总线专题：第三讲 基金会现场总线（上）

图4 功能块的组合（范例）

应用进程（AP）用来描述驻留在设备内的分布式应用，功能块应用进程（FBAP）用来实现用户所需的各种功能，除了功能块对象外，还包括对象字典（OD）和设备描述（Device Description,DD）.设备描述为控制系统理解来自总线设备的数据含义提供必需的信息，为总线设备的互操作性提供了基础。

（3）FF的报文结构

FF报文信息的形成过程如图5所示。如某台总线设备要将数据通过现场总线发到其他设备，首先在用户层形成用户数据，再把他们依次送往FMS、FAS及DDL（见图5）；用户数据在FMS、FAS和DLL各层分别加上各层的协议控制信息，在DLL还加上帧校验信息；最后送往物理层将数据打包，即加上帧前定界码和帧后结束码，再在帧前定界码之前加上用于时钟同步的前导码。图5中还标明了各层所附的协议控制信息的字节数，最终在DLL形成的DLL协议数据为12-273个字节。信息帧形成之后仍不能发送，还要通过物理层转换成符合规范的物理信号，在网络系统的管理控制之下，发送到现场总线上。

图5 FF的报文结构

（4）FF的应用进程

应用进程AP是指总线设备内部实现一组相关功能的集合，是驻留在总线设备内部的分布式应用，是总线活动的基本组成部分，现场总线活动中AP是基本对象；可以把几个AP组合起来形成复合对象；还可以把几个复合对象组合起来形成复合列表对象。一台总线设备中AP的数量与其功能及其执行情况有关，可以通过软件向总线设备下载AP，也可以将AP固化在总线设备的专用集成电路（ASIC）内。

应用进程的结构如图6所示，主要由AP索引，对象字典、一组网络可视对象和一个应用层通信服务接口四部分组成。网络可视是指在网络上可以访问或操作的部分，由于AP所有资源并不都需要为网络可视，所以图6中只表示了AP的网络可视部分。从图中可看出，应用层接口是AP与通信实体之间的界面。对象字典（OD）内是一系列AP对象描述的条目，AP索引内则装有这些条目的排列序号，凭借这些序号，可以从对象字典中找到与该序号对应的AP对象描述的条目，从而得到相应的对象代码值，再通过应用层接口把他们送往通信实体部分。

图6应用进程（AP）的结构

（5）FF的通信关系

建立二台现场总线设备的AP之间的通信连接，是一种逻辑上的连接，或看作是一种软连接。因此，人们把这种通信连接称为虚拟通信关系（Virtual Communication Relationship,VCR）。FF设置了三种类型的虚拟通信关系：客户/服务器型，发行者/预订者型和报告分发型。

1)客户/服务器型虚拟通信关系

当一台总线设备得到传递令牌时，该设备就可以对总线上另一台设备发送一个请求信息，这个请求者被称为客户（Client），而接收这个请求的被称为服务器（Server）。当服务器收到这个请求，并得到了来自链路活动调度器（Link Active Scheduler,LAS）的传递令牌时，就可对客户的请求做出响应。采用这种通信关系在一对客户与服务器之间的请求/响应式数据交换被称为客户/服务器型虚拟通信关系。同一台设备在不同的时刻，既可以做请求者，也可以做被请求者，也就是说，他既可以做客户，也可作为服务器。

客户/服务器VCR属于总线上二台设备之间由用户发起的一对一、排队式，非周期通信，常用于发送操作员操作和设置参数，如改变设定值、改变操作模式、改变调节器参数，设备的上载或下载、确认报警等。这种非周期性通信是在周期性通信的间隙中进行的；因而存在传送被中断的可能，可采用再传送程序来恢复中断了的传送。

2）发行者/预订者型虚拟通信关系

当一台总线设备得到传递令牌时，该设备就将其缓冲器（Buffer）中的信息向总线上的多台设备发布或广播这些信息，这个广播信息者被称为发行者（Publisher）；而收听这些信息的设备被称为预订者（Subscriber）。采用这种一台设备广播其缓冲器信息而让多台设备同时收听的通信关系被称为发行者/预订者型虚拟通信关系。

这种通信关系的建立可以受调度（周期性）或非周期性的。也就是说，可以由链路活动调度器按准确的时间发出令牌，也可以由用户按非周期方式发起。

这种一对多、周期或非周期性通信，常用于刷新功能块的输入输出数据，如刷新过程变量（Process Variable,PV）操作输出等。

3）报告分发型虚拟通信关系

当一台带有事件报告或趋势报告的设备收到来自LAS的传递令牌时，把他的报文分发给所规定的一组总线设备。该发布者被称为报告分布者（Report Distributer）。采用这种一个报告者对应一组收听者的通信关系被称为分发型VCR。

这种一台设备与多台设备之间的一对多、排队式，非周期通信，常用于将报警信息，趋势数据通知操作台。

（6）FF的主要技术

FF的主要技术如图7：

图7现场总线基金会技术