PROFIBUS-FMS特性与规范介绍

1.PROFIBUS-FMS特性

PROFIBUS-FMS（Field Message Specification）主要是用来解决车间级通用性通信任务，FMS提供一个MMS（Manufacturing Message Specification，ISO 9506）功能子集，可用于大范围和复杂的通信。总线周期一般小于100ms。FMS提供大量的通信服务，用来完成以中等传送速度的数据循环交换，应用中通常要求随机的信息交换（如改变设定参数等）。强有力的FMS服务向人们提供了广泛的应用范围和更大的灵活性，可用于大范围和复杂的通信系统。

PROFIBUS-FMS是现场级和单元级通信的通用解决方案，主要解决单元级主站之间（PLC和PC）的互相通信，因此高级功能比快速性系统反应时间更重要。FMS使用了ISO/OSI参考模型的第1、2、7层，第1、2层与PROFIBUS-DP兼容，PROFIBUS-DP和PROFI-BUS-FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而这两套系统可在同一电缆上同时操作。第7层包括了应用协议并向用户提供了广泛的通信服务功能。

此部分完成控制器与现场器件之间的通信及控制器之间的信息交换。它提供了大量的通信服务，如现场信息传送、数据库处理、参数设定、下载程序、从机控制和报警等，适用完成以中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通信任务。由于它是用来完成控制器与智能现场设备之间的通信以及控制器间的信息交换，因此它主要考虑系统的功能，而不是系统的响应时间。FMS提供的通信服务应用灵活，可用于大范围和复杂的通信系统。PROFI-BUS-FMS使用RS-485时，其通信速率为9.6～500kbit/s，距离1.6～4.8km，最多可接122个节点，使用FSK（频移链控）时，最多32个节点，距离可达5km，介质可为双绞线或光缆。PROFIBUS-PMS用于一般工厂自动化系统的车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。PROFIBUS-FMS主要应用区域有大数量的数据传输，例如程序、数据块等，是将若干个分散过程部分集成到一个公共过程中。

2.智能站间的通信

PROFIBUS-FMS主要用于车间（或单元）级的通信，它的通信是面向对象的。由于这一级处在工厂自动化系统的中间层，起承上启下的作用，因此在这一级高性能的功能要求远比系统的快速反应更为重要。FMS除解决智能现场设备（如PLC、PC、MMI等）之间的通信任务外，还提供了大量的、强有力的管理和服务功能，以适应各种应用需要。它也用于大范围和复杂的通信系统。

PROFIBUS-FMS的设计旨在解决车间监控级通信，PROFIBUS-FMS对第1层、第2层和第7层（应用层）均加以定义。其中应用层包括了现场总线信息规格和低层接口（Lower Layer Interface，LLI）。FMS向用户提供了广泛的通信服务功能，LLI则向FMS提供了不依赖设备访问第2层（现场总线数据链路层）的能力，第2层主要完成总线访问控制和保持数据的可靠性。在这一层的PLC之间需要比现场层更大的数据传送，但通信的实时性要求低于现场层。应用层提供了供用户使用的通信服务，这些服务包括访问变量、程序传递、事件控制等。PROFIBUS-FMS应用层包括下列两部分：

1）现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification，FMS）描述了通信对象和应用服务。

2）低层接口（Lower Layer Interface，LLI）为FMS服务到第2层的接口。

（1）通信模型

PROFIBUS-FMS利用通信关系将分散的应用过程统一到一个共用的过程中，在应用过程中，可用来通信的那部分现场设备称为虚拟现场设备（Virtual Field Device，VFD）。在实际现场设备与VFD之间设立一个通信关系表，VFD的中部分变量能通过两个通信关系来读写。通信关系表是VFD通信变量的集合，如零件数、故障率、停机时间等。VFD通过通信关系表完成对实际现场设备的通信。

（2）通信对象和对象字典

FMS面向对象通信，它确认简单变量、数组、记录域和事件这5种静态通信对象，还确认：程序调用和变量表这两种动态通信对象。(www.xing528.com)

每个FMS设备的所有通信对象都填入对象字典OD（Object Dictionary）。对简单设备OD可以定义，对复杂设备OD可以本地或远程通过组态加到设备中去。静态通信对象进入静态对象字典，动态通信对象进入动态通信字典。每个对象均有一个唯一的索引，为避免非授权存取，每个通信对象可选用存取保护。

（3）PROFIBUS-FMS服务

FMS服务项目是ISO 9506制造信息规范（Manufacturing Message Specification，MMS）服务项目的子集。这些服务项目在现场总线应用中已被优化，而且还增加了通信对象的功能管理和网络管理。PROFIBUS-FMS提供了大量的管理和服务，满足了不同设备对通信提出的广泛需求，服务项目的选用取决于特定的应用，具体的应用领域在FMS行规中规定，FMS服务分为上、下关系管理，区域管理，OD管理，变量存取服务，事件管理，VFD支持服务，程序调用管理。

（4）低层接口（LLI）

第七层到第二层服务的映射由LLI来解决，其主要任务包括数据流控制和连接监视。用户通过称之为通信关系的逻辑通道与其他应用过程进行通信。LLI提供了各种类型的通信关系。FMS设备的全部通信关系都列入信息关系表（Communication Relationship List，CRL）。每个通信关系通过通信索引（CREF）来查找，CRL中包含了CREF和第二层及LLI地址的关系。

（5）网络管理

FMS还提供网络管理功能，由现场总线管理层7（Fieldbus Management Layer7，FMA7）完成。其主要功能有上、下关系管理、配置管理、故障管理等。

（6）PROFIBUS-FMS行规

FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍应用。在不同的应用中，具体需要的功能范围必须与具体应用要求相适应。设备的功能必须结合应用来定义，这些适应性定义称之为行规。行规提供了设备的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通信功能。FMS对行规做了如下规定（括号中的数字是文件编号）：

1）控制间的通信（3.002）。

2）楼宇自动化（3.011）。

3）低压开关设备（3.032）。