总线专题：第三讲 基金会现场总线（上）

信息库（System Management Information Base,SMIB）中，并可以通过网络来访问SMIB。SMK支持网络设备管理，在设备运行之前将其基本的系统信息置入SMIB，并分配一个物理设备位号，然后使设备进入初始化状态；在不影响网络上其它设备运行的情况下，使该设备进入运行状态，并根据他的物理设备位号分配节点地址；当设备加入网络以后，可按需设置远程设备和功能块。SMK采用系统管理内核协议（SMK Protocol,SMKP）与远程SMK通信，另外采用FMS访问SMIB。SMK亦能为OD提供服务。首先在网络上对所有设备广播对象名，然后等待设备的响应，从而获得网络上对象的信息。

3）功能块应用进程。功能块应用进程（Function Block Application Process,FBAP）位于应用层和用户层。功能块（Function Block,FB）实现某种应用功能或算法如PID功能块实现PID（比例、积分、微分）控制功能，模拟输入（AI）和模拟输出（AO）功能块分别实现参数输入和输出功能，如将AI、PID、AO功能块的输出端和输入端相连接就可以实现单回路控制策略。FF规定了10个基本功能块和19个附加功能块，分布在现场总线设备内，供用户组态实现所需控制策略，从而构成全分布式网络控制系统，也就是所谓现场总线控制系统（Fieldbus Control System,FCS），他与DCS的区别之一就在于DCS将所有的控制功能集中在DCS的主机中；而FCS则将60～80%的一般控制功能分散到现场智能化仪表中去了，这不仅提高了系统的可靠性，而且还使控制更加及时和精确。由功能块组合有关控制的范例如图4。

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，