现场总线HSE的标准与应用技术

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：现场总线基金会于1998年，开始起草HSE，2003年3月，完成了HSE的第一版标准。图1-25 HSE协议的体系结构HSE的物理层、数据链路层采用了100Mbit/s标准。DHCP的目的就是在一个HSE系统里为现场设备动态地分配IP地址。SNTP主要用来监控HSE现场设备的物理层、数据链路层、网络层、传输层的运行情况。HSE NMA负责管理HSE设备中的通信栈。3）由HSE连接设备连接H1网段和HSE网段。

现场总线基金会于1998年，开始起草HSE，2003年3月，完成了HSE的第一版标准。HSE主要利用现有商用的以太网技术和TCP/IP协议族，通过错时调度以太网数据，达到工业现场监控任务的要求。

1.HSE协议的体系结构

HSE的协议体系结构如图1-25所示。

图1-25 HSE协议的体系结构

HSE的物理层、数据链路层采用了100Mbit/s标准。网络层和传输层则充分利用现有的IP协议和TCP、UDP协议。当对实时要求非常高时，通常采用UDP来承载测量数据；对非实时的数据，则可以采用TCP协议。在应用层，HSE也引入了目前现有的DHCP（地址分配协议）、SNTP（系统时钟同步协议）和SNMP，但为了和FMS兼容，还特意设计现场设备访问（Field Device Access，FDA）层，负责如何使用UDP或TCP协议传输系统（SM）和FMS服务。DHCP的目的就是在一个HSE系统里为现场设备动态地分配IP地址。显然，HSE系统设备要想协调一起工作，那么各网络设备保持一个时间基准的同步是十分重要的，这个工作就由SNTP来完成。SNTP主要用来监控HSE现场设备的物理层、数据链路层、网络层、传输层的运行情况。位于FDA和用户层之间的是FMS，它主要是定义通信的服务和信息格式。功能块应用进程主要是通过FMS服务来实现对网络设备的访问。

用户层主要包含系统管理、网络管理、功能块应用进程，以及与H1网络的桥接接口。系统管理功能主要通过系统管理内核（SMK）和它的服务来完成设备，SM用到的数据组被称为系统管理信息库（SMIB）。网络上可见的SMK管理的数据被整理到设备NMA VFD的对象字典中。网络管理也共享这个对象字典。网络管理允许网络管理者（HSE NMgr）通过使用与他们相关的网络管理代理（HSE NMA）在HSE网络上执行管理操作。HSE NMA负责管理HSE设备中的通信栈。HSE NMA充当了FMS VFD的角色，HSE NMgr使用FMS服务访问HSE NMA内部的对象。

2.HSE的网络拓扑结构(www.chuimin.cn)

FF支持以下拓扑结构：

1）一个或多个H1网段。H1现场总线可由一个或多个H1网段经H1桥互连而成。物理设备之间的通信由H1物理层和数据链路层提供。

现场总线HSE的标准与应用技术

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