5.4.1. Прикладной Уровень (7)

Прикладной пользовательский сервис обеспечивается Уровнем 7 эталонной модели ISO/OSI. Благодаря этому сервису возможен эффективный и расширяемый обмен данными между прикладными процессами. Прикладной Уровень протокола PROFIBUS-FMS определяется в стандарте DIN 19245, Часть 2 и состоит из Спецификации Сообщений Fieldbus - FMS (Fieldbus Message Specification) и Интерфейса Нижнего Уровня – LLI (Lower Layer Interface).

В спецификации FMS описываются объекты взаимодействия, прикладной сервис и результирующие модели с точки зрения взаимодействующего партнера. Интерфейс LLI служит для адаптации прикладных функций к разным характеристикам Уровня 2.

5.4.2. Коммуникационная модель

Прикладной процесс – это все программы, ресурсы и задачи, которые не относятся к взаимодействующему с ним Уровню. Коммуникационная модель PROFIBUS с помощью коммуникационных связей позволяет объединить распределенные прикладные процессы в один общий процесс. Та часть прикладного процесса field-устройства, которая осуществляет взаимодействия, называется Виртуальным Field-Устройством – VFD (Virtual Field Device). Все объекты реального устройства, с которыми возможно взаимодействие (переменные, программы, диапазоны информации), называются объектами коммуникации. Они являются частью VFD (рис. 5.6). Отображение функций VFD на реальное устройство обеспечивается в коммуникационной модели PROFIBUS Интерфейсом Прикладного Уровня – ALI (Application Layer Interface). На рис. 6 показана связь между реальным field-устройством и VFD. В этом примере через две коммуникационных связи могут считываться или записываться только переменные "давление", "уровень заполнения" и "температура".

5.4.3. Объекты коммуникации

Все объекты коммуникации в PROFlBUS-станции вводятся в локальный Словарь Объектов этой станции – OD (object dictionary). Для сложных устройств OD конфигурируется и локально или удаленно загружается в устройство. OD содержит описание, структуру и тип данных. Он содержит также внутренние адреса объектов коммуникации устройства и их представление на шине (индекс/имя). OD состоит из:

Заголовка (содержит информацию о структуре данного OD).

Списка Статических Типов (содержит список поддерживаемых типов статических данных).

Словаря Статических Объектов (содержит все статические объекты коммуникации).

Динамического Списка Списков Переменных (содержит действующий список всех списков известных переменных).

Динамического Списка Программ (содержит список всех известных программ).

Рис. 5.6 Виртуальное Field-устройство с объектным словарем

Специальные части OD реализуются только в случае, если данное устройство поддерживает соответствующие функции.

Статические объекты коммуникации должны определяться в статическом Словаре Объектов (OD). Они могут определяться заранее производителем данного устройства или во время конфигурирования системы с описываемой шиной. Статические объекты коммуникации используются, в основном, в field-области.

Динамические объекты коммуникации вводятся в динамическую часть OD. Они могут предопределяться во время конфигурирования или динамически определяться, удаляться или изменяться прикладными службами во время работы.

PROFIBUS поддерживает следующие объекты коммуникации:

– вызов Программы;

– список Переменных (последовательность простых переменных, массивов или записей).

Для адресования объектов коммуникации предпочтителен метод логической адресации. Доступ к ним осуществляется с помощью короткого адреса, называемого индексом. Индекс представляет собой шестнадцатеричное число без знака.

При этом возможна эффективная передача сообщений и минимизируются накладные расходы протокола. В OD индекс определяется для каждого объекта коммуникации. Все объекты PROFIBUS должны поддерживать метод логической адресации.

Кроме того, для специальных приложений PROFIBUS-FMS позволяет другие варианты методов адресации:

Адресация по имени. (Через шину передается символическое имя объектов связи.)

Физическая адресация. (Доступ к любой ячейке физической памяти в field-устройствах можно получать с помощью служебных функций PhysRead и PhysWrite).

Для каждого объекта коммуникации есть возможность установить защиту от несанкционированного доступа. Доступ к объекту или определенной группе устройств возможен только через пароль. Пароль и группа устройств могут задаваться индивидуально для каждого объекта в OD. Кроме того, по определению в OD можно ограничивать объем прав сервиса на доступ к объекту (например, разрешается доступ только на чтение).

Рис. 5.7 Сводка прикладных сервисных функций PROFIBUS