第十章現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)

第十章現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)第一頁，共62頁。現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)通信技術(shù)則是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的核心技術(shù)，各種現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都有自己的通信協(xié)議，為了保證系統(tǒng)的開放性和互操作性，迫切需要制定現(xiàn)場總線通信協(xié)議的有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。然而，制定統(tǒng)一的現(xiàn)場總線通信協(xié)議目前尚存在多方面的困難。本章主要介紹基金會現(xiàn)場總線FF的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)第二頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述與ISO/OSI參考模型的關(guān)系應(yīng)用層表達(dá)層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層鏈路層物理層總線訪問子層用戶層功能塊應(yīng)用與設(shè)備描述通信棧報(bào)文規(guī)范子層訪問子層鏈路層物理層7654321ISO/OSI模型現(xiàn)場總線協(xié)議FF模型第三頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述與ISO/OSI參考模型的關(guān)系應(yīng)用層表達(dá)層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層7654321ISO/OSI模型H1模型HSE模型應(yīng)用層鏈路層物理層用戶層應(yīng)用層鏈路層物理層用戶層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層第四頁，共62頁。設(shè)備描述對象字典功能塊對象功能塊應(yīng)用進(jìn)程系統(tǒng)管理信息庫對象字典對象字典系統(tǒng)管理內(nèi)核協(xié)議報(bào)文規(guī)范子層總線訪問子層層管理層管理層管理層管理鏈路層物理層系統(tǒng)管理信息庫系統(tǒng)管理內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)管理代理VCR用戶層應(yīng)用層鏈路層物理層現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分第五頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分按各部分在物理設(shè)備中要完成的功能，分為三大部分：通信實(shí)體、功能塊應(yīng)用進(jìn)程、系統(tǒng)管理內(nèi)核。各部分之間通過虛擬通信關(guān)系（VCR）來溝通信息。第六頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分通信實(shí)體貫穿從物理層到用戶層的所有各層。由各層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理代理共同組成。通信實(shí)體的的任務(wù)是生成報(bào)文與提供報(bào)文傳送服務(wù)。它是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線信號數(shù)字通信的核心部分。基金會系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在每個設(shè)備中都有一個網(wǎng)絡(luò)管理代理（NMA），支持系統(tǒng)組態(tài)管理、運(yùn)行管理和差錯管理的功能，信息存儲于網(wǎng)絡(luò)管理信息庫（NMIB）中。通信實(shí)體第七頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分功能塊應(yīng)用進(jìn)程位于應(yīng)用層和用戶層，主要用于實(shí)現(xiàn)用戶所需要的各種功能。它包括功能塊對象、設(shè)備描述和對象字典。用戶可使用功能塊構(gòu)建用戶程序，實(shí)現(xiàn)所需要的控制策略。對象字典和設(shè)備描述是支持功能塊的標(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。功能塊應(yīng)用進(jìn)程第八頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分系統(tǒng)管理內(nèi)核（SMK）位于應(yīng)用層和用戶層，主要負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相關(guān)的管理任務(wù)，例如確立本設(shè)備在網(wǎng)段中的位置，協(xié)調(diào)與網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備的動作和功能塊執(zhí)行時(shí)間。每個設(shè)備中都包含一個系統(tǒng)管理內(nèi)核，維護(hù)系統(tǒng)信息的同步與協(xié)調(diào)，為設(shè)備應(yīng)用執(zhí)行和互操作提供一個分散的平臺。系統(tǒng)管理內(nèi)核第九頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)的主要組成部分系統(tǒng)管理內(nèi)核維護(hù)的信息被作為系統(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、對象，系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)鐘同步，功能塊調(diào)度等。。系統(tǒng)管理內(nèi)核第十頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基金會現(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)。

單鏈路拓?fù)涫堑湫偷碾x線組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包含一個組態(tài)設(shè)備和一個被組態(tài)設(shè)備。

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。第十一頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在所有的基金會式網(wǎng)絡(luò)中，兩個設(shè)備間只有一個數(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。生成樹表達(dá)了橋的組態(tài)，這樣就保證了只有兩個方向的數(shù)據(jù)流，或者流向樹根，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且僅有一個橋。第十二頁，共62頁。現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生成樹中的每一個橋只有一個根端口，一個或多個下游端口。每一個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。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)，橋就會指出上傳到根和/或下傳到其他下游端口的通信路徑。第十三頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中，橋完成以下任務(wù)：轉(zhuǎn)發(fā)重發(fā)分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間分配應(yīng)用進(jìn)程時(shí)間第十四頁，共62頁?，F(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每一條鏈路都有一個鏈路活動調(diào)度器，可完成以下功能：識別和添加鏈路中的新設(shè)備刪除鏈路中無響應(yīng)的設(shè)備分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間和鏈路調(diào)度時(shí)間在受調(diào)度傳輸時(shí)，輪詢現(xiàn)場總線裝置，看緩沖區(qū)中是否有要發(fā)送的數(shù)據(jù)在兩次受調(diào)度傳輸?shù)闹虚g，為現(xiàn)場總線裝置分配令牌第十五頁，共62頁。物理層物理介質(zhì)相關(guān)子層名稱規(guī)范傳輸速率31.25kbps總線長度A屏蔽雙絞線1900m；B屏蔽多芯雙絞線1200m；C無屏蔽單多對雙絞線400m；D無屏蔽多芯電纜200m拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線/樹型總線掛設(shè)備數(shù)非本安、非總線供電2~32臺；本安、總線供電2~6臺；非本安、總線供電2~12臺電纜阻抗及終端Z=100第十六頁，共62頁。物理層物理介質(zhì)相關(guān)子層名稱規(guī)范信號方式電壓信號幅值發(fā)送0.75~1Vp-p(Z=50)接收150mVp-p總線供電9~32VDC，電源阻抗，非本安3k，本安400屏蔽及接地屏蔽面積90%兩總線對地電容2500pF兩總線不接地，但終端器中點(diǎn)可接地。第十七頁，共62頁。數(shù)據(jù)：101100物理層物理介質(zhì)相關(guān)子層曼徹斯特（Manchester）Ⅱ型編碼第十八頁，共62頁。物理層物理介質(zhì)相關(guān)子層現(xiàn)場總線通信波形I(mA)10mA2mAt準(zhǔn)備通信18mA第十九頁，共62頁。物理層物理介質(zhì)獨(dú)立子層物理層幀格式第二十頁，共62頁。物理層物理介質(zhì)獨(dú)立子層物理層幀格式一幀數(shù)據(jù)= 前導(dǎo)碼（8）+ 起始分界符（8）+ 數(shù)據(jù)+ 結(jié)束分界符（8）第二十一頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能鏈路活動調(diào)度器（LAS）每條總線均有一個介質(zhì)訪問控制的中心點(diǎn)，叫做鏈路活動調(diào)度器（LAS），網(wǎng)絡(luò)上的每一條總線叫做鏈路。鏈路活動調(diào)度器LAS擁有總線上所有設(shè)備的清單，負(fù)責(zé)總線段上各設(shè)備對總線的操作。任何時(shí)刻每個總線段上都只有一個LAS處于工作狀態(tài)，總線段上的設(shè)備只有得到LAS的許可，才能向總線上傳輸數(shù)據(jù)。第二十二頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能通信活動有兩種通信活動：

受調(diào)度通信（前景通信）有確定的通信時(shí)間非調(diào)度通信（背景通信）按需通信

第二十三頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能通信活動受調(diào)度通信是由LAS按預(yù)定調(diào)度時(shí)間表周期性發(fā)起的通信活動。根據(jù)LAS內(nèi)的預(yù)定調(diào)度時(shí)間表，若到了某個設(shè)備要發(fā)送的時(shí)間，LAS會給這個設(shè)備發(fā)送一個強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD（CompelData），它不是數(shù)據(jù)，而是一種令牌?；驹O(shè)備收到這個強(qiáng)制數(shù)據(jù)信息后，就可以向總線上發(fā)送它的信息。現(xiàn)場總線系統(tǒng)中這種受調(diào)度通信一般用于在設(shè)備間周期性傳送控制數(shù)據(jù)，例如在現(xiàn)場變送器與執(zhí)行器之間傳送測量或控制器輸出信號。第二十四頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能通信活動非調(diào)度通信是指在預(yù)定調(diào)度時(shí)間表之外的時(shí)間，通過得到令牌的機(jī)會來發(fā)送信息。在預(yù)定調(diào)度時(shí)間表之外的時(shí)間，由LAS通過現(xiàn)場總線發(fā)出一個傳遞令牌PT（PassToken），得到這個令牌的設(shè)備就可以發(fā)送信息。所有總線上的設(shè)備都有機(jī)會通過這個方式發(fā)送調(diào)度之外的信息。上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)讀寫現(xiàn)場設(shè)備中的信息就是通過這種方式。第二十五頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能LAS的主要功能維護(hù)調(diào)度發(fā)送傳遞令牌PT給設(shè)備

在鏈路上周期分配數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間和鏈路調(diào)度時(shí)間

探查未使用地址，將其分配給新設(shè)備，并加到活動表上

監(jiān)視設(shè)備響應(yīng)傳遞令牌，從活動表上刪掉不能使用或不能返回令牌的設(shè)備第二十六頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問功能通信設(shè)備類型鏈路主設(shè)備能夠成為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)備網(wǎng)橋用于兩個總線段之間的連接設(shè)備稱為網(wǎng)橋。網(wǎng)橋?qū)儆阪溌分髟O(shè)備。它擔(dān)負(fù)其下游的各總線段的系統(tǒng)管理時(shí)間的發(fā)布任務(wù)，因而它必須成為LAS第二十七頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)傳輸功能三種數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制無連接數(shù)據(jù)傳輸無連接數(shù)據(jù)傳輸是在兩個數(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。這類傳輸主要用于在總線上發(fā)送廣播數(shù)據(jù)。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。這種面向連接的數(shù)據(jù)傳輸可以是周期性調(diào)度的。第二十八頁，共62頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)傳輸功能三種數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制面向連接的請求發(fā)送/響應(yīng)交換的數(shù)據(jù)傳輸這種傳輸是在用戶和服務(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。第二十九頁，共62頁。應(yīng)用層由現(xiàn)場總線訪問子層FAS和現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層FMS構(gòu)成。

現(xiàn)場總線訪問子層FAS位于FMS與數(shù)據(jù)鏈路層DLL之間，把FMS與數(shù)據(jù)鏈路層DLL分隔開來，利用數(shù)據(jù)鏈路層DLL的調(diào)度和非調(diào)度服務(wù)來為現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層（FMS）服務(wù)。

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)。應(yīng)用層第三十頁，共62頁。應(yīng)用層現(xiàn)場總線訪問子層服務(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。在這里FAS起到承上啟下的關(guān)鍵作用。FAS提供的服務(wù)有：“連接”服務(wù)、“放棄”服務(wù)、“確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸”服務(wù)、“未確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸”服務(wù)、“FAS強(qiáng)迫”服務(wù)、“獲得緩沖器報(bào)文”服務(wù)、“FAS-狀態(tài)”服務(wù)等。第三十一頁，共62頁。應(yīng)用層現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范子層服務(wù)虛擬現(xiàn)場設(shè)備VFD對象字典OD管理文本管理域管理程序調(diào)用管理變量訪問事件管理第三十二頁，共62頁。應(yīng)用層通信棧虛擬通信關(guān)系（VCR）通信棧的三個層次之間的基本關(guān)系是虛擬通信關(guān)系（VCR），VCR就是通信棧中貫穿整個三層的通信渠道。分為三種形式：報(bào)告分發(fā)型出版商/訂閱者型客戶機(jī)/服務(wù)器型第三十三頁，共62頁。報(bào)告分發(fā)型隊(duì)列傳輸、用戶啟動、單向（不需確認(rèn)）、無連接事件通知或趨勢報(bào)告出版商/訂閱者型緩沖器傳輸、網(wǎng)絡(luò)啟動、單向（不需確認(rèn)）、連接測量值在不同設(shè)備或控制站的功能塊中的信息傳送客戶機(jī)/服務(wù)器型隊(duì)列傳輸、用戶啟動、雙向（需確認(rèn)）、有連接運(yùn)行員站進(jìn)行數(shù)據(jù)請求應(yīng)用層通信棧虛擬通信關(guān)系（VCR）第三十四頁，共62頁。應(yīng)用層通信棧虛擬通信關(guān)系（VCR）第三十五頁，共62頁。應(yīng)用層通信棧虛擬通信關(guān)系（VCR）第三十六頁，共62頁。應(yīng)用層通信棧虛擬通信關(guān)系（VCR）第三十七頁，共62頁。用戶層是在ISO/OSI參考模型的七層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上添加的一層，它是設(shè)備或軟件所完成的實(shí)際功能，是呈現(xiàn)在用戶面前的變送器的測量值，閥門定位器的動作，以及主機(jī)的接口。正是在用戶層定義了數(shù)據(jù)格式和語義，從而使設(shè)備可以靈活而方便地解釋和處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了互操作性。用戶層第三十八頁，共62頁。用戶層廣泛采用了對象技術(shù)。例如：在功能塊中參數(shù)和功能的封裝。功能塊應(yīng)用進(jìn)程（FBAP）分為設(shè)備應(yīng)用進(jìn)程(DAP)和控制應(yīng)用進(jìn)程(CAP)。DAP含有設(shè)備組態(tài)用的資源塊和轉(zhuǎn)換塊；CAP含有組成控制策略的功能塊。用戶層對象第三十九頁，共62頁。塊是一個軟件的邏輯處理單元。輸入事件影響算法的調(diào)用，算法執(zhí)行產(chǎn)生獲取輸出事件塊，使輸入或輸出值在塊的執(zhí)行期間不受外部變化的影響。塊的算法可以是外部不可見的，并包含不可見的內(nèi)部變量。塊的參數(shù)有輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)及用于控制塊執(zhí)行的內(nèi)含參數(shù)，它們是網(wǎng)絡(luò)可視的。內(nèi)含參數(shù)規(guī)定塊的專有數(shù)據(jù)，不參與連接。用戶層對象塊對象第四十頁，共62頁。資源塊功能塊應(yīng)用進(jìn)程把它的虛擬現(xiàn)場設(shè)備VFD模塊化為一個個資源塊。資源塊負(fù)責(zé)整個設(shè)備的管理。例如：使設(shè)備運(yùn)行或者離線、強(qiáng)制輸出。它也包含一些標(biāo)識信息和整個設(shè)備的診斷信息，如設(shè)備名、制造者、系列號等。資源塊沒有輸入或輸出參數(shù)。它將功能塊與設(shè)備硬件特性隔離，可通過資源塊在網(wǎng)絡(luò)上訪問與資源塊相關(guān)設(shè)備的硬件特性。用戶層對象塊對象第四十一頁，共62頁。轉(zhuǎn)換塊轉(zhuǎn)換塊是功能塊與傳感器、執(zhí)行器和顯示器硬件的接口。它讀取傳感器硬件的數(shù)據(jù)，并寫入到相應(yīng)要接受此數(shù)據(jù)的硬件中。設(shè)備的標(biāo)定正是在這里進(jìn)行的。它也包含一些最新的標(biāo)定和I/O診斷信息。用戶層對象塊對象第四十二頁，共62頁。功能塊功能塊表達(dá)了功能塊應(yīng)用所實(shí)現(xiàn)的基本自動化功能。每一個功能塊都要根據(jù)特定的控制算法和一套控制參數(shù)對輸入信號進(jìn)行處理。同時(shí)，功能塊的輸出又可以為同一功能塊應(yīng)用或其他功能塊應(yīng)用中的其他功能塊所使用。用戶層對象塊對象第四十三頁，共62頁。一個功能塊的輸出可與另一個功能塊的輸入連接在一起，在功能塊之間傳遞信息，形成所需要的控制策略。在連接對象中，保存著相同或不同設(shè)備中的功能塊之間所定義的連接。連接對象一般在總線組態(tài)時(shí)定義，在現(xiàn)場設(shè)備在線運(yùn)行前或運(yùn)行時(shí)傳送給它，用于建立通信連接。用戶層對象連接對象第四十四頁，共62頁。報(bào)警對象用于塊的報(bào)警和事件報(bào)告。它將在功能塊中檢測到的報(bào)警和事件發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)必須確認(rèn)收到了報(bào)警。如果未受到報(bào)警，則需要重發(fā)。用戶層對象報(bào)警對象第四十五頁，共62頁。趨勢對象采集功能塊的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)歷史趨勢功能。趨勢對象將采樣值搜集在一起，然后一起發(fā)送給主機(jī)。用戶層對象趨勢對象第四十六頁，共62頁。觀測對象預(yù)先定義了功能塊參數(shù)的子集，使一組塊參數(shù)的屬性值可被一次性訪問，這樣就可以減少讀塊參數(shù)時(shí)所需要的通信量。它主要用于獲得運(yùn)行、診斷、組態(tài)的信息。在觀測對象中定義四類塊參數(shù)如下。

VIEW_1：一般動態(tài)參數(shù)，用于面板操作

VIEW_2：一般靜態(tài)參數(shù)，用于面板操作VIEW_3：全部動態(tài)參數(shù)VIEW_4：在VIEW_2中不包括的靜態(tài)參數(shù)用戶層對象觀測對象第四十七頁，共62頁。DD是基金會現(xiàn)場總線為實(shí)現(xiàn)互操作性而提供的一個重要工具。DD描述了設(shè)備中的所有數(shù)據(jù)，使得主機(jī)能夠解釋設(shè)備中的復(fù)雜數(shù)據(jù)，以便使主機(jī)能夠以可以理解的方式來顯示這些數(shù)據(jù)。

用戶層設(shè)備描述（DD）第四十八頁，共62頁。設(shè)備制造商使用設(shè)備描述語言(DDL)來編寫DD，設(shè)備描述由兩部分組成：一部分是由基金會提供的，它包括由DDL描述的一組標(biāo)準(zhǔn)塊及參數(shù)定義；一部分由制造商提供，包括由DDL描述的設(shè)備功能的特殊部分。這兩部分結(jié)合在一起，完整地描述了設(shè)備的特性。用戶層設(shè)備描述（DD）第四十九頁，共62頁。為了在設(shè)備的通信模型中將數(shù)據(jù)鏈路層到應(yīng)用層的通信協(xié)議集成在一起，并監(jiān)督其運(yùn)行情況，基金會現(xiàn)場總線采用網(wǎng)絡(luò)管理代理NMA，網(wǎng)絡(luò)管理者NMgr工作模式。網(wǎng)絡(luò)管理者實(shí)體在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理代理的協(xié)同下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信管理。

網(wǎng)絡(luò)管理者負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，它監(jiān)視每個設(shè)備中通信棧的狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行需要或系統(tǒng)管理者指示時(shí)，執(zhí)行某個動作。網(wǎng)絡(luò)管理者通過處理由網(wǎng)絡(luò)管理代理生成的報(bào)告，來完成其任務(wù)。它指揮網(wǎng)絡(luò)管理代理，通過FMS執(zhí)行它所要求的任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理第五十頁，共62頁。每個現(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以看出，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)管理第五十一頁，共62頁。系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理內(nèi)核提供的服務(wù)訪問系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫設(shè)備的標(biāo)簽和地址分配設(shè)備識別定位遠(yuǎn)程設(shè)備和對象功能塊調(diào)度時(shí)鐘同步第五十二頁，共62頁。系統(tǒng)管理自動尋址機(jī)制每個現(xiàn)場總線設(shè)備必須具有唯一的網(wǎng)絡(luò)地址和物理設(shè)備位號，以便現(xiàn)場總線對它們進(jìn)行操作。為了避免在現(xiàn)場總線設(shè)備中設(shè)置地址開關(guān)，可以通過系統(tǒng)管理自動實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址分配。第五十三頁，共62頁。系統(tǒng)管理自動尋址機(jī)制為一個新設(shè)備分配網(wǎng)址的步驟如下：通過組態(tài)設(shè)備分配給這個新設(shè)備一個物理設(shè)備位號。系統(tǒng)管理采用缺省網(wǎng)址詢問該設(shè)備的物理設(shè)備位號，并采用該物理設(shè)備位號在組態(tài)表中尋找新的網(wǎng)址。然后，系統(tǒng)管理給該設(shè)備發(fā)送一個特殊的地址設(shè)置信息，迫使這個設(shè)備移至這個新的網(wǎng)址。對進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備都按缺省地址重復(fù)上述步驟。第五十四頁，共62頁。系統(tǒng)管理功能塊調(diào)度功能塊調(diào)度用來控制用戶應(yīng)用進(jìn)程中某個功能塊或其他可執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間。功能塊是重復(fù)執(zhí)行的，每次重復(fù)稱為一個宏周期（Macrocycle），宏周期以零為鏈路調(diào)度起始時(shí)間的基準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)鏈路時(shí)間的同步。也就是說，如果一個特定的宏周期的持續(xù)時(shí)間是200，那么它將以0，200，400等時(shí)間點(diǎn)作為起始點(diǎn)