現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在通信技術(shù)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線H1網(wǎng)絡(luò)通信可以分為兩大類：預(yù)定（循環(huán)）和非預(yù)定（非循環(huán)）。下面由現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)廠家無(wú)錫凌科自動(dòng)化來(lái)帶大家了解一下現(xiàn)場(chǎng)總線通信管理。

預(yù)定的通信事件保留用于交換關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)，例如過(guò)程變量測(cè)量，級(jí)聯(lián)設(shè)定值和閥門位置命令。這些計(jì)劃的通信按規(guī)則的定時(shí)計(jì)劃進(jìn)行，從而確保了循環(huán)確定性。相比之下，計(jì)劃外通信是沿H1段通信所有其他數(shù)據(jù)的方式。在計(jì)劃的通信事件之間的時(shí)間間隔內(nèi)，設(shè)備之間交換手動(dòng)設(shè)定值更改、配置更新、警報(bào)以及其他次要數(shù)據(jù)，其重要性較低。

兩種通信形式均由鏈接活動(dòng)調(diào)度程序（LAS）設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)，在H1網(wǎng)段的任何給定時(shí)間（注）中只有一種活動(dòng)。LAS向非LAS設(shè)備發(fā)出“令牌”消息，命令（或僅授權(quán)）它們一次廣播到網(wǎng)段。LAS發(fā)出的每個(gè)令牌消息都將FF設(shè)備的傳輸權(quán)授予有限的目的（即，要發(fā)送的精確消息）或有限的時(shí)間（即，使該設(shè)備可以在短時(shí)間內(nèi)自由傳輸所需的任何數(shù)據(jù)） ），然后將傳輸權(quán)返回給LAS。CD令牌是特定于消息的：LAS發(fā)出的每個(gè)令牌都命令單個(gè)設(shè)備立即響應(yīng)某些特定數(shù)據(jù)的廣播。這是管理計(jì)劃的（循環(huán)）通信的方式。PT令牌是特定于時(shí)間的：LAS頒發(fā)的每個(gè)證書都授予單個(gè)設(shè)備空閑時(shí)間來(lái)傳輸次要的數(shù)據(jù)。這是管理設(shè)備之間計(jì)劃外（非循環(huán)）通信的方式。

注意：除了主LAS以外，如果主LAS由于任何原因發(fā)生故障，可能還會(huì)有“備份” LAS設(shè)備等待接管。這些Link Master設(shè)備配置為在需要時(shí)充當(dāng)冗余Link Active Scheduler。但是，在任何給定時(shí)間只有一個(gè)LAS。如果LAS設(shè)備發(fā)生故障，具有最低編號(hào)地址的Link Master設(shè)備將“逐步提高”以成為新的LAS。

LAS還發(fā)布第三種令牌消息：“探針節(jié)點(diǎn)”（PN）令牌，旨在從連接到網(wǎng)段的任何新設(shè)備中引起響應(yīng)。探測(cè)節(jié)點(diǎn)令牌一次發(fā)給每個(gè)未提交的設(shè)備地址，以查找任何新設(shè)備。

除了傳輸令牌（按照定義，消息是授予另一設(shè)備傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的權(quán)限的消息）之外，LAS還廣播H1段功能所需的其他消息。例如，LAS定期廣播的“時(shí)間分配”（TD）消息使所有設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘保持同步，這對(duì)于數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)傳輸非常重要。

不需要網(wǎng)絡(luò)廣播的LAS的“內(nèi)部”任務(wù)之一是實(shí)時(shí)列表的維護(hù)，該列表是在該網(wǎng)段上運(yùn)行的所有已知設(shè)備的列表。檢測(cè)到新設(shè)備時(shí)，響應(yīng)“ Probe Node”消息的設(shè)備將添加到實(shí)時(shí)列表中。經(jīng)過(guò)多次嘗試后，無(wú)法返回或使用向其發(fā)出的PT令牌的設(shè)備將從實(shí)時(shí)列表中刪除。當(dāng)網(wǎng)段中存在“備份” LAS設(shè)備時(shí)，LAS還將向其發(fā)布實(shí)時(shí)列表的更新副本，因此，如果有必要接管原始LAS，則它們將具有最新版本（在LAS設(shè)備故障事件）。

在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備相互交換數(shù)據(jù)的“繁忙” H1網(wǎng)段中，計(jì)劃的通信（CD令牌及其響應(yīng)）的大量通信負(fù)載使得難以進(jìn)行大量的計(jì)劃外（非循環(huán)）數(shù)據(jù)交換。例如，如果設(shè)備恰好在其隊(duì)列中維護(hù)了冗長(zhǎng)的客戶端/服務(wù)器請(qǐng)求列表，并且該設(shè)備僅在其分配的非周期性時(shí)隙內(nèi)（即，當(dāng)從LAS獲得PT令牌時(shí)）可以解決該問(wèn)題。 PT令牌很可能在完成所有設(shè)備的交易之前過(guò)期。這意味著設(shè)備將必須等待下一個(gè)非周期時(shí)間，才能完成隊(duì)列中所有未計(jì)劃的通信任務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)建議在每個(gè)宏周期內(nèi)將新的H1網(wǎng)段配置為不超過(guò)30％的計(jì)劃通信（70％的非計(jì)劃時(shí)間）。這將為所有必要的非周期通信留出足夠的“空閑時(shí)間”，而不必例行等待多個(gè)宏周期。

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