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基金會高速現(xiàn)場總線FF-HSE分析與應(yīng)用研究

作者: 時間:2016-12-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 前言

  基金會現(xiàn)場總線(FF)是專為過程自動化而設(shè)計的通訊協(xié)議。FF現(xiàn)場總線最初包括低速總線H1(速率為31.25kbps)和高速總線H2(速率為1Mbps和2.5Mbps)兩部分。但隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高,控制網(wǎng)絡(luò)的實時信息傳輸量越來越大,H2的設(shè)計能力已不能滿足實時信息傳輸?shù)膸捯蟆hb于此,現(xiàn)場總線基金會放棄了原有H2總線計劃,取而代之的是將現(xiàn)場總線技術(shù)與成熟的高速商用以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的新型高速現(xiàn)場總線-基金會HSE(High Speed Ethernet)現(xiàn)場總線,并于2000年3月發(fā)布了HSE的最終規(guī)范。

2 通信結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br />
  HSE是一種基于Ethernet+TCP/IP協(xié)議、運行在100Base-T以太網(wǎng)上的高速現(xiàn)場總線。它能支持低速總線H1的所有功能,是對H1的補充和增強。

  2.1 通信結(jié)構(gòu)

  HSE模型采用了OSI參考模型中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層,并在應(yīng)用層上增加了用戶層,形成6層的通信模型。HSE的通信結(jié)構(gòu)和模型分層的對應(yīng)關(guān)系如圖2—1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/331138.htm




  HSE的結(jié)構(gòu)是一個增強型的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)模式。底層采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)IEEE802.3μ的最新技術(shù)和CS-MA/CD鏈路控制協(xié)議來進行介質(zhì)的訪問控制。TCP/IP協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的重要協(xié)議,它位于網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層,實現(xiàn)面向連接和無連接的數(shù)據(jù)傳送,并為分布式主機控制協(xié)議(DHCP)、簡單網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(SNTP)、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)和現(xiàn)場設(shè)備訪問代理(FDAAgent)提供傳輸服務(wù)。HSE系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理代理、功能塊、HSE管理代理和現(xiàn)場設(shè)備訪問代理都位于用戶層和應(yīng)用層中,提供設(shè)備的描述和訪問、功能塊應(yīng)需添加任何專用設(shè)備即可直接連入高速網(wǎng)絡(luò),同時也從另一方面增強了HSE設(shè)備的互操作性。

  2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br />
  HSE設(shè)備分為4類:主機設(shè)備、鏈接設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和以太網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備,其功能分別為對系統(tǒng)進行組態(tài)、監(jiān)控和管理,將H1總線段鏈入FF-HSE網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)與其它標(biāo)準(zhǔn)總線通信,連接高速I/O設(shè)備或PLC。HSE可直接使用以太網(wǎng)的交換設(shè)備、路由器等,通過雙絞線或光纖等將HSE設(shè)備連接起來,建立HSE總線控制網(wǎng)絡(luò)。如圖2—2所示。




3 HSE功能特色

  HSE除了具有高帶寬和更好的開放性之外,靈活的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備冗余形式以及靈活功能塊技術(shù)是HSE的兩個特色技術(shù)。

  3.1 冗余形式

  HSE的特色之一是它的冗余設(shè)計。HSE規(guī)范支持包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)應(yīng)用的冗余。HSE冗余提供通信路徑冗余(冗余網(wǎng)絡(luò))和設(shè)備冗余兩類,允許所有端口通過選擇連接,如圖3—1所示。


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