工业控制网络课件

1、工业控制网络PPT课件工业控制网络（5）2013（春）工业控制网络PPT课件四、报文传送及其帧类型4种帧类型： 数据帧(Data Frame)：携带数据由发送器至接收器； 远程帧(Remote Frame)：通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧； 错误帧(Error Frame)：由检测到总线错误的任何单元发送； 超载帧(Overload Frame)：用于提供当前的和后续的数据帧或远程帧之间的附加延迟。 工业控制网络PPT课件1.数据帧数据帧由7个不同的位场(Bit Field)组成： 帧起始(Start of Frame) 仲裁场(Arbitration Field) 控制场

2、(Control Field) 数据场(Data Field) CRC场(CRC Field) 应答场(ACK Field) 帧结束(End of Field)工业控制网络PPT课件（1）帧起始标志数据帧和远程帧的起始，它仅由一个“显性”位构成。所有站必须都同步于首先开始发送的那个站的帧起始前沿。 （2）仲裁场由标识符和远程发送请求（RTR）位组成。 帧间空间 帧间空间 数据帧 或超载帧 帧起始 仲裁场 控制场 数据场 CRC 场 帧结束 ACK 场 工业控制网络PPT课件 S O F R T R I D E r 0 DLC 11 位标识符 仲裁场 控制场 数据场 标准格式 扩展格式 S O

3、F I D E R T R r 1 r 0 DLC S R R 11 位标识符 18 位标识符 仲裁场 控制场 数据场 帧间空间 控制场 帧起始 仲裁场 标识符 RTR 位 工业控制网络PPT课件（3）控制场由6位组成，包括两个用于将来扩展的保留位和4位数据长度码。 仲裁场 控制场 （标准格式和扩展格式） 保留位 数据长度码 数据场或 IDE/r1 r0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 CRC 场 仲裁场 控制场 数据场或 r1 r0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 CRC 场 保留位 数据长度码 工业控制网络PPT课件（4）数据场由数据帧中被发送的数据组成，它可包括0至8个字

4、节，每个字节包括8位，其中首先发送最高有效位。（5）CRC场包括CRC序列，后随CRC界定符。 数据场或 ACK 场 CRC 场 控制场 CRC 序列 CRC 界定符 工业控制网络PPT课件（6）应答场为两位长度，包括应答间隙和应答界定符。 （7）帧结束每个数据帧和远程帧均是由7个“隐性”位组成的标志序列界定的。 CRC 场 帧结束 ACK 场 ACK 间隙 ACK 界定符 工业控制网络PPT课件2.远程帧一个作为某个确定数据接收器的站，可以通过发送一个远程帧，激活一个源节点发送其数据。远程帧由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。 帧间空间 远程帧 帧间空间或

5、 仲裁场 控制场 帧结束 CRC 场 ACK 场2 帧起始 超载帧 工业控制网络PPT课件区分4种不同类型的帧：a.标准格式数据帧；b.标准格式远程帧；c.扩展格式数据帧；d.扩展格式远程帧。对于a，11位标识符后是2个显性位：仲裁场的RTR位和控制场的r1位；对于b，11位标识符后是一个隐性位和一个显性位：仲裁场的RTR位和控制场的r1位。据此可将a与b分开。对于c、d，11位标识符后为两个隐性位：仲裁场的SRR位和IDE位。据此可将c、d与a、b分开。而c、d之间可由扩展ID后的RTR位分开：c中RTR位为显性位，d中RTR位为隐性位。工业控制网络PPT课件3.错误帧错误帧由两个不同场组成

6、，第一个场由来自各站的错误标志(Error Flag)叠加得到，后随的第二个场是错误界定符(Error Delimiter)。错误界定符包括个“隐性”位。错误标志发送后，每个站都送出“隐性”位并监视总线，直至检测到一个“隐性”位。此后，开始发送剩余的个“隐性”位。 工业控制网络PPT课件错误标志具有两种形式：一种是激活错误标志(Active Error Flag)，另一种是认可错误标志（Passive Error Flag）。激活错误标志由6个连续的“显性”位组成，而认可错误标志由6个连续的“隐性”位组成，除非它被来自其它节点的“显性”位改写。 错误帧 数据帧 帧间空间或 错误标志 超载帧 错

7、误标志叠加 错误 界定符 工业控制网络PPT课件一个检测到错误状态的“错误激活”站通过发送一个激活错误标志来标注该错误。这一错误标志形式违背适用于由帧起始至CRC 界定符的所有场的位填充规则，或者破坏了应答场或帧结束场的固定形式。因而，所有其它站将检测到错误状态，并且由它们的部件开始发送错误标志。 工业控制网络PPT课件这样，在总线上实际被监视到的“显性”位序列是由各个单独站发送的不同错误标志叠加而形成的。该序列的总长度在最小值6位和最大值12位之间变化。一个检测到错误状态的“错误认可”站通过发送一个认可错误标志来试图标注该错误。该“错误认可”站以认可错误标志的开始为起点等待个相同极性的连续位

8、。当检测到个相同位后，认可错误标志即告完成。 工业控制网络PPT课件4.超载帧超载帧包括两个位场：超载标志和超载界定符。存在两种导致发送超载标志的超载条件：一个是接收器的内部条件，接收器要求下一个数据帧或远程帧的延迟；另一个是在间歇场检测到“显性”位。 超载帧 帧结束或 帧间空间或 超载标志 超载帧 超载标志叠加 超载 界定符 错误界定符或 超载界定符 工业控制网络PPT课件由前一个超载条件引起的超载帧起点，仅允许在期望间歇场的第一位时间开始，而由后一个超载条件引起的超载帧在检测到“显性”位后开始发送第一位。最多可产生个超载帧用于延迟下一个数据帧或远程帧。超载标志(Overload Flage

9、)由个“显性”位组成。全部形式对应于激活错误标志形式。超载标志形式破坏了间歇场的固定形式。因而，所有其它站都将检测到一个超载条件，并且由它们的部件开始发送超载标志。 工业控制网络PPT课件超载界定符(Overload Delimiter)由个“隐性”位组成。超载界定符与错误界定符具有相同的形式。发送超载标志后，站监视总线直至检测到由“显性”到“隐性”位的发送。在此时刻，总线上的每个站均完成送出其超载标志，并且所有站一致地开始发送剩余的个“隐性”位。 工业控制网络PPT课件5.帧间空间数据帧和远程帧与其前面的帧（不管它们是何种帧：数据帧、远程帧、错误帧或超载帧）均以称为帧间空间的位场分隔开。相反

10、，在超载帧和错误帧前面没有帧间空间，并且多个超载帧也不被帧间空间分隔。帧间空间包括：间歇场总线空闲场暂停发送场工业控制网络PPT课件间歇场(Intermission Field)由3个“隐性”位组成。间歇场期间，不允许任何站启动发送数据帧或远程帧。唯一的作用是标注超载条件。总线空闲场(Bus Idle Field)持续时间可为任意长度。此时，总线是开放的，因而任何需要发送的站均可访问总线。在其它报文发送期间，待发送的报文，在间歇场后的第一位开始发送。检测到总线上的一个“显性”位将被理解为帧起始。 工业控制网络PPT课件暂停发送场(Suspend Transmission Field)：“错误认

11、可”站发完一个报文后，在开始下一次报文发送或认可总线空闲之前，它紧随间歇场后送出8个“隐性”位。如果在此期间其它站开始一次发送，该站将变为报文接收器。 工业控制网络PPT课件五、错误类型1.位错误(Bit Error)向总线送出一位的某个单元同时也在监视总线。当监视到的总线位数值与送出的位数值不同时，则在该位时刻检出一个位错误。例外：位填充期间、应答期间、认可错误标志。2.填充错误(Stuff Error)在应使用位填充方法进行编码的报文中，出现了第6个连续相同的位电平时，将检出一个填充错误。工业控制网络PPT课件3.CRC错误(CRC Error)CRC序列是由发送器完成的CRC计算结果组成

12、的。接收器以与发送器相同的方法计算CRC。如果计算结果与接收到的CRC序列不相同，则检出一个CRC错误。4.形式错误(Form Error)当固定形式的位场中出现一个或更多非法位时，则检出一个形式错误。5.应答错误(Acknowledgement Error)在应答间隙期间，发送器未检测到“显性”位，则由它检出一个应答错误。工业控制网络PPT课件六、错误界定.节点的三种状态：错误激活错误认可总线脱离。2.总线单元中的两种计数：（1）发送错误计数（2）接收错误计数工业控制网络PPT课件工业控制网络PPT课件3.计数规则 ：接收器检出错误时，接收错误计数加1。接收器在送出错误标志后的第一位检出一个

13、“显性”位时，接收错误计数加8。发送器送出一个错误标志时，发送错误计数加8。如果发送器送出一个激活错误标志或超载标志时，发送器检测到位错误，则发送错误计数加8 。如果接收器送出一个激活错误标志或超载标志时，接收器检测到位错误，则接收错误计数加8。 工业控制网络PPT课件在送出激活错误标志、认可错误标志或超载标志后，任何节点都容许多至7个连续的“显性”位。在检测到第14个连续的“显性”位后，或紧随认可错误标志检测到第8个连续的“显性”位后，以及附加的8个连续的“显性”位的每个序列后，每个发送器的发送错误计数都加8，并且每个接收器的接收错误计数也都加8。 工业控制网络PPT课件报文成功发送后，则发

14、送错误计数减1，除非它已经为0。报文成功接收后，则接收错误计数减1，如果它处于1和127之间。若接收错误计数为0，则仍保留0，而若它大于127，它将其置为119和127之间的某个数值。发送错误计数等于或大于128或接收错误计数等于或大于128时，节点为“错误认可”。导致节点变为“错误认可”的错误状态使节点送出一个激活错误标志。发送错误计数大于或等于256时，节点为“总线脱离”。 工业控制网络PPT课件发送错误计数和接收错误计数两者均小于或等于127时，“错误认可”节点再次变为“错误激活”节点。在检测到总线上11个连续的“隐性”位发生128次后，“总线脱离”节点将变为其两个错误计数器均置为0的“错误激活”节点（不再是“总线脱离”）。当错误计数值大于96时，说明总线被严重干