第13章现场总线数据通信系统.ppt

现场总线数据通信系统是工业自动化领域中一种重要的通信技术，它主要用于设备级的网络通信。本章将详细探讨现场总线通信系统的关键概念和技术。 现场总线通信系统通常与ISO/OSI（国际标准化组织/开放系统互连）参考模型相结合，但简化了该模型的层次。基金会现场总线FF（Fieldbus Foundation）模型采用的是ISO/OSI模型的物理层、数据链路层和应用层，省略了中间的网络层、传输层、会话层和表示层。物理层负责信号传输，数据链路层处理网络共享和设备调度，而应用层则包括现场总线访问子层（FAS）和现场总线报文规范子层（FMS），后者为用户提供通信服务，并通过虚拟通信关系（VCR）实现设备间的通信隔离。 现场总线通信系统的主要组成部分包括： 1. 功能块应用进程（FBAP）：提供标准化的功能模型，用户可以利用这些功能块构建自定义的控制策略。 2. 对象字典（OD）和设备描述（DD）：定义网络中的可视化对象，促进设备的标准化描述，DD是OD的扩展，包含了更详细的设备信息。 3. 网络通信：使用VCR机制进行信息传输，包括出版商/订阅者、报告分发和客户机/服务器三种类型。 4. 网络管理：通过网络管理代理（NMA）实现设备管理和监控，网络管理信息库（NMIB）存储相关配置、运行和错误信息。 5. 系统管理：系统管理内核（SMK）维持系统信息的同步，提供设备间的协作平台，SMIB包含系统配置信息。 现场总线的网络拓扑结构通常有两种形式：单链路拓扑和桥式拓扑。单链路拓扑适用于离线配置，而桥式拓扑则允许不同速率和介质的链路连接，通过生成树算法确保数据的唯一流向，避免环路和并行路径。 在这样的网络中，链路活动调度器（LAS）扮演关键角色，负责识别新设备、移除无响应设备、分配数据链路时间和链路调度时间，确保网络的高效运行。 现场总线数据通信系统的复杂性和灵活性使得它能够适应各种工业环境的需求，同时通过标准化的接口和协议，降低了系统集成的复杂度，提高了设备的互操作性。通过深入理解这些基础知识，工程师可以更好地设计和实施工业自动化解决方案。