由标准功能块组成的基金会现场总线编程语言功能极为强大。一般每个功能块相当于把几个专有语言功能块的功能装在一个模块中

6、。但是，真正使这些功能块变得强有力的是它的握手(handshake)能力，以及使状态信息与数值信息一起从一个功能块传到另一功能块的能力。由于功能块的行为是标准化的，所以这些功能可以跨越几个不同制造商的设备来完成。功能块还包含使用这些状态信息的标准停车连锁和串级初始化机制。这就意味着不需要对使用不同语言的附加逻辑进行组态，便可实现这些及许多其他的功能。换句话说，工厂不仅仅是从单独的功能块的能力中获得好处，更重要的是从能把这些模块链接起来的标准化互操作性的结合能力中获得好处。2.3.2系统管理和网络管理1．系统管理（1）系统管理概述每个设备中都有系统管理实体。该实体由用户应用和系统管理

7、内核(SMK，systemmanagementkernel)组成。系统管理内核SMK可看作一种特殊的应用进程AP。从它在通信模型中的位置可以看出，系统管理是通过集成多层的协议与功能而完成的。系统管理用以协调分布式现场总线系统中各设备的运行。基金会现场总线采用管理员／代理者模式(SMgr／SMK)，每个设备的系统管理内核(SMK)承担代理者角色，对从系统管理者(SMgr)实体收到的指示做出响应。系统管理可以全部包含在一个设备中，也可以分布在多个设备之间。系统管理内核使该