1 前语
基金会现场总线(FF)是专为进程自动化而规划的通讯协议。FF现场总线开始包含低速总线H1(速率为31.25kbps)和高速总线H2(速率为1Mbps和2.5Mbps)两部分。但随着多媒体技能的开展和工业自动化水平的进步,操控网络的实时信息传输量越来越大,H2的规划能力已不能满意实时信息传输的带宽要求。鉴于此,现场总线基金会抛弃了原有H2总线方案,取而代之的是将现场总线技能与老练的高速商用以太网技能相结合的新式高速现场总线-基金会HSE(High Speed Ethernet)现场总线,并于2000年3月发布了HSE的终究规范。
2 通讯结构和网络拓扑
HSE是一种根据Ethernet+TCP/IP协议、运行在100Base-T以太网上的高速现场总线。它能支撑低速总线H1的一切功用,是对H1的弥补和增强。
2.1 通讯结构
HSE模型选用了OSI参阅模型中物理层、数据链路层、网络层、传输层和使用层,并在使用层上增加了用户层,构成6层的通讯模型。HSE的通讯结构和模型分层的对应联系如图2—1所示。
HSE的结构是一个增强型的规范以太网方式。底层选用规范以太网IEEE802.3μ的最新技能和CS-MA/CD链路操控协议来进行介质的拜访操控。TCP/IP协议是规范以太网的重要协议,它坐落网络层和传输层,完成面向衔接和无衔接的数据传送,并为分布式主机操控协议(DHCP)、简略网络时间协议(SNTP)、简略网络办理协议(SNMP)和现场设备拜访署理(FDAAgent)供给传输服务。HSE体系和网络办理署理、功用块、HSE办理署理和现场设备拜访署理都坐落用户层和使用层中,供给设备的描绘和拜访、功用块应需增加任何专用设备即可直连续入高速网络,一起也从另一方面增强了HSE设备的互操作性。
2.2 网络拓扑
HSE设备分为4类:主机设备、链接设备、网关设备和以太网现场设备,其功用分别为对体系进行组态、监控和办理,将H1总线段链入FF-HSE网络,完成与其它规范总线通讯,衔接高速I/O设备或PLC。HSE可直接运用以太网的交流设备、路由器等,经过双绞线或光纤等将HSE设备衔接起来,树立HSE总线操控网络。如图2—2所示。
3 HSE功用特征
HSE除了具有高带宽和更好的开放性之外,灵敏的网络和设备冗余方式以及灵敏功用块技能是HSE的两个特征技能。
3.1 冗余方式
HSE的特征之一是它的冗余规划。HSE规范支撑包含规范以太网使用的冗余。HSE冗余供给通讯途径冗余(冗余网络)和设备冗余两类,答应一切端口经过挑选衔接,如图3—1所示。