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現(xiàn)場總線如何滿足工業(yè)通信的要求
OSI模型定義了一個框架物理層通常與如電纜、連接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、無線傳輸硬件等物理介質(zhì)相混淆。物理層不僅定義了物理介質(zhì)及其正確連接的接口要求,物理層定義編碼方式、校驗方法、帶寬、頻譜、載波、波特率、電、光、無線電信號、流入異步串行通信控制、電纜類型、連接器的機械設(shè)計。信號通過傳輸介質(zhì)從發(fā)送端到接收端。通信介質(zhì)的機械和電氣特性。
而數(shù)據(jù)鏈路層負責創(chuàng)建、傳輸和接收數(shù)據(jù)包,現(xiàn)場總線對于數(shù)據(jù)鏈路層有細分為LLC和MAC兩層,前者提供接口網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,并控制與其對等體的邏輯通信,后者提供對特定物理編碼的訪問和傳輸。
應(yīng)用層規(guī)定了交互數(shù)據(jù)的方式,并定義了設(shè)備的各種信息、狀態(tài)和參數(shù)。
現(xiàn)場總線的通信數(shù)據(jù)一般分為標識數(shù)據(jù)和通用消息。標識數(shù)據(jù)是指控制器與傳感器、控制器與執(zhí)行器以及控制器之間傳輸過程變量。通用消息在系統(tǒng)組態(tài)和維護階段,用于文件的下載和上傳。
現(xiàn)場總線一般使用有線連接,原理是使用電磁波在通信介質(zhì)傳輸中傳播,通信介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖。隨著工業(yè)現(xiàn)場對接線要求的不斷變化,以及無線技術(shù)的快速發(fā)展,如今現(xiàn)場總線開始越來越多的使用無線連接。
3.5、通信模型
通信模式是指兩個或多個應(yīng)用程序之間交互對象的方式,分為客戶端/服務(wù)器和生產(chǎn)者/消費者(出版者/訂閱者)兩類模式。
3.5.1、客戶端/服務(wù)器模式
圖顯示了客戶端/服務(wù)器模式,該模式更適合傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)。當客戶端發(fā)出讀請求后,服務(wù)器就回復(fù)。客戶端/服務(wù)器模式的通信過程一般細分為請求、指示、響應(yīng)和確認四個步驟,其中指示是指服務(wù)器收到了一個請求事件,確認說明客戶端收到了響應(yīng)。響應(yīng)服務(wù)有不同的意思,有的響應(yīng)表示收到消息,有的表示開始服務(wù)或返回結(jié)果。
符合這種模式中的協(xié)議大多從制造信息規(guī)范(MMS)發(fā)展而來,應(yīng)用層基于MMS模型管理各種對象,如任務(wù)(創(chuàng)建、取消、啟動、恢復(fù)和停止)、變量(讀寫)、域(下載和上傳)。MMS通常只會有一個服務(wù)子集。整個操作細分成請求、執(zhí)行、響應(yīng)三個部分,與MAC層處理時間和服務(wù)執(zhí)行時間有關(guān)。
WorldFIP、ROFIBUS-FMS、PROFIUBUS-DP、INTERBUS、AS-I、P-NET等現(xiàn)場總線都是使用客戶端/服務(wù)器的通信模型。而BatiBus是一種特殊的客戶端/服務(wù)器模型,因為其中沒有回復(fù)和確認。
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