总线专题：第四讲 FF的HSE

（2）在工业以太网中，一般利用TCP/IP协议来发送非实时数据；而用UDP/IP发送实时数据，非实时数据的特点是大小和发送频率经常变化；实时数据的特点是数据包短，负荷低。TCP/IP用来提供组态和诊断信息传输；而UDP/IP提供实时I/O传输 。

（3）存在的重要问题。信息的传送一般要有个“三部曲”：

1）互连。即要解决互相连接的问题，工业以太网在物理层都采用了标准的RJ45的连接器，因此这个互连的问题已经解决了。

2）互送。即要解决信息的互相传送到目的地的问题。现在工业以太网采用了TCP/IP协议以后，这个问题也已经解决。

3）互操作。即相互可以操作的问题。要想进行互操作，首先要“读懂”送来信息的内容，但目前由于各大公司的产品各有各的协议与规范，也就是数据格式各不相同。因此甲公司送给乙公司的信息，乙公司固然可以收到，但却不能解读。形象化来讲，如果甲给乙送来的“信件”是“中文”，而乙却只懂“英文”而不懂“中文”，这就需要统一“文字”或进行“翻译”。也就是目前存在的问题。毛病就处在大家的应用层上。

（4）解决的办法

1）比较彻底的办法，是建立一个国际标准。目前国际上已经有了一些组织如工业以太网协会（Industrial Ethernet Association）、工业自动化开放网络联合会IAONA(Industrial Automation Open Networking Alliance)、和IDA(Interface for Distributed Architecture)小组等组织，而IEC也在致力于建立标准，能否建立一个统一的国际标准，由于各大公司的互不相让，看来也难。

2）依靠OPC-XML(Extensible Mate up Language可推展标准语言)，也就是一种间接的办法，靠“翻译”来沟通。这种办法虽然并不理想，但还可行，正如目前各种现场总线还只能靠OPC办法来解决互操作的问题。

4.HSE

由于HSE本身就是工业以太网的一种，所以前面已经讲过以太网和工业以太网后，讲HSE就比较简单了。

（1）HSE的通信模型

图2表示了HSE通信模型的分层。他与工业以太网不同之处是在应用层上又加了用户层。而HSE的应用层又具有HSE特色的现场访问设备FDA(Field Device Access)，并按H1的惯例，HSE把从数据链路层到应用层的相关软件功能集成为通信栈，称为HSE Stack。用户层包括功能块、设备描述、网络与系统管理等功能。

图2 HSE通信模型的分层结构

（2）HSE通信系统的模块结构

图3表示了HSE通信系统各层的模块结构。图中SMIB代表系统管理信息库，NMIB为网络管理信息库，OD为对象字典，DD为设备描述，SNTP为简单网络定时协议，SNMP为简单网络管理协议，MAC为介质访问控制而PHY层为物理层。

图3 HSE通信系统的模块结构

（3）HSE的网络系统与设备类型

图4说明了HSE网络中各类设备的相互关系。其中链接设备LD（Linking Device）起到了重要作用。一方面LD负责从所挂接的H1网段收集现场总线信息，然后把H1地址转换成IPV4或者IPV6的地址，选择H1网段的数据就可以在TCP/UDP/IP网络上进行传递；另一方面将接收到TCP/UDP/IP信息的LD可以将IPV4/IPV6地址转换为H1地址，将发往H1网断的信息放到现场目的网段中进行传送。这样，通过LD就可以实现跨H1网段的组态；甚至可以把H1与PLC等其他控制系统集成起来。这样LD就同时具有了网桥与网关的功能。

图4 HSE的网络系统与设备类型

（4）HSE的应用

由于HSE与H1相比是后来推出的技术，算是比较新的，而且资料较少，设备也不多，所以尚未看到实用的例子。如今年6月中国与BP英国石油合资投产的Secco90万t乙烯装置，在世界上同期建设10个同类的项目中，Secco所采用的FF是最多的一个，其规模为I/O有4万个左右，FF仪表的1万3千多台，H1有2300多个网段，就是还没有用上HSE，因此暂缺应用实例。