1、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 本章內(nèi)容 2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2logbitbaudRRM2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)1001011數(shù)據(jù)時(shí)鐘曼徹斯特碼2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信

2、基礎(chǔ)2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)2k2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)

3、互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 概述: 實(shí)現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。定義了激活、維護(hù)和關(guān)閉終端用戶之間機(jī)械的、電氣的、功能和規(guī)程特性。基本功能:，規(guī)定所使用的導(dǎo)線類型、連接器接口類型和型號(hào)等，實(shí)現(xiàn)在物理介質(zhì)上傳輸原始的比特流數(shù)據(jù)，而不管數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)如何。 機(jī)械特性：接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列方式、固定和鎖定方式等。 電氣特性：信號(hào)線的連接方式、發(fā)送器和接收器的電氣參數(shù)（包括阻抗、信號(hào)電平、傳輸速率和距離限制等）以及互聯(lián)電纜的有關(guān)

4、技術(shù)規(guī)定。 功能特性：物理接口各信號(hào)線的用途，即說明某條線上出現(xiàn)的某一電平表示何種意義。 規(guī)程特性：使用信號(hào)線實(shí)現(xiàn)比特流傳輸過程中，在建立、維持和釋放物理信道時(shí)通信雙方在各電路上的動(dòng)作序列，即信號(hào)時(shí)序的應(yīng)答關(guān)系和操作過程。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 概述：在物理線路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯(cuò)的線路。有的系統(tǒng)（比如現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）中數(shù)據(jù)鏈路層又分為：媒體訪問控制子層（媒體訪問控制子層（MAC）和邏輯鏈）和邏輯鏈路控制子層（路控制子層（LLC）。 媒體訪問控制子層：負(fù)責(zé)解決共享信道的媒體訪問控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)共享信道的“交通”管理，并檢測(cè)傳輸線路的異常情況。 邏輯鏈

5、路控制子層：完成通常意義下的數(shù)據(jù)鏈路層功能，在節(jié)點(diǎn)間對(duì)幀的發(fā)送、接收進(jìn)行控制，同時(shí)檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤。基本功能：由于外界噪聲和干擾等原因，傳輸比特流時(shí)可能發(fā)生差錯(cuò)，數(shù)據(jù)鏈路層就是通過校驗(yàn)、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手段改正差錯(cuò)，該層將比特流組合成幀（frame），在一個(gè)幀中，包含有地址、控制域、數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼。總之，其功能包括：成幀、糾錯(cuò)和流量控制。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 概述：在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接。基本功能：解決多條鏈路組成通路的數(shù)據(jù)傳輸問題，為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的終端提供通路，完成路由和分組。按照一定的算法進(jìn)行路由選擇，包括路徑選擇、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)連接等。在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)的

6、傳送單位是報(bào)文或報(bào)文分組。 概述：為源端主機(jī)到目的端主機(jī)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異，使上層不受通信子網(wǎng)技術(shù)變化的影響。基本功能：中間層，核心。傳輸層以上各層：面向應(yīng)用；以下各層：面向傳輸。傳輸層位于資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的交界處，起著承上啟下的作用。為高層從源端機(jī)到目的機(jī)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。完成端到端的差錯(cuò)糾正和流量控制，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)終端系統(tǒng)之間傳送的分組數(shù)據(jù)無丟失、無重復(fù)、無差錯(cuò)、分組順序正確。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型概述：會(huì)話就是為完成一項(xiàng)任務(wù)而進(jìn)行的一系列相關(guān)的信息交換。會(huì)話層用于建立、管理和中止不同機(jī)器上的應(yīng)用程序之間的會(huì)話。基本功能：會(huì)話層以下各層是

7、面向通信的，以上各層是面向應(yīng)用的，其基本任務(wù)包括會(huì)話連接管理和會(huì)話數(shù)據(jù)交換兩大部分。在傳輸層基礎(chǔ)上增加一些協(xié)調(diào)對(duì)話的功能。如它可以給大量傳送的數(shù)據(jù)打上標(biāo)記，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，僅需從最近的同步點(diǎn)重新傳送不需從頭開始。 概述：表示層以下五層關(guān)心的是可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而表示層關(guān)心的是所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息的語法和語義。處理被傳送數(shù)據(jù)的表示問題，即信息的語法。如有必要，使用一種通用的數(shù)據(jù)表示格式在多種數(shù)據(jù)表示格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。基本功能：為保證數(shù)據(jù)傳輸后意義不變，對(duì)源端機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成適合傳輸?shù)谋忍亓鳎坏搅四康臋C(jī)進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換成用戶要求的格式。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 概述：應(yīng)用層為用戶的應(yīng)用程

8、序提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，識(shí)別并證實(shí)目的通信方的可用性，使協(xié)同工作的應(yīng)用程序之間進(jìn)行同步，判斷是否為通信過程申請(qǐng)了足夠的資源。基本功能：用戶與底層協(xié)議之間的接口，為用戶提供應(yīng)用服務(wù)，例如E-mail、WWW、FTP。應(yīng)用層的功能和內(nèi)容取決于用戶的需要，可自行決定完成什么樣的功能和使用什么協(xié)議。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 OSI參考模型中，對(duì)等層協(xié)議之間交換的信息單元統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU,Protocol Data Unit)。2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型 1）現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的基本要求通信介質(zhì)的多樣性：支持多種通信介質(zhì)，以滿足不同場(chǎng)合與環(huán)境的要求。信息傳遞的實(shí)時(shí)性、確定性和完整性：信息交換準(zhǔn)確、及時(shí)、快速，且對(duì)象明確。這是工業(yè)通信與民用通信最大的區(qū)別。可靠性：應(yīng)具備各種抗干擾能力和完善的自診斷及糾錯(cuò)能力。互操作性：不同廠商制造的總線設(shè)備可在同一個(gè)總線系統(tǒng)中相互通信和操作。開放性：基本符合OSI參考模型，形成一個(gè)開放的系統(tǒng)。 2）制定原則 開放性的標(biāo)準(zhǔn)：參考OSI模型2.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)模型開放系統(tǒng)互聯(lián)模型3）各層的主要功能：