現(xiàn)場總線技術在通信技術中的應用

現(xiàn)場總線H1網(wǎng)絡通信可以分為兩大類：預定（循環(huán)）和非預定（非循環(huán)）。下面由現(xiàn)場總線技術廠家無錫凌科自動化來帶大家了解一下現(xiàn)場總線通信管理。

預定的通信事件保留用于交換關鍵控制數(shù)據(jù)，例如過程變量測量，級聯(lián)設定值和閥門位置命令。這些計劃的通信按規(guī)則的定時計劃進行，從而確保了循環(huán)確定性。相比之下，計劃外通信是沿H1段通信所有其他數(shù)據(jù)的方式。在計劃的通信事件之間的時間間隔內(nèi)，設備之間交換手動設定值更改、配置更新、警報以及其他次要數(shù)據(jù)，其重要性較低。

兩種通信形式均由鏈接活動調(diào)度程序（LAS）設備進行協(xié)調(diào)，在H1網(wǎng)段的任何給定時間（注）中只有一種活動。LAS向非LAS設備發(fā)出“令牌”消息，命令（或僅授權）它們一次廣播到網(wǎng)段。LAS發(fā)出的每個令牌消息都將FF設備的傳輸權授予有限的目的（即，要發(fā)送的精確消息）或有限的時間（即，使該設備可以在短時間內(nèi)自由傳輸所需的任何數(shù)據(jù)） ），然后將傳輸權返回給LAS。CD令牌是特定于消息的：LAS發(fā)出的每個令牌都命令單個設備立即響應某些特定數(shù)據(jù)的廣播。這是管理計劃的（循環(huán)）通信的方式。PT令牌是特定于時間的：LAS頒發(fā)的每個證書都授予單個設備空閑時間來傳輸次要的數(shù)據(jù)。這是管理設備之間計劃外（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，可能還會有“備份” LAS設備等待接管。這些Link Master設備配置為在需要時充當冗余Link Active Scheduler。但是，在任何給定時間只有一個LAS。如果LAS設備發(fā)生故障，具有最低編號地址的Link Master設備將“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”（PN）令牌，旨在從連接到網(wǎng)段的任何新設備中引起響應。探測節(jié)點令牌一次發(fā)給每個未提交的設備地址，以查找任何新設備。

除了傳輸令牌（按照定義，消息是授予另一設備傳輸?shù)骄W(wǎng)絡的權限的消息）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“時間分配”（TD）消息使所有設備的內(nèi)部時鐘保持同步，這對于數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)傳輸非常重要。

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

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

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