第13章 現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

1、第13章 現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)本章內(nèi)容 第一節(jié) 現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述 第二節(jié) 物理層 第三節(jié) 數(shù)據(jù)鏈路層 第四節(jié) 現(xiàn)場總線訪問子層 第五節(jié) 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層 第六節(jié) 通信棧 第七節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理 第八節(jié) 系統(tǒng)管理第一節(jié) 現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述 一、現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)和ISO/OSI參考模型的關(guān)系 二、現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的主要組成部分 三、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一、現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)和ISO/OSI參考模型的關(guān)系圖1 現(xiàn)場總線模型與ISO/OSI模型之間的關(guān)系 基金會(huì)現(xiàn)場總線FF模型如圖1的右側(cè)一列所示。這采用了ISO/OSI參考模型中的三層：物理層、鏈路層和應(yīng)用層，隱去了3-6層。其中物理層、鏈路層采用

2、了IEC/ISA標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用層分為兩個(gè)子層：現(xiàn)場總線訪問子層FAS和現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層FMS。FMS為系統(tǒng)的用戶層提供通信服務(wù)。FMS提供不同類型的通信信道，稱為虛擬通信關(guān)系VCR，F(xiàn)AS把VCR映射到底層網(wǎng)絡(luò)，從而把用戶的應(yīng)用進(jìn)程同日新月異的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展隔離開來。鏈路層、訪問子層和報(bào)文規(guī)范子層的全部功能集成在一起稱為通信棧（Communication Stack）。 基金會(huì)現(xiàn)場總線還在ISO/OSI參考模型的應(yīng)用層之上增加了用戶層，用于組成用戶所需要的應(yīng)用程序。如，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的功能塊，定義設(shè)備描述，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)管理等。二、現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的主要組成部分圖2 基金會(huì)現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

3、 1、功能塊應(yīng)用進(jìn)程FBAP 基金會(huì)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成支持很大范圍的功能模型，每一個(gè)功能模型都代表著不同的需要。功能塊模型就是其中的一種，它主要支持低層功能。用戶可使用這些功能塊構(gòu)建用戶程序，實(shí)現(xiàn)所需要的控制策略。 2、對象字典和設(shè)備描述（OD與DD） 它們是支持功能塊的標(biāo)準(zhǔn)化工具，對網(wǎng)絡(luò)可視對象進(jìn)行定義和描述，促進(jìn)設(shè)備的定義和理解的一致性。 其中DD是OD的擴(kuò)展，它可以描述很多對象，可以驅(qū)動(dòng)人機(jī)接口的顯示及同其他設(shè)備相互作用。 3、網(wǎng)絡(luò)通信 基金會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用預(yù)定通信信道，即所謂的“虛擬通信關(guān)系（VCR）”在設(shè)備之間傳輸信息。共有3種類型的VCR，即出版商/訂閱者VCR、報(bào)告分發(fā)VCR及客戶機(jī)/服

4、務(wù)器型VCR。 為了支持這些VCR，基金會(huì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)3層的通信結(jié)構(gòu)。物理層，具體說明信號(hào)是如何發(fā)送的；數(shù)據(jù)鏈路層，具體說明網(wǎng)絡(luò)共享及設(shè)備中的調(diào)度；應(yīng)用層，定義了應(yīng)用進(jìn)程之間的命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)和事件的信息交換信息格式。 4、網(wǎng)絡(luò)管理 為了在設(shè)備中綜合層2和層7，并監(jiān)督和控制它們的運(yùn)行，基金會(huì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在每個(gè)設(shè)備中都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理代理（NMA）。網(wǎng)絡(luò)管理代理支持系統(tǒng)組態(tài)管理、運(yùn)行管理和差錯(cuò)管理的功能。這些有關(guān)組態(tài)、運(yùn)行、差錯(cuò)的信息都存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)管理信息庫(NMIB)中。當(dāng)然仍有大量的信息存在于通信棧中。系統(tǒng)管理信息庫（NMIB）是由虛擬現(xiàn)場設(shè)備VFD描述的。 5、系統(tǒng)管理 基金會(huì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在每個(gè)

5、設(shè)備中包含一個(gè)系統(tǒng)管理內(nèi)核（SMK），它維護(hù)系統(tǒng)信息的同步與協(xié)調(diào)，為設(shè)備應(yīng)用進(jìn)程的執(zhí)行和互操作提供一個(gè)分散的平臺(tái)。系統(tǒng)管理內(nèi)核(SMK)維護(hù)的信息被稱為系統(tǒng)管理信息庫（SMIB），系統(tǒng)的基本信息組態(tài)到SMIB中。SMK的作用還有分配物理標(biāo)簽和地址、定位設(shè)備和對象、系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)鐘同步、功能塊調(diào)度等。三、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為單鏈路拓?fù)浜蜆蚴酵負(fù)鋬煞N結(jié)構(gòu)。其中單鏈路拓?fù)涫堑湫偷碾x線組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包含一個(gè)組態(tài)設(shè)備和一個(gè)被組態(tài)設(shè)備。而橋式網(wǎng)絡(luò)是由橋把不同速率、不同介質(zhì)的鏈路連接成多鏈路。在所有的基金會(huì)式網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)設(shè)備間只有一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路，所以橋內(nèi)的路由表要相互協(xié)調(diào)，組成生成樹（

6、Spanning Tree）。生成樹表達(dá)了橋的組態(tài)，這樣就保證了只有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)流，或者流向樹根據(jù) ，或者離開樹根。沒有任何回路和并行路徑。也就是說，由每一條鏈路到樹根有一個(gè)，且僅有一個(gè)橋。生成樹中的每一個(gè)橋只有一個(gè)根端口，一個(gè)或多個(gè)下游端口。每一個(gè)橋端口都連接一條鏈路。根端口向上連接到根，下游端口向下引出根的分支。下游端口又稱指定端口（Designated Ports）。當(dāng)根端口由遠(yuǎn)方的鏈路接收到預(yù)定的信息時(shí)，橋就會(huì)根據(jù)內(nèi)部的路由表來選擇信息所要經(jīng)過的下游端口。而當(dāng)下游端口接收到信息時(shí)，橋就會(huì)指出上傳到根和/或下傳到其他下游端口的通信路徑。 在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中，橋完成以下任務(wù)： （1）轉(zhuǎn)發(fā)

7、（2）重發(fā) （3）分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間 （4）分配應(yīng)用進(jìn)程時(shí)間 每一條鏈路都要有一個(gè)，且只能有一個(gè)鏈路活動(dòng)調(diào)度器（LAS）。LAS在數(shù)據(jù)鏈路層中的作用是作為鏈路總線仲裁器，它完成以下功能： （1）識(shí)別和添加鏈路中的新設(shè)備 （2）刪除鏈路中無響應(yīng)的設(shè)備 （3）分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間和鏈路調(diào)度時(shí)間 （4）在受高度傳輸時(shí)，輪詢現(xiàn)場總線設(shè)備，看緩沖區(qū)中是否有要發(fā)送的數(shù)據(jù) （5）在兩次受調(diào)度傳輸?shù)闹虚g，為現(xiàn)場產(chǎn)品線設(shè)備分配令牌 鏈路中的任何一個(gè)設(shè)備只要具備成為LAS的條件，都可以成為LAS。能夠成為LAS的設(shè)備被稱為鏈路主設(shè)備，其余的設(shè)備被稱為基本設(shè)備。 當(dāng)鏈路首次啟動(dòng)或者現(xiàn)有的LAS故障時(shí)，鏈路主設(shè)備開始競爭L

8、AS。競爭成功的鏈路主設(shè)備立即作為LAS開始工作。LAS將未成為LAS的鏈路主設(shè)備視為基本設(shè)備。同時(shí)，未成為LAS的鏈路主設(shè)備又都成為LAS的后備，一旦現(xiàn)行的LAS發(fā)生故障，它們就會(huì)進(jìn)入新一輪的LAS競爭。 有時(shí)，我們希望某 一特定的鏈路主設(shè)備成為LAS。在這種情況下，可以將它設(shè)置為主鏈路主設(shè)備。如果主鏈路主設(shè)備不能在競爭中取勝，它就會(huì)讓獲勝的鏈路主設(shè)備把LAS權(quán)利移交給它。鏈路的LAS一建立起來，鏈路的工作就會(huì)立即開始。第二節(jié) 物理層場總線物理層是由物理介質(zhì)的有關(guān)規(guī)定和傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)協(xié)議所構(gòu)成。物理層使數(shù)據(jù)鏈路層在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)時(shí)與物理介質(zhì)的類型無關(guān)。物理層協(xié)議是有關(guān)于系統(tǒng)安裝的一些規(guī)定。它

9、規(guī)定了以下四個(gè)特性：機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和過程特性。機(jī)械特性：主要涉及到連接器的規(guī)格，以及連接器的安裝；電氣特性：規(guī)定傳輸線上數(shù)字信號(hào)的電壓高低、傳輸距離和傳輸速率等；功能特性：定義連接器內(nèi)容插腳的功能；過程特性：規(guī)定了信號(hào)的時(shí)序關(guān)系，以便正確地發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。物理介質(zhì)可以是IEC物理層技術(shù)規(guī)范中所規(guī)定的任何一種傳輸介質(zhì)。如雙絞線、光纜或射頻。物理層又可以分成物理介質(zhì)相關(guān)子層與物理介質(zhì)獨(dú)立子層。本節(jié)內(nèi)容 一、物理介質(zhì)相關(guān)子層 二、物理介質(zhì)獨(dú)立子層一、物理介質(zhì)相關(guān)子層 物理介質(zhì)相關(guān)子層負(fù)責(zé)處理不同傳輸介質(zhì)、不同傳輸速率的信號(hào)轉(zhuǎn)換問題，有時(shí)稱其為介質(zhì)訪問單元。 基金會(huì)現(xiàn)場總線的物理層采用已

10、通過的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC1158-2(ISA-S50.02-1992)。該標(biāo)準(zhǔn)有三種傳輸速度： H1型：低速31.25kbps 總線供電 H2型：高速1.0Mbps 非總線供電 H2型：高速2.5Mbps 非總線供電表1： 基金會(huì)現(xiàn)場總線的物理層技術(shù)規(guī)范在一條總線上的所有設(shè)備必須使用同一種傳輸介質(zhì)，并具有相同的工作速度。但H1總線既可以使用總線供電的設(shè)備，也可以同時(shí)使用非總線供電的設(shè)備。這里主要介紹H1型的現(xiàn)場總線，如果不特殊指明，以下的論述僅涉及H1的物理層。H1型現(xiàn)場總線對于設(shè)備供電和傳輸信號(hào)僅使用一對導(dǎo)線，同上所述，它并不排斥將非總線供電的設(shè)備連接到總線上。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，電源應(yīng)保持總線上的

11、電壓和電流不變。當(dāng)某設(shè)備傳輸信息時(shí)，通信信號(hào)疊加在這個(gè)電壓或電流上。在某一時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備占用線路，它可以接收或發(fā)送信息。信息的一比特一比特送出的，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)是自同步的，采用Manchester型編碼。采用Manchester型編碼的數(shù)據(jù)與一個(gè)周期為T的時(shí)鐘相比較，上升沿代表邏輯“0”，而下降沿代表邏輯“1”，見圖3。圖3： 現(xiàn)場總線信號(hào)編碼圖4： 現(xiàn)場總線信號(hào)波形二、物理介質(zhì)獨(dú)立子層圖5 物理層的幀格式第三節(jié) 數(shù)據(jù)鏈路層 一、數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能 1、基本設(shè)備 2、鏈路主設(shè)備 3、橋 二、數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)傳輸功能 1、無連接數(shù)據(jù)傳輸 2、面向連接的發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸 3、面向連接的

12、請求發(fā)送/響應(yīng)交換的數(shù)據(jù)傳輸 現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層(DDL)位于物理層與總線訪問子層之間，它為系統(tǒng)管理內(nèi)核和總線訪問子層訪問物理層提供服務(wù)。為對現(xiàn)場總線上的各類鏈路傳輸活動(dòng)進(jìn)行控制，需要在數(shù)據(jù)鏈路層上附加協(xié)議控制信息?，F(xiàn)場總線通信中的鏈路活動(dòng)調(diào)、數(shù)據(jù)接收和發(fā)送、鏈路活動(dòng)探測與響應(yīng)、鏈路時(shí)間同步都是通過數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)。通過鏈路活動(dòng)調(diào)度器(LAS)可對傳輸介質(zhì)進(jìn)行周期和非周期兩種訪問。 在功能上，DDL分為兩層：訪問總線和控制數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。一、數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能 DDL充當(dāng)令牌傳遞總線橋式網(wǎng)絡(luò)的中心，每條總線均有一個(gè)介質(zhì)訪問控制的中心點(diǎn)，叫鏈路活動(dòng)調(diào)度器(LAS)，可持有令牌的設(shè)備叫基

13、本設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)上的每一條總線叫鏈路1、基本設(shè)備 基本設(shè)備是那些能夠接收并響應(yīng)令牌的設(shè)備。所有設(shè)備包括LAS和橋均具有基本設(shè)備的功能，均能接收并響應(yīng)令牌。 具有令牌的設(shè)備可在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，在某一時(shí)刻，只有一個(gè)設(shè)備持有令牌，LAS提供給設(shè)備兩種令牌，第一種叫應(yīng)答令牌，對所有的設(shè)備進(jìn)行輪詢，具有周期性；另一種叫授權(quán)令牌，這是在特定的時(shí)間段內(nèi)訪問總線，具有非周期性。2、鏈路主設(shè)備 鏈路主設(shè)備是那些能夠成為LAS的設(shè)備，其中具有最低節(jié)點(diǎn)地址的成為LAS，其余的作為備份。 LAS的五項(xiàng)主要功能： (1)維護(hù)調(diào)度，發(fā)送令牌給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備； (2)探查未使用地址，將其分配給新設(shè)備，并加到活動(dòng)表上； (3)在鏈路上

14、周期分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間和鏈路調(diào)度時(shí)間； (4)發(fā)送授權(quán)令牌給設(shè)備，進(jìn)行無調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸控制； (5)監(jiān)視設(shè)備響應(yīng)授權(quán)令牌，從活動(dòng)表上刪掉不能使用或不能返回信息的設(shè)備。3、橋 橋把不同性質(zhì)的鏈路連接在一起成為樹。橋總是鏈路主設(shè)備，且必須是LAS。此外，它還包括一個(gè)系統(tǒng)管理時(shí)間發(fā)布器。二、數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)傳輸功能 現(xiàn)場總線基金會(huì)在數(shù)據(jù)鏈路層中提供了3種傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)制。一種無連接數(shù)據(jù)傳輸，兩種面向連接的數(shù)據(jù)傳輸。分別對應(yīng)于現(xiàn)場總線訪問子層FAS的三種VCR類型。 三種數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制： 無連接數(shù)據(jù)傳輸； 面向連接的發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸； 面向連接的請求發(fā)送/響應(yīng)交換的數(shù)據(jù)傳輸 1、無連接數(shù)據(jù)傳輸 無連接數(shù)據(jù)傳輸是

15、在兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)訪問點(diǎn)之間的獨(dú)立數(shù)據(jù)單元的排隊(duì)傳輸。DLL不需要控制報(bào)文和應(yīng)答信息 這種無連接數(shù)據(jù)傳輸用于FAS中的報(bào)告分發(fā)VCR 2、面向連接的發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸 這種傳輸是發(fā)布者的數(shù)據(jù)協(xié)議單元在緩沖器之間的傳輸。數(shù)據(jù)單元只有發(fā)布者地址，索取者知道所要接收的信息來自哪一個(gè)發(fā)布者。 這種面向連接的數(shù)據(jù)傳輸可以是周期性調(diào)度的(由索取者應(yīng)用進(jìn)程啟動(dòng)) 3、面向連接的請求發(fā)送/響應(yīng)交換的數(shù)據(jù)傳輸 這種傳輸是有用戶和服務(wù)器間的協(xié)議數(shù)據(jù)單元的排隊(duì)傳輸。用戶的VCR端點(diǎn)作為初始端，發(fā)送建立連接的請求給服務(wù)器，由服務(wù)器決定是否建立連接。這種連接提供有序和無序兩種連接。 很明顯，這種數(shù)據(jù)傳輸類型用于FAS中的客戶

16、/服務(wù)器VCR.DLL幀結(jié)構(gòu)：幀控制用來區(qū)分各種幀類型及作用。源地址2一般不使用，只有在一種建立連接的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元才出現(xiàn)。參數(shù)進(jìn)一步說明幀的性質(zhì)。最后是幀校驗(yàn)。基金會(huì)現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層所使用的是循環(huán)冗余校驗(yàn)。用戶數(shù)據(jù)是從上層接收來的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。通過使用這些協(xié)議數(shù)據(jù)單元，DLL為上層提供很多服務(wù)：(1)管理DLSAP地址、隊(duì)列、緩沖器1)寫數(shù)據(jù)到緩沖器 2)從隊(duì)列/緩沖器讀數(shù)據(jù)(2)面向連接的服務(wù)1)建立同等的、多地一的連接服務(wù)2)使用隊(duì)列或緩沖器的數(shù)據(jù)傳輸3)連接終止(3)無連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)(4)時(shí)間同步服務(wù)(5)為數(shù)據(jù)發(fā)布者緩沖器提供強(qiáng)制發(fā)布服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層還支持一些子協(xié)議，如鏈路保

17、護(hù)、LAS傳輸、調(diào)度傳輸?shù)取?13.4 現(xiàn)場總線訪問子層 一、概述 1、AR作用 2、FAS服務(wù) 3、FAS協(xié)議狀態(tài)機(jī)制 二、FAS-PDU 三、FAS所映射的DLL層活動(dòng)一、概述1、AR作用 在分布式通信系統(tǒng)中的AR，使用一些服務(wù)和應(yīng)用層通信渠道進(jìn)行相互間的通信。FAS就提供這樣的通信渠道，稱為應(yīng)用關(guān)系（AR）。 通過連接兩個(gè)以上的同種類型的AR端點(diǎn)，應(yīng)可建立一個(gè)AR。其建立方式有三種：預(yù)先建立、預(yù)先組態(tài)、動(dòng)態(tài)建立。 AR的特點(diǎn)、作用是由其AR端點(diǎn)(AREP)決定的，所以AREP的類型對通信有非常重要的作用。 在AREP間的通信，其方向有單向的、有雙向的。數(shù)據(jù)鏈路的啟動(dòng)策略有用戶啟動(dòng)的，有網(wǎng)

18、絡(luò)啟動(dòng)的；在數(shù)據(jù)傳輸中，有以緩沖器傳輸為模型的，也有隊(duì)列傳輸為模型的。 AR分為三類： 隊(duì)列傳輸、用戶啟動(dòng)、單向的AREP(QUU) 隊(duì)列傳輸、用戶啟動(dòng)、雙向的AREP(QUB) 緩沖器傳輸、網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)、單向的AREP(BNU) 這里使用的數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)有，面向連接的和無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。2、FAS服務(wù)FAS利用協(xié)議數(shù)據(jù)單元為FMS提供服務(wù)，F(xiàn)AS服務(wù)充分把DLL和FMS連接在一起，構(gòu)成統(tǒng)一體通信棧。FAD提供的服務(wù)： “連接”服務(wù)，控制AR的建立，建立通信 “放棄”服務(wù)，控制AR的斷開，斷開通信 “確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸”服務(wù)，傳遞確認(rèn)的高層服務(wù)，且是雙向交換的 “非確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸”服務(wù)，用來傳遞未

19、經(jīng)不需要確認(rèn)的高層服務(wù) “FAS強(qiáng)迫”服務(wù)，這個(gè)服務(wù)要求DLL從調(diào)度通信的數(shù)據(jù)鏈路緩沖器中產(chǎn)生非調(diào)度通信的發(fā)送 “獲得緩沖器報(bào)文 ”服務(wù)，允許FAS用戶釋放(讀取)緩沖器的內(nèi)容 “FAS-狀態(tài)”服務(wù)，這個(gè)服務(wù)可把DLL的一些具體狀態(tài)報(bào)告給FAS的用戶 FAS的這些服務(wù)都是通過組織協(xié)議數(shù)據(jù)單元FAS-PDU來完成的。3、FAS協(xié)議狀態(tài)機(jī)制 在FAS中，由三個(gè)綜合的協(xié)議機(jī)制來共同描述FAS的行為，這三個(gè)協(xié)議機(jī)制是： FSPM：FAS服務(wù)協(xié)議機(jī)制 ARPM：應(yīng)用關(guān)系協(xié)議機(jī)制 DMPM：數(shù)據(jù)鏈路層映射協(xié)議機(jī)制 其中，ARPM根據(jù)AREP類型又分為三種：QUU、QUB、BNU，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。圖6 F

20、AS結(jié)構(gòu) 三個(gè)協(xié)議之間的關(guān)系 （1）FPSM描述了在FAS用戶和一個(gè)AREP的服務(wù)接口，對于所有類型的AREP，F(xiàn)SPM都是相同的，沒有任何改變。它主要負(fù)責(zé)下面活動(dòng)： 1）接收FAS用戶的服務(wù)原語，并轉(zhuǎn)化成FAS內(nèi)部 原語 2）根據(jù)FAS用戶提供的AREP識(shí)別參數(shù)選擇合適的ARPM狀態(tài)機(jī)制，并把轉(zhuǎn)換后的FAS內(nèi)部原語發(fā)送給被選中的ARPM狀態(tài)機(jī)制 3）從ARPM接收FAS內(nèi)部原語，并把它轉(zhuǎn)化成FAS用戶所使用的服務(wù)原語 4）根據(jù)和原語相關(guān)的AREP識(shí)別參數(shù)，把FAS內(nèi)部原語傳遞給FAS用戶 （2）AREP描述了一個(gè)AR的建立、釋放和遠(yuǎn)端ARPM交換FAS-PDU。它主要負(fù)責(zé)以下活動(dòng)： 1）從F

21、SPM接受FAS內(nèi)部原語，產(chǎn)生其他的內(nèi)部原語，并發(fā)送給FSPM或DMPM 2）接受來自于DMPM的FAS內(nèi)部原語，轉(zhuǎn)換成另一種內(nèi)部原語發(fā)送給FSPM 3）如果是“連接”或“放棄”服務(wù)，它將建立或斷開AR 它的作用有：鑒定當(dāng)前的AREP，封閉PDU，破解PDU，刪除標(biāo)識(shí)符，破解理由代碼及附加細(xì)節(jié) （3）DMPM描述的是DLL和FAS之間的映射關(guān)系，對所有類型的AREP均是相同的，它負(fù)責(zé)以下活動(dòng)： 1）接受從AREP來的內(nèi)部原語，轉(zhuǎn)換從DLL服務(wù)原語，并發(fā)送給DLL 2）接受DLL的 指示或確認(rèn)原語，以FAS內(nèi)部原語的形式發(fā)送給ARPM 它的作用是：選擇本地端點(diǎn)屬性，核對遠(yuǎn)端端點(diǎn)的存在性，定位、鑒

22、別DLL的標(biāo)識(shí)符。二、FAS-PDU FAS協(xié)議中一個(gè)重要的內(nèi)容就是FAS-PDU，所有FAS服務(wù)均是通過封裝相應(yīng)的FAS-PDU來實(shí)現(xiàn)的，通信雙方共同遵守一定的原則，這樣通過封裝PDU、破解PDU完成雙方在FAS層的通信。 FAS-PDU的類型有7種： (1)確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸請求PDU (2)確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸響應(yīng)PDU (3)非確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸PDU (4)連接請求PDU (5)連接響應(yīng)PDU (6)連接錯(cuò)誤PDU (7)放棄PDU FAS-PDU的一般結(jié)構(gòu)：FAS標(biāo)頭8位共一個(gè)字節(jié)，作用是區(qū)別PDU類型，也就是說，F(xiàn)AS標(biāo)頭代表的是哪一種PDU。用戶數(shù)據(jù)是由高層FAS用戶傳遞而來的，這樣FAS封

23、裝好PDU，并發(fā)送給DLL；而接受方的FAS從它的DLL讀上來，解開標(biāo)頭，再送給FAS的用戶。這樣完成了雙方的通信。FAS標(biāo)頭的第一位若為“0”，則說明FAS用戶是FMS，若是“1”，則保留給非FMS的FAS用戶。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中我們知道，F(xiàn)AS的用戶是應(yīng)用進(jìn)程AP，此時(shí)通信旁路FMS主要的服務(wù)有“FAS-強(qiáng)迫”服務(wù)、“讀緩沖器”服務(wù)、“FAS-狀態(tài)”服務(wù)。所使用FAS的AREP類型也以BNU為主 三、FAS所映射的DLL層活動(dòng)FAS是利用DLL的設(shè)計(jì)通信和非調(diào)度通信來為FMS提供服務(wù)。因此，F(xiàn)AS在為FMS提供服務(wù)的同時(shí)，需要底層DLL提供服務(wù)支持：(1)無連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；(2)面向連接的兩

24、種數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；(3)緩沖器傳輸服務(wù)；(4)隊(duì)列式傳輸服務(wù)；(5)數(shù)據(jù)單元分割 服務(wù)；(6)數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間分配服務(wù)。這些就是FAS所映射的主要DLL層的活動(dòng)，這樣FAS就有機(jī)地同DLL聯(lián)系起來，共同為FMS服務(wù)，形成基金會(huì)現(xiàn)場總線的通信棧。通信棧就是由DLL、FAS、FMS共同構(gòu)成的通信渠道，用于用戶層的應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。當(dāng)然它不應(yīng)該包括SMK和DLL的直接通過SMKP的通信，SMKP所使用的并不是通信棧的三層通信原理。第五節(jié) 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層(FMS)是現(xiàn)場總線應(yīng)用層的高層，它借助于FAS提供的服務(wù)來為用戶層應(yīng)用進(jìn)程之間的信息交換提供服務(wù)。 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范層的作用

25、是定義現(xiàn)場總線的命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)和事件的信息，成為一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，用于用戶程序通過現(xiàn)場總線相互間發(fā)送令牌。這要求FMS去訪問AP對象及這些對象的OD描述。因此，F(xiàn)MS要提供通信服務(wù)、報(bào)文規(guī)范和協(xié)議。 FMS的通信服務(wù)主要是管理應(yīng)用對象，包括VFD管理、OD管理、文本管理、域管理、程序調(diào)用管理、變量訪問和事件管理本節(jié)內(nèi)容 一、報(bào)文規(guī)范子層所包含的服務(wù) 1.VFD管理 2.OD管理 3.文本管理 4.域管理 5.程序調(diào)用管理 6.變量訪問 7.事件管理 二、FMS報(bào)文規(guī)范一、報(bào)文規(guī)范子層所包含的服務(wù) 現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層主要完成以下各類服務(wù)： 1.VFD管理 虛擬現(xiàn)場設(shè)備（VFD）是描述自動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)

26、行為的一種抽象模型。這種模型是建立在VFD對象及對象描述基礎(chǔ)上的。一個(gè)VFD只有一個(gè)OD，而一個(gè)設(shè)備可以有幾個(gè)VFD，其中包括一個(gè)管理VFD，用來描述系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫SMIB和網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)庫NMIB。 VFD對象管理所包含的服務(wù)有“狀態(tài)”、“任意狀態(tài)”和“識(shí)別”三種。服務(wù)的目的是通知用戶程序了解現(xiàn)場設(shè)備的情況 2.OD管理 對象字典（OD）由類型的靜態(tài)列表、靜態(tài)對象字典、變量表的動(dòng)態(tài)列表和程序的調(diào)用動(dòng)態(tài)列表構(gòu)成。 OD是對象的描述，每一個(gè)對象描述包括：索引號(hào)、對象碼和對象屬性，如果需要，還有名字和擴(kuò)展名。OD是功能塊應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化工具，也是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互操作性的關(guān)鍵策略之一。FMS的對象管理所包含的操

27、作有：讀OD服務(wù)、寫OD服務(wù)等。在FMS中，可以對 OD進(jìn)行訪問。 3.文本管理 文本是關(guān)于VCR的所有協(xié)定。VCR就是虛擬通信關(guān)系，它是貫穿整個(gè)通信棧的通信渠道。VCR包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)部分，每部分都是結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其內(nèi)容就是如何進(jìn)行通信。對象雙方在進(jìn)行通信前，要進(jìn)行文本一致性檢驗(yàn)，只有在一致的情況下才能進(jìn)行通信。FMS文本管理所包含的服務(wù)有初始化、放棄和拒絕三種服務(wù) 4.域管理 域就是一部分存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)。域所擁有的最大字節(jié)數(shù)是由其對象描述規(guī)定，包括上/下載，一般下載服務(wù)在任意時(shí)刻只允許一種服務(wù)對域進(jìn)行操作。通過域下載，可以把用戶的組態(tài)下載到現(xiàn)場設(shè)備中去，從而實(shí)現(xiàn)控制策略分散到現(xiàn)場 5

28、.程序調(diào)用管理 把幾個(gè)域連接起來，構(gòu)成一般可以執(zhí)行的程序。這是因?yàn)橛蛑胁坏袛?shù)據(jù)，而且還存儲(chǔ)有代碼。當(dāng)然這個(gè)程序不僅可以執(zhí)行，還可以對它進(jìn)行其他的操作，例如停止、刪除。程序調(diào)用可以預(yù)定義，也可以在線創(chuàng)建，也可以在線創(chuàng)建。但當(dāng)對象字典（OD）更新后，程序也就被刪除。FMS對程序調(diào)用管理所包含的服務(wù)是：程序創(chuàng)建、程序刪除、停止執(zhí)行、繼續(xù)執(zhí)行和復(fù)位。通過這些服務(wù)，F(xiàn)MS對程序調(diào)用進(jìn)行管理。 6.變量訪問 變量訪問包括對簡單變量、數(shù)組、記錄、變量表、數(shù)據(jù)類型、域、程序調(diào)用、事件等進(jìn)行訪問。根據(jù)所訪問對象的不同，其訪問的方式也有所不同。在一般的情況下是通過對象的索引號(hào)或名字進(jìn)行訪問，直到最簡單的變量的對

29、象描述為止。 7.事件管理 事件管理服務(wù)是從一個(gè)設(shè)備向另一個(gè)設(shè)備發(fā)送重要報(bào)文。由用戶來負(fù)責(zé)檢查引起事件的狀態(tài)。這樣便于運(yùn)行員檢查故障，維護(hù)設(shè)備。時(shí)間管理所包含的服務(wù)有：事件通告、應(yīng)答事件報(bào)告、帶類型的事件報(bào)告、報(bào)警時(shí)間條件監(jiān)督。FMS主要利用這些服務(wù)來通告用戶報(bào)警信息二、FMS報(bào)文規(guī)范 基金會(huì)現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范采用抽象語法表示語言(ASN.1) 進(jìn)行定義。抽象語法表示語言由國際電話與電報(bào)適委員會(huì)于80年代初編制?；饡?huì)現(xiàn)場總線主要使用ASN.1來描述PDU的語意。PDU的內(nèi)容就是現(xiàn)場總線的命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)和事件等信息這些構(gòu)成FMS服務(wù)的原語，形成一套標(biāo)準(zhǔn)信息規(guī)范 編碼原則：設(shè)備應(yīng)用進(jìn)程在進(jìn)行通信

30、時(shí)，必須建立雙方的數(shù)據(jù)聯(lián)系，以此來辨識(shí)通信的目的。 基金會(huì)現(xiàn)場總線FMS最基本的編碼原則是在用戶數(shù)據(jù)前附加的信息盡可能短；另一方面，還要注意到經(jīng)常出現(xiàn)的特殊信息，如讀寫操作。FSM-PDU的結(jié)構(gòu)有兩種：一種是用戶數(shù)據(jù)前帶有明確的識(shí)別信息；另一種是用戶數(shù)據(jù)符合某種隱含的協(xié)定(如用戶數(shù)據(jù)長度固定)。識(shí)別信息是P/C標(biāo)志、 標(biāo)簽和長度三部分組成。其中P/C占1位，標(biāo)簽3位，長度4位，若不足時(shí)，標(biāo)簽和長度可向下一字節(jié)進(jìn)行擴(kuò)展。P/C識(shí)別代表簡單的或結(jié)構(gòu)化的原語；標(biāo)簽指明原語的語意(如讀、寫)；長度指原語占有的字?jǐn)?shù)或結(jié)構(gòu)化原語中原語的個(gè)數(shù)。FMS、PDU由兩部分組成：一部分是固定為3個(gè)字節(jié)的固定部分，另

31、一部分是長度可變的。在固定的3個(gè)字節(jié)中這樣安排：第1個(gè)字節(jié)是識(shí)別信息，即FMS所使用的服務(wù)；第2個(gè)字節(jié)是調(diào)用ID；第3個(gè)字節(jié)是又一個(gè)ID信息，是對第一個(gè)ID的進(jìn)一步描述。第六節(jié) 通信棧 VCR根據(jù)所使用的各層功能分為三種形式：客戶機(jī)/服務(wù)器型，報(bào)告分發(fā)型，出版商/訂購者型。分別對應(yīng)FAS的AR及DLL的三種數(shù)據(jù)傳輸方式。在網(wǎng)絡(luò)管理信息庫中，每個(gè)VCR都有詳細(xì)的描述，而有關(guān)VCR的所有協(xié)定都由FMS的文本管理服務(wù)進(jìn)行管理。表2 VCR分類本節(jié)內(nèi)容一、報(bào)告分發(fā)VCR (1)建立連接 (2)數(shù)據(jù)傳輸 (3)拆除連接二、出版商/訂閱者VCR (1)連接過程 (2)數(shù)據(jù)傳輸過程 (3)拆除連接三、客戶機(jī)

32、/服務(wù)器VCR (1)建立連接（2）數(shù)據(jù)傳輸 (3)拆除連接一、報(bào)告分發(fā)VCR 報(bào)告分發(fā)VCR主要用于事件通知和趨勢報(bào)告，它使用無連接DLL服務(wù)提供非確認(rèn)的應(yīng)用層之間的信息傳遞 (1)建立連接 AP打開QUU型VCR，F(xiàn)MS的初始化服務(wù)使FMS發(fā)布連接請求給FAS，如果FAS能夠打開它的VCR部分，它就響應(yīng)FMS，F(xiàn)MS完成打開VCR的行為。由于此類型VCR使用無連接的DLL服務(wù)，因此，建立連接過程不經(jīng)過DLL。報(bào)告接受端的建立連接過程同此一樣。 (2)數(shù)據(jù)傳輸 當(dāng)AP準(zhǔn)備好分發(fā)的報(bào)告時(shí)，它發(fā)布一個(gè)FMS非確認(rèn)服務(wù)請求，F(xiàn)MS接到請求后，把報(bào)告數(shù)據(jù)合成FMS、PDU并發(fā)送給FAS，F(xiàn)AS加裝F

33、AS標(biāo)頭后，使用FAS的非確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并請求DLL使用無連接服務(wù)來發(fā)布報(bào)告。優(yōu)先權(quán)和目的地址可以預(yù)告組態(tài)，也可由AP動(dòng)態(tài)提供。 報(bào)告接受方進(jìn)行與此相反的服務(wù)，接受方的DLL把接受來的幀處理后傳送給FAS，F(xiàn)AD去掉標(biāo)頭后傳送給FMS，F(xiàn)MS去掉ID信息送給報(bào)告接受者的AP (3)拆除連接 報(bào)告發(fā)送完畢后，AP可發(fā)送放棄請求來關(guān)閉VCR，一直傳遞到FAS層。在發(fā)送過程中，如出現(xiàn)差錯(cuò)，F(xiàn)AS、FMS均可發(fā)出放棄請求來終止VCR。二、出版商/訂閱者VCR 這種VCR一般用于設(shè)備把測量值傳遞給PID塊和操作站的通信。它使用緩沖器式面向連接的DLL服務(wù)來提供非確認(rèn)的應(yīng)用層服務(wù)。 (1)連接過程 出

34、版商AP是從一個(gè)緩沖器周期地發(fā)布數(shù)據(jù)，AP打開一個(gè)BNU、VCR，F(xiàn)MS初始化服務(wù)請求FAS，如果FAS能夠打開它的VCR部分，它就要求DLL打開一個(gè)發(fā)布/索取者的數(shù)據(jù)鏈路連接。DLL組裝、發(fā)送建立連接協(xié)議數(shù)據(jù)單元(ED-DLPDU)，這種類型的數(shù)據(jù)鏈路連接不請求響應(yīng)，隨后DLL給FAS一個(gè)確認(rèn)，數(shù)據(jù)鏈路已經(jīng)打開，F(xiàn)AS打開它的VCR部分，返回一個(gè)確認(rèn)給FMS，F(xiàn)MS也是同樣，只不過它的確認(rèn)是返回給AP。 訂閱者的VCR連接過程同上面的過程完全 一樣，這樣兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的VCR連接后，就可進(jìn)行通信了。(2)數(shù)據(jù)傳輸過程 出版商準(zhǔn)備好發(fā)送的數(shù)據(jù)后，它發(fā)送請求給FMS，其通過通信棧的過程同報(bào)告分

35、發(fā)VCR的過程一樣，所不同的是FAS把組裝好的PDU用“數(shù)據(jù)鏈路寫”服務(wù)寫到DLL的緩沖器中去，當(dāng)緩沖器被出版商的強(qiáng)迫數(shù)據(jù)PDU啟動(dòng)后，DLL把緩沖的內(nèi)容組幀發(fā)送出去。訂閱者的AP也可使用“FAS-強(qiáng)迫”服務(wù)，啟動(dòng)出版商的緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)。 出版商的數(shù)據(jù)幀中有發(fā)布者的名字，訂閱者在連接建立后，知道這個(gè)名字，于是訂閱者接受所對應(yīng)的出版商的數(shù)據(jù)，并把它放入DLL的緩沖器中，然后發(fā)送給FAS一個(gè)緩沖器接受指示，F(xiàn)AS利用“讀緩沖器內(nèi)容”服務(wù)把緩沖器內(nèi)容讀到FAS，去掉標(biāo)頭后傳遞給FMS，F(xiàn)MS也同樣，去掉ID信息后，把數(shù)據(jù)送到訂閱者的AP，訂閱者不返回確認(rèn)服務(wù)響應(yīng)。(3)拆除連接 出版商和訂閱者均可從

36、各自的AP、FMS、FAS部分關(guān)閉VCR，并逐層向上傳遞，以拆除連接。它們之間不同的是在拆除DLL的數(shù)據(jù)鏈路連接(DLC)上，只有出版商的DLL可以發(fā)送一個(gè)拆除連接的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(DC-DLPDU)三、客戶機(jī)/服務(wù)器VCR 客戶機(jī)/服務(wù)器VCR主要用于改變設(shè)定值、調(diào)整控制參數(shù)、改變控制方式、以及上載、下載等。 (1)建立連接 AP打開QUB VCR，F(xiàn)MS 初始化請求服務(wù)要求FAS打開VCR，F(xiàn)AS在打開自己的VCR部分后請求DLL打開端對端的數(shù)據(jù)鏈路連接，這時(shí)DLL發(fā)送的EC-PDU請求服務(wù)器響應(yīng)，這個(gè)DDU包含著FMS、FAS的請求PDU。服務(wù)器部分的DLL與客戶部分協(xié)商數(shù)據(jù)傳輸特征和數(shù)據(jù)

37、單元的長度，然后把請求傳送給FMS，F(xiàn)MS核對端點(diǎn)是否匹配，然后傳給FMS，F(xiàn)MS也進(jìn)行一定的協(xié)商活動(dòng)后傳送AP，AP回應(yīng)客戶一個(gè)響應(yīng)，這樣就建立了連接。 （2）數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)傳輸過程通過整個(gè)通信棧，并請求發(fā)回響應(yīng)，數(shù)據(jù)傳輸請求沿著各層依次下傳到數(shù)據(jù)鏈路層，在各層都要封裝一定的鑒別信息。由對方辨認(rèn)。與之連接的鏈路接到請求后，向上面的各層傳遞，F(xiàn)AS、FMS層去掉標(biāo)頭及ID信息后傳送給用戶程序AP，AP給通信的另一方發(fā)送響應(yīng)，這樣就完成了數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程應(yīng)用于通信的雙方。 (3)拆除連接 在客戶端或服務(wù)器端的任意層均可發(fā)出放棄請求，放棄和拆除整個(gè)VCR，并通知上、下各層完成連接拆除第七

38、節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理 一、網(wǎng)絡(luò)管理代理(NMA) 二、網(wǎng)絡(luò)管理代理的虛擬現(xiàn)場設(shè)備一、網(wǎng)絡(luò)管理代理(NMA)網(wǎng)絡(luò)管理代理（NMA）是基金會(huì)現(xiàn)場總線中很重要的一部分，它對整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理、協(xié)調(diào)。NMA通過層管理實(shí)體(LME)來訪問不同子層的管理信息，并把整個(gè)通信棧作為一個(gè)整體進(jìn)行維護(hù)。NMA可看做是FMS的VFD，而NMA中的NMIB可認(rèn)為是許多關(guān)于通信棧的對象的集合。因此，可使用FMS服務(wù)，通過FMS和NMA之間的VCR來訪問NMIB中的對象，這個(gè)VCR是NMIB中VCR列表中第一個(gè)VCR，其類型屬于QUB。網(wǎng)絡(luò)管理者維護(hù)網(wǎng)絡(luò)操作，執(zhí)行系統(tǒng)管理器制定的策略，處理NMA報(bào)告的信息，指導(dǎo)NMA執(zhí)行所需

39、要的服務(wù)，這些服務(wù)均需借助于FMS。層管理實(shí)體管理各層協(xié)議的功能，提供NMA訪問管理對象的內(nèi)部接口。NMA提供網(wǎng)絡(luò)管理器訪問管理對象的FMS接口。NMIB是被管理對象的集合，包括組態(tài)、性能、差錯(cuò)等信息，通過FMS服務(wù)進(jìn)行訪問。從以上基本概念的討論，可得到圖7所示的作用關(guān)系 圖7 網(wǎng)絡(luò)管理代理的作用 NMIB是如何訪問協(xié)議信息以及協(xié)議信息是如何知道NMA的組態(tài)參數(shù)是不透明的，也就是說，NMA同協(xié)議實(shí)體LME之間存在著一個(gè)內(nèi)部接口。 NMIB 中是一些對象的集合，大致可把這些對象分成五類： (1)VCR列表 (2)鏈路活動(dòng)表 (3)系統(tǒng)組態(tài)管理 (4)系統(tǒng)運(yùn)行管理 (5)系統(tǒng)差錯(cuò)管理二、網(wǎng)絡(luò)管理代

40、理的虛擬現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理代理的虛擬現(xiàn)場設(shè)備NMA VFD是網(wǎng)絡(luò)上可以看到的網(wǎng)絡(luò)管理代理，或者說是由FMS所看到的網(wǎng)絡(luò)管理代理。NMA VFD利用FMS所提供的服務(wù)，使NMA可以穿越網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問。NMA VFD的屬性有：廠商名稱、模塊名稱、版本號(hào)、行規(guī)號(hào)、邏輯狀態(tài)、物理狀態(tài)及VFD專用對象表。NMA VFD像其他虛擬現(xiàn)場設(shè)備一樣，具有它所包含的所有對象的對象描述，并形成對象字典。同其他對象字典一樣，它把對象字典本身作為一個(gè)對象進(jìn)行描述。NMA VFD的對象描述內(nèi)容有：標(biāo)識(shí)號(hào)、存儲(chǔ)屬性(ROM/RAM)、名稱長度、訪問保護(hù)、OD版本、本地地址OD靜態(tài)條目長度、第一索引對象的目錄號(hào)等。網(wǎng)絡(luò)管理代理索

41、引對象是包含在NMIB中的一組邏輯對象。每個(gè)索引對象包含了訪問NMA管理的對象所必須的信息。通信行規(guī)、設(shè)備行規(guī)、制造商都可規(guī)定NMA VFD中所含有的網(wǎng)絡(luò)可訪問對象。這些附加對象存儲(chǔ)在OD中，并且為它們加上索引，通過索引指向這些對象。第八節(jié) 系統(tǒng)管理 每個(gè)現(xiàn)場總線設(shè)備中都有系統(tǒng)管理實(shí)體。該實(shí)體由用戶應(yīng)用和系統(tǒng)管理內(nèi)核(SMK)組成。系統(tǒng)管理內(nèi)核可看作一種特殊的應(yīng)用進(jìn)程AP。從它在通信模型中的位置可見，系統(tǒng)管理是通過集成多層協(xié)議的功能而完成的。 系統(tǒng)管理用以協(xié)調(diào)分布式現(xiàn)場總線系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行?；饡?huì)現(xiàn)場總線采用系統(tǒng)管理者(SMgr)/系統(tǒng)代理者(SMK)工作模式，每個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)管理內(nèi)核（SMK

42、）承擔(dān)著系統(tǒng)管理代理者的角色，對從系統(tǒng)管理者(SMgr)實(shí)體收到的指令做出響應(yīng)。系統(tǒng)管理可全部包含在一個(gè)設(shè)備中，也可分布在多個(gè)設(shè)備之間。一、系統(tǒng)管理內(nèi)核系統(tǒng)管理內(nèi)核（SMK）為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)底層的互操作，SMK可看做是FMS的管理VFD。SMK的一個(gè)任務(wù)是在系統(tǒng)啟動(dòng)前把系統(tǒng)的基本信息利用組態(tài)設(shè)備組態(tài)到NMIB中，組態(tài)后，根據(jù)組態(tài)標(biāo)簽，分配給設(shè)備一個(gè)永久數(shù)據(jù)鏈路地址。這樣，設(shè)備在不影響其他設(shè)備的情況下加入到網(wǎng)絡(luò)上，這時(shí)SMK的作用是定位遠(yuǎn)程設(shè)備和功能塊。為完成互操作，設(shè)備的活動(dòng)及其功能塊必須和網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備進(jìn)行同步。SMK提供兩種機(jī)制：一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備作用一個(gè)共同的應(yīng)用時(shí)鐘；另一個(gè)是系統(tǒng)管理使用調(diào)度對象來控制功能塊在什么時(shí)間執(zhí)行。SMK提供以下服務(wù)：（1）訪問SMIB；（2）設(shè)備的標(biāo)簽和地址分配；（3）設(shè)備識(shí)別；（4）定位遠(yuǎn)程設(shè)備和對象；（5）功能塊調(diào)度；（6）時(shí)鐘同步。SMIB中所存儲(chǔ)的對象也和以上服務(wù)一致，所有的對象都與上面的服務(wù)有關(guān)。（1）VFD列表；（2）物理設(shè)備識(shí)別對象；（3）調(diào)度對象；（4）時(shí)間對象。SMK使用兩個(gè)應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行通信：FMS協(xié)議和SMK協(xié)議。FMS協(xié)議：是使