книги / Микропроцессорные средства автоматизации энергетических систем. Сети автоматизации

Термин «поставленные в очередь» означает, что сообщения посылаются и принимаются в порядке, определенном в соответствии со своими приоритетами, без удаления предыдущих сообщений.

После получения из АПС сообщения передачи маркера устройство может послать сообщение-запрос в другое устройство на шине Fieldbus. Запрашивающее устройство называется клиентом, а устройство, получающее запрос, – сервером. Сервер посылает запрос после получения сообщения РТ из АПС.

VСR типа «клиент – сервер» используется для передачи инициируемых оператором запросов, например: запросов изменений заданий, запросов на просмотр и изменение параметров настройки запросов подтверждения алармов и запросов выгрузки и загрузки данных устройств.

VСR типа «рассылка отчетов» используется для инициируемого пользователем обмена «от одного ко многим» поставленными в очередь незапланированными сообщениями.

Когда устройство вместе с отчетом о событии или тренде получает из АПС сообщение передачи маркера, оно посылает свое сообщение по групповому адресу, определенному для его VСR. Устройства, сконфигурированныедляприематакойVСR, получаютэтототчет.

VСR типа «рассылка отчетов» обычно используются устройствами Fieldbus для посылки уведомлений об алармах на операторскую консоль.

VСR типа «издатель – подписчик» используется для обмена буферизованными сообщениями типа «от одного ко многим».

Термин «буферизованный» означает, что в сети обслуживается только самая последняя версия данных. Предшествующие данные полностью заменяются новыми.

После получения сообщения принудительной рассылки данных устройство публикует, или рассылает, свое сообщение во все устройства на шине Fieldbus. Устройства, сконфигурированные для приема публикуемыхсообщений, называютсяподписчиками(subsсribers).

Рассылка СD может быть запланирована в АПС или может осуществляться подписчиками как рассылка незапланированных

291

сообщений. Используемый способ рассылки указывается атрибутом VСR. VСR типа «издатель – подписчик» используется полевыми устройствами для циклической запланированной рассылки входов и выходов функциональных блоков прикладного уровня (например, переменной процесса (РV) и первичного выхода (OUT) на полевой шине Fieldbus).

Сводные данные по типам VСR приведены на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Сводные данные по типам VСR

6.4.4. Спецификация сообщений

Fieldbus Message Specification

Службы спецификации сообщений Fieldbus Message Specification (FMS) позволяют приложениям пользователя обмениваться между собой сообщениями с использованием стандартного набора форматов сообщений.

FMS описывает коммуникационные службы, форматы сообщений и протокол, необходимые для создания сообщений для прикладного уровня (рис. 6.10).

292

устройств, описанных в словаре объектов. Для обычного устройства имеются по крайней мере два VFD (рис. 6.12).

Рис. 6.12. Виртуальные полевые устройства VFD

Управление сетью является частью приложения «Управление сетью и системой». Эта часть предназначена для конфигурирования коммуникационного уровня. VFD, используемое для управления сетью, используется также для управления системой. Это VFD обеспечивает доступ к информационной базе управления сетью

(Nеtwork Мanagement Information Base, NMIB) и к информационной базе управления системой (System Мanagement Information Base, SMIB). Данные NМIВ включают в себя VCR, динамические переменные, статистические данные и расписания АПС (если функции этого устройства выполняет задатчик связей). Данные SМIВ включают в себя информацию о тэгах устройств и адресах, а также расписания исполнения функциональных блоков.

294

Коммуникационные службы FMS обеспечивают для приложе-

ний пользователя такой стандартный способ обмена данными, как передача ФБ. Для каждого типа объекта определены специфичные для него коммуникационные службы FMS.

Все службы FMS, за исключением отмеченных особо, могут использовать только VCR типа «клиент – сервер».

Подробные описания каждой службы приводятся в документе

FF-870 Fieldbus Message Specification (спецификация сообщений Fieldbus).

Службы контекстного управления используются для уста-

новления и освобождения виртуальных коммуникационных связей (VCR) и определения статуса VFD:

–Initiate – установление связей;

–Abort – освобождение связей;

–Reject – отклонение неподходящей службы;

–Status – чтение статуса устройства;

–Unsolicited Status – инициативная посылка статуса;

–Identify – чтение данных поставщика, типа и версии.

Службы словаря объектов обеспечивают доступ к описаниям объектов OD в VFD и возможность их изменения:

–Get OD – чтение словаря объектов OD;

–Initiate Put OD – запуск загрузки OD;

–Put OD – загрузка ОD в устройство;

–Unsolicited Status – останов загрузки OD.

Службы доступа к переменным обеспечивают доступ к пе-

ременным, связанным с описанием объектов, и возможность их изменения:

–Read – чтение переменной;

–Write – запись переменной;

–Information Report – посылка данных (может использовать

VCR типов «издатель – подписчик» или «рассылка отчетов»);

–Define Variable List – определение списка переменных;

–Delete Variable List – удаление списка переменных.

295

Службы обработки событий обеспечивают возможность передачи отчетов о событиях и управления обработкой события:

–Event Notification – отчет о событии (может использовать VCR типа «Рассылка отчетов»);

–Асknowledge Event Notification – подтверждение события;

–Аlter Event Condition Monitoring – выключение/включение.

Службы выгрузки-загрузки. Часто возникает необходимость дистанционного выполнения выгрузки и загрузки данных и программ по Fieldbus, особенно в случае сложных устройств, например ПЛК.

Для обеспечения возможности выполнения выгрузок и загрузок с помощью служб FMS используется домен, представляющий собой область памяти в устройстве. Перечисленные ниже службы FMS обеспечивают для прикладного уровня возможность выгрузки

изагрузки домена в удаленном устройстве:

–Request Domain Upload – запрос выгрузки;

–Initiate Upload Sequence – открытие выгрузки;

–Upload Seqment – чтение данных из устройства;

–Terminate Upload Sequence – останов выгрузки;

–Request Domain Download – запрос загрузки;

–Initiate Download Sequence – открытие загрузки;

–Download Seqment – посылка данных в устройство;

–Terminate Download Sequence – останов загрузки.

Службы вызова программ. Вызов программ (Рrоgram Invocation, РI) позволяет дистанционно управлять выполнением программы в одном устройстве. Устройство может загрузить программу в домен другого устройства с помощью службы загрузки, а затем дистанционно управлять ею путем посылки запросов службы РI:

–Create Program Invocation – создание объекта программы;

–Delete Program Invocation – удаление объекта программы;

–Start – запуск программы;

–Stop – останов программы;

–Resume – возобновление выполнения программы;

–Reset – сброс программы;

–Kill – удаление программы.

296

Точный формат сообщений FMS определяется формальным языком описания синтаксиса, называемым Аbstract Syntax Notation 1 (абстрактная синтаксическая нотация версии 1, язык АSN.1). Язык АSN.1 был разработан Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии (МККТТ) в начале 1980-х годов в рамках работы по стандартизации почтовой системы.

На рис. 6.13 показан фрагментарный пример определения АSМ.1 для службы FMS Read (чтение).

Рис. 6.13. Пример определения АSМ.1 для службы FMS Read

В этом примере показано, что в сообщении в Sequence име-

ются пункты Ассess-specification и subindex.

Для Ассess-specification предлагается выбор (сhоice) способа доступа к переменной либо по индексу, либо по имени.

Указание субиндекса необязательно (орtional). Он используется только для выбора отдельных элементов массива или для записи переменных.

Цифры в скобках являются фактическими номерами кодирования, которые используются для идентификации полей в закодированном сообщении.

Для объектов определенных типов существуют специальные правила поведения, которые описываются в спецификации FMS.

297

Например, на рис. 6.14 проиллюстрировано упрощенное поведение объекта «Вызов программы».

Рис. 6.14. Поведение объекта «Вызов программы»

Удаленное устройство может управлять состоянием программы в другом устройстве на полевой шине Fieldbus. Например, удаленное устройство может использовать службу FMS «Вызов программы» для изменения состояния программы с Non-existent (не существует) Idea (неактивна). Служба FMS «Запуск» может использоваться для изменениясостояниясIdea (неактивна) наRunning (выполнение) ит.д.

6.4.5. Блоки прикладного уровня

Организацией Fieldbus Foundation определено стандартное приложение пользователя на базе блоков. Блоки являются представлениями различных типов прикладных функций. Типы блоков, используемых на прикладном уровне, представлены на рис. 6.15.

Блок ресурса (Resource Block) описывает характеристики устройства Fieldbus, такие как имя устройства, производитель и серийный номер. В каждом устройстве имеется только один блок ресурса.

Функциональные блоки (ФБ) обеспечивают поведение системы управления. Параметры входов и выходов ФБ могут быть связаны по Fieldbus. Для каждого ФБ запланировано точное время его

298

Таким образом, функционально законченный контур регулирования может быть построен с использованием одного датчика и одного клапана (рис. 6.16).

Рис. 6.16. Функциональные блоки в контуре регулирования

Блоки преобразователей (Transducer Blocks) освобождают ФБ от выполнения функций локального ввода-вывода, необходимых для чтения сигналов от сенсоров и управления исполнительными устройствами. В блоках преобразователей содержится такая информация, как дата калибровки и тип сенсора. Обычно имеется по одному блоку преобразователя для каждого ФБ ввода или вывода. На прикладном уровне определены следующие дополнительные объекты:

♦объекты «Связь» (Link) определяют связи между входами и выходами ФБ внутри устройства и через полевую шину Fieldbus;

♦объекты «Тренд» (Trend) позволяют осуществлять локальное накопление параметров ФБ для последующей передачи на верхний уровень управления или другим устройствам;

300