分类： IT职场
2008-04-19 11:05:13
I/AS的通讯结构是一个多层次的通讯网络，可分四个层次，即宽带局域网，载波带局域网，节点总线和现场总线。但其核心是节点总线。I/AS的节点总线遵循IEEE 802.3协议，使用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)。通讯速率为10Mbit/sec。它被Foxboro选用是因为它是在节点这一层用于实时过程应用的最有效的局域网技术。但是，由于Foxboro公司对它进行了重要的改造增强了功能，因此节点总线与典型的非保护的以太网通讯总线并不等同。首先，节点总线是带有两条独立路径的容错结构。其次，因为该容错总线用于实时过程控制网络，Foxboro特别考虑了总线如何被访问，总线可带的设备数，对总线诊断的系统管理功能，以及对总线上的站的管理。
I/AS中的一个节点允许的站数为64，此限制是基于Network Fault Detection(NFD)和System Management Display Handler(SMDH)，即在系统监视器中可观察到的唯一的站的Letterbug数量为64个。一对容错处理机作为一个站，节点总线扩展组件不作为站。另一方面，基于总线上的阻抗负荷，一个节点中的每段最多允许的物理组件数为32个，所有容错或冗余对计算为2个组件，节点总线扩展组件对也计算为2个组件，其它组件计算为1个。一个节点最多三段。
Foxboro设计I/AS节点总线上的负荷在高峰通讯期间不超过15%。而节点总线上的在高峰通讯期间的实际负荷要小得多。测试表明，节点总线上99.9999%的报文可在7ms中被访问，很少有28ms的重发。一个典型系统一般仅用到总线带宽的3%。
以下是Foxboro曾经做过的对节点总线负荷的两个测试例子和结果：
节点总线负荷测试例子1。
在一个多国炼油公司对各个厂商的DCS进行测试，只有三家公司的控制系统通过该测试，而Foxboro I/AS系统测试结果最好，余量最大。
测试的节点包括32个站，并运行一个仿真程序，复制有多个报警产生和操作员响应报警的额外动作，使节点总线上通讯量最大的工厂非正常状态。通讯用LAN分析器监视，计算结果为节点总线负荷仅为可用带宽的3%。未发现系统响应速度变慢。
节点总线负荷测试例子2。
测试利用Foxboro系统工程部试验室的带有10个节点的系统，该系统包括所有类型的I/A处理机，现场总线组件和外设，尽可能模仿真实的工厂条件。
测试设置：
天同时打开7幅屏幕,每幅屏幕204个更新点，使每秒改变和更新1428个点；AP1和AP2上历史库各有500点，AP3上历史库有400点；每隔60秒产生150个报警信息，并用一幅屏幕显示。
测试结果：
节点总线上的负荷为1.98%。
节点总线负荷测试例子3。
用snoop在某电厂现场测试I/AS节点总线负荷。
系统配置：
CP40BFTx14，AW51Dx2，WP51Dx4，MG30Ax2，COMM10x1。(未分段)
测试结果：
节点总线上的负荷为4.6%。
I/AS节点总线负荷之所以很小，是因为用以下方法减少了I/AS通讯网络上的流量：
用例外报告而不是用数据扫描访问。即数据只有在需要时，或数据值超出预先设定的死区时才在网络上传送。例如，只有当前被操作员或工程师调出的在屏幕上显示的数据更新才在网络上传送，所有当前未被观察的其它过程显示画面不需要数据传输。同时，I/A为更好地在站间进行数据传输，自动安排点到点的连接。这些特性改善了节点总线的性能。
I/AS系统中的全局实时数据库驻留在控制和集成处理机中，在每个控制和集成处理机中的对象管理器，把要被送到指定站的例外报告打包到一个数据包中。操作站处理机不包含数据库，显示画面所需的数据作为对象表内嵌在显示图形文件中。任何站，例如操作站处理机想看到这些数据，则用向驻留在该控制处理机中的对象管理器发送一个所需对象的表来建立一个对该控制处理机的临时连接。控制处理器用如下方法响应请求：一开始，送出所有被请求的数据，之后，仅当数据改变并超过死区时，才发送更新数据。当操作站处理机显示画面被关闭时，到控制或集成处理机的连接被关闭，该显示画面有关的对象管理器表同时被关闭。
在I/AS节点总线中传送的数据被打包成IEEE 802.3的信息包格式，即七个字节的前导码，一个字节的帧开始定界符，六个字节的目的地址，六个字节的源地址，两个字节的数据长度，不同长度的数据以及四个字节的帧校验序列(CRC)。根据Foxboro对I/AS节点总线的设计，典型的I/AS系统的信息包的长度为100 bytes，或1000 bits。节点总线的传输速率为10 Mbits/Sec，则传输一个典型信息包占用的网络时间为100微秒。也即传输100个信息包仅占用网络带宽的1%。这样，在测得一段时间内在节点总线上传输的数据包总数或字节总数后，即可计算出在这段时间内的节点总线的平均负荷。
