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FF总线的通信模型
为了实现通信系统的开放性,FF通信模型参考了OSI模型,如图4.2。
H1总线的通信模型包括物理层、数据链路层、应用层,并在其上增加了用户层。物理层采用了IEC61158-2的协议规范;数据链路层DLL规定如何在设备间共享网络和调度通信,通过链路活动调度器LAS来管理现场总线的访问;应用层则规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式。H1的应用层分为两个子层――总线访问子层FAS和总线报文规范子层FMS,功能块应用进程只使用FMS,FAS负责把FMS映射到DLL。用户层则用于组成用户所需要的应用程序,如规定标准的功能快、设备描述等。不过,数据链路层和应用层往往被看作为一个整体,统称为通信栈。
HSE采用了基于Ethernet和TCP/IP的六层协议结构的通信模型。其中,一~四层为标准的Internet协议;*五层是现场设备访问会话,为现场设备访问代理提供会话组织和同步服务;*七层是应用层,也划分为FMS和现场设备访问FDA二个子层,其中FDA的作用与H1的FAS相类似,也是基于虚拟通信关系为FMS提供通信服务。
现场总线标准经历了十多年的纷争,1999年8月形成了一个由8个类型组成的IEC61158现场总线国际标准,分别是:TS61158、ControlNet、PROFIBUS、P-Net、FF-HSE、SwiftNet、WorldFIP和Interbus。IEC 61158国际标准只是一种模式,它不改变各组织专有的行规,各种类型都是平等的,其中Type2~Type8需要对Type1提供接口,而标准本身不要求Type2~Type8之间提供接口,目的就是为了保护各自的利益。2001年8月制定出由10种类型现场总线组成的*三版现场总线标准,在原来8种现场总线基础上增加FF H1和PROFInet。
归纳起来,P-Net和SwiftNe 是用于有限领域的**现场总线,ControlNet、PROFIBUS、WorldFIP和Interbus是由PLC为基础的控制系统发展起来的现场总线,FF H1和HSE是由传统DCS发展起来的现场总线,总线功能较为复杂和全面,它们是IEC推荐的国际现场总线标准。目前在楼宇自控领域,Lonworks和CAN总线具有一定的优势;在过程自动化领域,过渡型的HART协议也将是近期内智能化仪表主要的过渡通信协议。相比较而言,FF和PROFIBUS是过程自动化领域中较具竞争力的现场总线,它们得到了众多着名自动化仪表设备厂商的支持,也具有相当广泛的应用基础。