總線專題：第三講 基金會現場總線（下）

（6）現場總線接口用于下接H1，上接局域網（Local Area Network，LAN）和操作站（見圖8）。

圖8 H1網絡拓補結構

（7）網橋（Birdge）

網橋用于連接不同傳輸速率或不同傳輸介質的網段。網橋具有多個接口，每個接口有一個物理層實體。網橋是一臺有源的總線供電設備或非總線供電設備。

4.鏈路活動調度器

FF的數據鏈路層（DLL）執行鏈路活動調度，提供數據傳輸服務和鏈路時間同步服務，從而保證各臺現場總線設備適時地有條不紊地共享總線。其中鏈路活動調度器（Link Active Scheduler，LAS）是起到一條總線段調度中心的作用，是一個非常重要的設備。

（1）FF的通信設備有三類，即鏈路主設備（Link Master Device，LMD），基本設備（Basic Device,BD）和網橋。其中只有LMD和網橋才有可能成為LAS。

一條總線段上可以連接多種通信設備，也可以掛接多臺LMD，但同時只能由一臺LMD方可成為LAS，沒有成為LAS的LMD將起著后備LAS的作用。圖9表示了現場總線通信設備類型及構成。

圖9 H1總線通信設備的類型及構成

（2）LAS的基本功能

LAS是一條H1總線段的調度中心，擁有總線上所有設備的清單及鏈路活動調度表。總線段上的設備只有得到LAS的許可，才能向總線上傳輸數據。按FF的規范規定，LAS應具有以下二種基本功能。

1）受調度通信。LAS按預定調度時間表同期性地依次發起的通信活動，稱為受調度通信或周期性通信。LAS內有一張預訂調度時間表，一旦到了某臺設備要發送的時間，LAS就發送一個強制數據（Compel data，CD）給這臺設備。基本設備收到了這個CD后，就可以向總線上發送他的信息。如圖10所示，LAS發出CD（x,a），設備x收到后，設備x再發出數據鏈路包（Data Link Packet）DL(a)，此時設備x作為P發行者（Publisher）(見圖10中的P),使設備y和z接收到報文a，此時設備y和z作為預訂者S(Subscriber)見圖10中的S。受調度通信一般用于設備間周期性地傳送控制數據，如現場各種變送器（溫度、壓力、差壓等）和執行器之間傳送測量及控制信號。

圖10受調度通信的傳輸方式

2）非調度通信。在預訂調度時間表之外的時間，LAS向總線發出一個傳遞令牌（Pass Token,PT），得到這個令牌的設備才能發送信息。這樣的通信方式，稱為非調度通信或非周期性通信。如圖11所時，LAS發出PT（z），設備z收到后，z再發出DL(M)，使設備x收到報文M。非調度通信的內容為報警/事件、維護/診斷信息、程序激活、顯示信息、趨勢信息和組態等。

圖11非調度通信的通信方式

在生產過程控制中，報警是十分重要的，而且是隨機發生的，一旦某個重要工藝參數超出正常范圍，將導致事故時，必須及時采取措施以保證生產安全。這些重要的信號可根據輕重緩急事先按優先權的次序排定，以便將最重要的信號先行發出。

在過程控制中，一般將100ms作為一個基本時間段，在這一時間段中就含有調度通信及非調度通信。

5.FF目前的應用情況

到2005年3月份為止，全世界加入FF組織成員共計有338家已注冊的產品有227種。在國際上共完成了50萬臺現場儀表和8000套系統的應用。而且近日FF也宣稱TUV（在德國的全球獨立的質量認證機構）通過了其安全儀表系統（Safety Instramen ted System,FF-SIS）

在中國，與英國石油（BP）公司合資在上海金山的Secco公司（90萬t乙烯項目）與英國殼牌石油（shell）合資的在南海惠州的CSPC(80萬t乙烯項目)均居世界級的大型項目，均采用了FF，前者已經投產；后者也將在2005年底投產。這2個項目的現場總線儀表均在1萬臺以上，現場總線段H1也都在3000條左右。這位FF在我國的大型項目的應用積累了經驗。

6.今后的發展方向

工業以太網將深入到現場儀表層，正向著實時以太網（Real Tinie Ethernet,RTE）的方向發展。由于企業中的e網到底將可能實現，所以目前企業中呈金字塔式的信號（垂直式）的傳遞方式，也將向這完全扁平化（橫向方式）的方向發展。