專利名稱：一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種WorldFIP分布式智能控制 網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、分布式智能網(wǎng)絡(luò)在過(guò)程控制領(lǐng)域中得到了曰益廣泛的應(yīng)用。隨著被控過(guò)程的不斷復(fù)雜化和容量的不斷擴(kuò)大，對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性有了更高的、更苛刻的要求。絕大部分現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)無(wú)冗 余這一事實(shí)成為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用中限制控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)可靠性提高的主要障礙。WorldFIP (World Factory Instrumentation Protocol)是國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一，是一種面向工業(yè)控制的現(xiàn)場(chǎng)總線，其獨(dú)特的雙總線冗余體系是其他類型的現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)法比擬的，具有前瞻性和歷史性的意義，使其非常適用于高可靠性過(guò)程控制領(lǐng)域，也為上述問(wèn)題提供了理想的解決方案，在過(guò)程控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用。WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在中國(guó)嶺奧核電廠、軍糧城電廠等電站控制系統(tǒng)中都得到了非常成功的應(yīng)用，顯現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)。目前，國(guó)際上基于WorldFIP技術(shù)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品和系統(tǒng)在層次上仍處于控制級(jí)以上，還未實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)的全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)?；诂F(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信，功能塊和功能塊應(yīng)用是分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式過(guò)程控制的一種最重要的方式，是分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的核心問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng) 絡(luò)的調(diào)度方法，用以實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)的全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)。該方法 以功能塊應(yīng)用模型為基礎(chǔ)，功能塊應(yīng)用模型包括現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)分區(qū) 模型和網(wǎng)絡(luò)通信中的協(xié)議用戶層數(shù)據(jù)模型。本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述方法包括下列步驟步驟l:在控制系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行前，在鏈路調(diào)度器上建立對(duì)應(yīng)于各個(gè)基本 節(jié)點(diǎn)消費(fèi)變量的生產(chǎn)變量；步驟2:將強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD寫(xiě)入到所述生產(chǎn)變量中；步驟3:將變量交換的調(diào)度條目添加到總線調(diào)度表中；步驟4:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)以后，按照調(diào)度表規(guī)定的時(shí)序，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生各個(gè) 基本節(jié)點(diǎn)的變量交換；步驟5:基本節(jié)點(diǎn)在從消費(fèi)變量中收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行指令區(qū)指 針當(dāng)前指向的當(dāng)前指令，執(zhí)行完畢后指向下一條指令。所述基本節(jié)點(diǎn)包括功能塊，所述功能塊劃分成4個(gè)區(qū)，分別是指令區(qū)、 輸入端區(qū)、輸出端區(qū)、內(nèi)含參數(shù)區(qū)；其中，所述指令區(qū)用于存儲(chǔ)所有指令；所 述輸入端區(qū)用于存儲(chǔ)所有輸入端數(shù)據(jù)；所述輸出端區(qū)用于存儲(chǔ)所有輸出端數(shù) 據(jù)；所述內(nèi)含參數(shù)區(qū)用于存儲(chǔ)所有內(nèi)含參數(shù)。所述指令包括功能塊指令，其結(jié)構(gòu)中包含5個(gè)字段，分別是指令標(biāo)志、功 能塊類型、功能塊輸入端數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值、功能塊輸 出端數(shù)據(jù)在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值和功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能 塊內(nèi)含參數(shù)區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量。所述指令包括連接指令，其結(jié)構(gòu)中包含4個(gè)字段，分別是連接指令標(biāo)志、 起點(diǎn)功能塊在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值、終點(diǎn)功能塊所在的基本節(jié)點(diǎn)的地址和終點(diǎn)功能塊在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值。所述輸入端區(qū)和輸出端區(qū)都使用4個(gè)字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。 所述內(nèi)含參數(shù)使用字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，多個(gè)參數(shù)之間相鄰排列，以偏移量和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)識(shí)別各個(gè)參數(shù)。所述功能塊指令和連接指令在指令區(qū)內(nèi)是等量混合存儲(chǔ)的。 所述當(dāng)前指令為功能塊指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟 步驟51:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊指令中該功能塊輸入端數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，從輸入端區(qū)中取出所有輸入端數(shù)據(jù)；步驟52:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊指令中該功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊內(nèi)含參數(shù)區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量，從內(nèi)含參數(shù)區(qū)取出的內(nèi)含參數(shù)；步驟53:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊算法，使用輸入端數(shù)據(jù)和內(nèi)含參數(shù)計(jì)算得到輸出端數(shù)據(jù)；步驟54:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊輸出端數(shù)據(jù)在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引 值，將輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到功能塊輸出端區(qū)中；步驟55:將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一 條指令。所述當(dāng)前指令為本地連接指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟步驟51，在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。步驟52':根據(jù)終點(diǎn)功能塊在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，將起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)復(fù)制到終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)中；步驟53':將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一條指令。所述當(dāng)前指令為遠(yuǎn)程連接指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟步驟51":在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn)輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)；步驟52":將起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到一個(gè)報(bào)文中，并打 包成報(bào)文幀；步驟53":將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下 一條指令；步驟54":網(wǎng)絡(luò)調(diào)度節(jié)點(diǎn)向起點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文問(wèn)詢幀； 步驟55":起點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)將報(bào)文幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上； 步驟56":終點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文幀后，將報(bào)文幀拆包，讀取 報(bào)文幀中的報(bào)文，然后按報(bào)文中指明的終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)索引，將float型數(shù) 據(jù)寫(xiě)入到終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)中。所述報(bào)文幀中報(bào)文的格式包括三個(gè)字段，分別是分別是目的識(shí)別碼、 輸入端索引和float型數(shù)據(jù)；其中，目的識(shí)別碼占用l個(gè)字節(jié)，輸入端索引占用 2個(gè)字節(jié)，float型數(shù)據(jù)占用4個(gè)字節(jié)；輸入端索引字段用于存儲(chǔ)遠(yuǎn)程連接的終 點(diǎn)功能塊在其基本結(jié)點(diǎn)的輸入端索引；float型數(shù)據(jù)采用浮點(diǎn)類型的數(shù)據(jù)格 式，用于存儲(chǔ)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn)的輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。 所述報(bào)文幀采用的是目的地址尋址的方式。本發(fā)明的效果在于，通過(guò)本發(fā)明提出一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò) 的調(diào)度方法，有效地解決了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能控制網(wǎng)絡(luò)中基于功能塊和功能塊應(yīng)用進(jìn) 程的全分布式智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高可靠性的實(shí)時(shí)全分布式 智能控制。


圖l是基于強(qiáng)制數(shù)據(jù)的基本節(jié)點(diǎn)"被動(dòng)式"調(diào)度示意圖； 圖2是基本節(jié)點(diǎn)中的功能塊指令結(jié)構(gòu)圖； 圖3是基本節(jié)點(diǎn)中的連接指令結(jié)構(gòu)圖；圖4是基本節(jié)點(diǎn)功能塊分區(qū)結(jié)構(gòu)圖；圖5是單任務(wù)功能模塊本地連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為單任務(wù)功 能模塊本地連接示意圖，(b)為單任務(wù)功能模塊本地連接調(diào)度示意圖； 圖6是WorldFIP報(bào)文幀格式； 圖7是WorldFIP通信協(xié)議中的用戶層數(shù)據(jù)模型；圖8是單任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為單任務(wù)功 能模塊遠(yuǎn)程連接示意圖，(b)為單任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接調(diào)度示意圖；圖9是多任務(wù)功能模塊本地連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為多任務(wù)功 能模塊本地連接示意圖，(b)為多任務(wù)功能模塊本地連接調(diào)度示意圖；圖IO是多任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為多任務(wù)功 能模塊遠(yuǎn)程連接示意圖，(b)為多任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接調(diào)度示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅 僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。在本發(fā)明所設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)程調(diào)度算法中，借鑒了 FF現(xiàn)場(chǎng)總線功能塊進(jìn) 程調(diào)度算法，考慮到WorldFIP與FF現(xiàn)場(chǎng)總線在通信模型上的差異，采用 完全"被動(dòng)式"的執(zhí)行模式，區(qū)別于FF現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)程連接被動(dòng)式和本地連 接主動(dòng)式的調(diào)度算法。在該模式下，從鏈路調(diào)度器到基本節(jié)點(diǎn)間，只有強(qiáng) 制數(shù)據(jù)CD在傳遞，該CD數(shù)據(jù)可定義為一常值，基本節(jié)點(diǎn)的指令執(zhí)行是全 部受鏈路調(diào)度器調(diào)度的，只有在收到來(lái)自鏈路調(diào)度器的強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后才能 執(zhí)行由指令指針指示的當(dāng)前指令，在執(zhí)行完當(dāng)前指令后等待再次被調(diào)度； 而在各個(gè)基本節(jié)點(diǎn)間傳遞的數(shù)據(jù)則是功能塊應(yīng)用進(jìn)程內(nèi)各個(gè)功能塊間遠(yuǎn)程 或本地需交換的數(shù)據(jù)，不為常值。功能塊執(zhí)行是可重復(fù)的，每次重復(fù)為一 個(gè)宏周期，基本智能節(jié)點(diǎn)內(nèi)的任何控制指令的執(zhí)行都在宏周期內(nèi)完全受調(diào)度的。
這種基于強(qiáng)制數(shù)據(jù)的"被動(dòng)式"調(diào)度，其算法可描述為 網(wǎng)絡(luò)鏈路調(diào)度器在調(diào)度表確定的時(shí)間點(diǎn)上以周期性變量交換的方式向
基本智能節(jié)點(diǎn)發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD，基本節(jié)點(diǎn)收到該CD后，執(zhí)行當(dāng)前指令。
具體實(shí)現(xiàn)為-
步驟l:在控制系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行前，在鏈路調(diào)度器上建立對(duì)應(yīng)于各個(gè)基本 節(jié)點(diǎn)消費(fèi)變量的生產(chǎn)變量。
圖1是基于強(qiáng)制數(shù)據(jù)的基本節(jié)點(diǎn)"被動(dòng)式"調(diào)度示意圖。圖1中，基本
節(jié)點(diǎn)N1的一個(gè)消費(fèi)變量為0x0501，基本節(jié)點(diǎn)N2的一個(gè)消費(fèi)變量為0x0502， 則在鏈路調(diào)度器上建立兩個(gè)生產(chǎn)變量0x0501、 0x0502，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)基本 節(jié)點(diǎn)的消費(fèi)變量。
本發(fā)明中的基本節(jié)點(diǎn)，是一種現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)，包括功能塊。功能塊劃分成 4個(gè)區(qū)，分別是指令區(qū)、輸入端區(qū)、輸出端區(qū)、內(nèi)含參數(shù)區(qū)；其中，指令區(qū) 用于存儲(chǔ)所有指令；輸入端區(qū)用于存儲(chǔ)所有功能塊輸入端數(shù)據(jù)；輸出端區(qū)用于 存儲(chǔ)所有功能塊輸出端數(shù)據(jù)；內(nèi)含參數(shù)區(qū)用于存儲(chǔ)所有功能塊內(nèi)含參數(shù)。功能 塊輸入端區(qū)和功能塊輸出端區(qū)都使用4個(gè)字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
功能塊指令區(qū)存儲(chǔ)的指令包括功能塊指令，圖2是基本節(jié)點(diǎn)中的功能塊指 令結(jié)構(gòu)。圖2中，功能塊指令結(jié)構(gòu)包含5個(gè)字段，其意義分別是
flag:指令標(biāo)志；
FB—type:功能塊類型；
in—index:該功能塊輸入端數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值； outjndex:該功能塊輸出端數(shù)據(jù)在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值； offset:該功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊內(nèi)含參數(shù)區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量。
功能塊內(nèi)含參數(shù)使用字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，多個(gè)參數(shù)之間相鄰排列，以偏移
量和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)識(shí)別各個(gè)參數(shù)。功能塊指令區(qū)存儲(chǔ)的指令還包括連接指令，圖3是基本節(jié)點(diǎn)中的連接指令
結(jié)構(gòu)圖。圖3中，連接指令結(jié)構(gòu)包含4個(gè)字段，其意義分別是 flag:連接指令標(biāo)志；
outjndex:連接的起點(diǎn)功能塊在功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值； addr:連接的終點(diǎn)功能塊所在基本節(jié)點(diǎn)的地址； in—index:連接的終點(diǎn)功能塊在功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值。 功能塊指令和連接指令在功能塊指令區(qū)內(nèi)是等量混合存儲(chǔ)的。 圖4是基本節(jié)點(diǎn)功能塊分區(qū)結(jié)構(gòu)圖。圖4中，顯示了功能塊指令區(qū)41中 的一個(gè)功能塊指令存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。功能塊指令區(qū)41中存儲(chǔ)的一個(gè)功能塊指令結(jié)構(gòu) 中，第一位和第二位分別是指令標(biāo)志和功能塊類型。第三位存儲(chǔ)功能塊輸入端 數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，該索引值直接指向功能塊輸入端區(qū) 42的相應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(4個(gè)字節(jié))。第四位存儲(chǔ)功能塊輸出端數(shù)據(jù)在該功能塊 輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，該索引值直接指向功能塊輸出端區(qū)43的相應(yīng)數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)區(qū)(4個(gè)字節(jié))。第五位存儲(chǔ)功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊內(nèi)含參數(shù)區(qū)44 內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量。
步驟2:將強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD寫(xiě)入到存儲(chǔ)與總線仲裁設(shè)備中的上述生產(chǎn)變
步驟3:將變量交換的調(diào)度條目(對(duì)于本例為(0x0501,H^DAT)、 {0x0502,ID—DAT})添加到總線調(diào)度表中；
步驟4:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)以后，按照調(diào)度表規(guī)定的時(shí)序，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生各個(gè) 基本節(jié)點(diǎn)的變量交換；
步驟5:基本節(jié)點(diǎn)在從消費(fèi)變量中收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行指令區(qū)指 針當(dāng)前指向的當(dāng)前指令，執(zhí)行完畢后指向下一條指令。
所述步驟5通過(guò)基本結(jié)點(diǎn)中的功能塊實(shí)現(xiàn)。功能塊應(yīng)用分為單任務(wù)功能塊 應(yīng)用和多任務(wù)功能塊應(yīng)用。在單任務(wù)功能塊應(yīng)用中，整個(gè)應(yīng)用進(jìn)程僅包含一個(gè)從起點(diǎn)功能塊到終點(diǎn)功能塊的完整連接，在此稱為一個(gè)"功能塊應(yīng)用任務(wù)"， 無(wú)連接的功能塊不視為功能塊應(yīng)用任務(wù)；在多任務(wù)功能塊應(yīng)用中，整個(gè)應(yīng)用進(jìn) 程包含兩個(gè)以上的功能塊應(yīng)用任務(wù)，且各任務(wù)間具有并行性。完全"被動(dòng)式" 的執(zhí)行模式下的功能塊應(yīng)用進(jìn)程調(diào)度算法分為單任務(wù)功能塊應(yīng)用的調(diào)度和多 任務(wù)功能塊應(yīng)用的調(diào)度。任何類型功能塊應(yīng)用總是可以分解為如下四種實(shí)施例 或其組合。
實(shí)施例一
圖5是單任務(wù)功能模塊本地連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為單任務(wù)功
能模塊本地連接示意圖，(b)為單任務(wù)功能模塊本地連接調(diào)度示意圖。
圖5(a)中，Nl代表基本結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)BI和FB2分別代表基本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的起點(diǎn) 功能塊和終點(diǎn)功能塊，單任務(wù)功能模塊本地連接是指基本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的起點(diǎn)功 能塊和終點(diǎn)功能塊的連接。
圖5(b)中，CD(N1)代表向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD， FB1(N1)代 表執(zhí)行起點(diǎn)功能塊指令，LN(N1)代表執(zhí)行連接指令，F(xiàn)B2(N1)代表執(zhí)行終點(diǎn) 功能塊指令；橫軸代表調(diào)度時(shí)間，橫軸上的刻度代表時(shí)間單位， 一個(gè)時(shí)間單 位可以為5毫秒，也可以為10毫秒，這取決于總線調(diào)度設(shè)備。結(jié)合圖5(b)， 本發(fā)明步驟5具體通過(guò)下述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)
101:在調(diào)度時(shí)間開(kāi)始時(shí)刻(時(shí)間橫軸0點(diǎn)處)，總線網(wǎng)絡(luò)上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向 該基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送一個(gè)強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD，即CD(N1);
102:在調(diào)度時(shí)間第二個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸20點(diǎn)處)，基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制 數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前指令。當(dāng)前指令為功能塊指令，即FB1(N1)時(shí)，具體執(zhí) 行過(guò)程是
1021:基本節(jié)點(diǎn)N1按功能塊指令中的該功能塊輸入端在該功能塊輸入端 區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，從輸入端區(qū)中取出所有輸入端數(shù)據(jù)。1022:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊指令中的該功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊內(nèi)含參 數(shù)區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量，從內(nèi)含參數(shù)區(qū)取出的內(nèi)含參數(shù)。
1023:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊算法，使用輸入端數(shù)據(jù)和內(nèi)含參數(shù)計(jì)算得到輸出 端數(shù)據(jù)。
1024:基本節(jié)點(diǎn)按該功能塊輸出端在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，
將輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到功能塊輸出端區(qū)中。
1025:將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一條指令。
103:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸60點(diǎn)處)，F(xiàn)B1(N1)起點(diǎn)功能 塊指令執(zhí)行完畢，總線網(wǎng)絡(luò)再向該基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送一個(gè)強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
104:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸80點(diǎn)處)，基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng) 制數(shù)據(jù)CD后，開(kāi)始執(zhí)行新的當(dāng)前指令，即LN1(N1)。如果新的當(dāng)前指令是本 地連接指令，則其具體執(zhí)行過(guò)程是
1041:在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引
值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。
1042:將起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)復(fù)制到終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū) 中；將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的十—一條指令。
105:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸100點(diǎn)處)，連接指令LN1(N1) 已經(jīng)執(zhí)行完畢，此時(shí)鏈路調(diào)度再次向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD，驅(qū)使其執(zhí) 行下一指令。
106:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸100點(diǎn)處)到來(lái)時(shí)，基本節(jié)點(diǎn) Nl開(kāi)始執(zhí)行當(dāng)前指令，當(dāng)前指令又是一個(gè)功能塊指令，即FB2(N1)，其執(zhí)行過(guò) 程與FB1(N1)的執(zhí)行過(guò)程相同，可參見(jiàn)步驟1021-1025。
圖5中白色空心箭頭所示為非周期變量交換或報(bào)文通信的調(diào)度。實(shí)施例二
當(dāng)節(jié)點(diǎn)采用價(jià)格相對(duì)低廉的MiCH)FIP通信芯片時(shí)，各基本節(jié)點(diǎn)間的數(shù) 據(jù)交換無(wú)法通過(guò)周期性變量交換直接進(jìn)行，只能通過(guò)鏈路調(diào)度設(shè)備中轉(zhuǎn)， 造成通信效率的降低。在本發(fā)明中，為解決這個(gè)問(wèn)題，采用了節(jié)點(diǎn)間的周 期性報(bào)文交換方式，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包裝在報(bào)文幀中傳輸，即保證了數(shù)據(jù) 可在節(jié)點(diǎn)間直接交換又保證了通信的實(shí)時(shí)性。
WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)其參考模型也采用了 ISO/OSI參考模型七層中 的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，每層都遵循WorldFIP標(biāo)準(zhǔn)。
WorldFIP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是一種主從式的通信協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)上采用兩種數(shù) 據(jù)傳輸交換方式基于變量交換式的數(shù)據(jù)傳輸和基于物理尋址的報(bào)文式的 數(shù)據(jù)傳輸。在WorldFIP網(wǎng)絡(luò)上，使用如下類型的幀進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
基于變量交換的
ID—DAT:由總線仲裁器發(fā)出，用于啟動(dòng)一次基于變量交換的數(shù)據(jù)傳 輸過(guò)程；
RP—DAT:由從設(shè)備發(fā)出，用于響應(yīng)H^DAT，實(shí)現(xiàn)基于變量交換的數(shù) 據(jù)傳輸；
基于報(bào)文傳輸?shù)?br> ID一MSG:由總線仲裁器發(fā)出，用于啟動(dòng)一次基于報(bào)文的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程; RP_MSG:由從設(shè)備發(fā)出，用于響應(yīng)ID—MSG,實(shí)現(xiàn)基于報(bào)文的數(shù)據(jù)傳
輸；
RP—MSG_ACK:由總線仲裁器發(fā)出，用于告知從設(shè)備報(bào)文已收到； RP_FIN:由從設(shè)備發(fā)出，用于響應(yīng)FO^MSG—ACK，完成一次基于報(bào) 文的數(shù)據(jù)傳輸。
在本發(fā)明中，鑒于WorldFIP總線具有極高的傳輸可靠性，為提高通信效 率，基于報(bào)文的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中采用了最簡(jiǎn)潔的"問(wèn)詢+回答"的會(huì)話形式，不再使用有確認(rèn)(RP—MSG—ACK)的會(huì)話形式。
圖6是WorldFIP報(bào)文幀格式。在圖6的WorldFIP幀格式中，除"報(bào) 文"外的其他字段都是WorldFIP通信協(xié)議指定的，與用戶層無(wú)關(guān)；用戶能 夠控制和自由使用的是"報(bào)文"字段。雖然WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線通信參考模 型在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層上都是標(biāo)準(zhǔn)化的，但值得注意的是， WorldFIP通信模型中目前還沒(méi)有用戶層的概念，缺乏用戶層標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)文幀 中由應(yīng)用層所包裝的用戶數(shù)據(jù)還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，目前國(guó)內(nèi) 外在針對(duì)這一問(wèn)題的研究上處于起步階段。在此針對(duì)圖6中的"報(bào)文"字 段，以過(guò)程控制為應(yīng)用目標(biāo)提出一種WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議中的用戶 層數(shù)據(jù)模型。
圖7是WoridFIP通信協(xié)議中的用戶層數(shù)據(jù)模型。圖7事實(shí)上就是本發(fā)明 提出的報(bào)文的格式。圖7中，報(bào)文幀中報(bào)文的格式包括三個(gè)字段，分別是目 的識(shí)別碼、輸入端索引和float型數(shù)據(jù)；其中，目的識(shí)別碼占用l個(gè)字節(jié)，輸入 端索引占用2個(gè)字節(jié)，float型數(shù)據(jù)占用4個(gè)字節(jié)；輸入端索引字段用于存儲(chǔ)遠(yuǎn) 程連接的終點(diǎn)功能塊在其基本結(jié)點(diǎn)的輸入端索引；float型數(shù)據(jù)采用浮點(diǎn)類 型的數(shù)據(jù)格式，用于存儲(chǔ)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn)的輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。
圖8是單任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為單任務(wù)功 能模塊遠(yuǎn)程連接示意圖，(b)為單任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接調(diào)度示意圖。
圖8(a)中，Nl和N2分別代表基本結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)BI和FB2分別代表基本節(jié) 點(diǎn)Nl和基本節(jié)點(diǎn)N2內(nèi)的起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊，單任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程 連接是指基本節(jié)點(diǎn)N1內(nèi)的起點(diǎn)功能塊和基本節(jié)點(diǎn)N2內(nèi)終點(diǎn)功能塊的連接。
圖8(b)中，CD(N1)代表向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD， FB1(N1)代 表執(zhí)行起點(diǎn)功能塊指令，LN(N1)代表執(zhí)行遠(yuǎn)程連接指令，ID一MSG(N1)表示 向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送報(bào)文問(wèn)詢幀，！U^MSG(N1-N2)代表將已打包好的報(bào)文幀 RP一MSG發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，F(xiàn)B2(N1)代表執(zhí)行終點(diǎn)功能塊指令；橫軸代表調(diào)度時(shí)間，橫軸上的刻度代表時(shí)間單位， 一個(gè)時(shí)間單位可以為5毫秒，也可以為
IO毫秒，這取決于總線調(diào)度設(shè)備。結(jié)合圖8(b)，本發(fā)明步驟5具體通過(guò)下述
實(shí)施例實(shí)現(xiàn)
201:在調(diào)度時(shí)間開(kāi)始時(shí)刻(時(shí)間橫軸0點(diǎn)處)，總線網(wǎng)絡(luò)上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向
該基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送一個(gè)強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD，即CD(N1);
202:在調(diào)度時(shí)間第二個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸20點(diǎn)處)，基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制 數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前指令。當(dāng)前指令為功能塊指令，即FB1(N1)時(shí)，具體執(zhí) 行過(guò)程與步驟1021-1025相同。
203:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸60點(diǎn)處)，F(xiàn)B1(N1)起點(diǎn)功能 塊指令執(zhí)行完畢，總線網(wǎng)絡(luò)再向該基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送一個(gè)強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
204:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸80點(diǎn)處)，基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng) 制數(shù)據(jù)CD后，開(kāi)始執(zhí)行新的當(dāng)前指令，即LN1(N1)。此時(shí)，新的當(dāng)前指令是 遠(yuǎn)程連接指令，則其具體執(zhí)行過(guò)程是
2041:在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn)N1輸出端區(qū)內(nèi)的起
點(diǎn)索引值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。
2042:將起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到一個(gè)報(bào)文中，并打包成 報(bào)文幀。報(bào)文的格式參照?qǐng)D7指明的報(bào)文格式。報(bào)文幀參照?qǐng)D6指明的 WorldFIP報(bào)文幀格式。
2043:將起點(diǎn)功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下 一條指令。
2044:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸100點(diǎn)處)，調(diào)度節(jié)點(diǎn)向起點(diǎn) 功能塊的基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送報(bào)文問(wèn)詢幀ID—MSG(N1)。
2045:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸120點(diǎn)處)，起點(diǎn)功能塊的基 本節(jié)點(diǎn)N1將報(bào)文幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。
2046:由于報(bào)文發(fā)送采用的是目的地址尋址的方式，所以發(fā)送結(jié)束后，基本節(jié)點(diǎn)N2就收到了該報(bào)文幀，然后拆包，讀取報(bào)文中的float型數(shù)據(jù)，按報(bào) 文中指明的終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)的索引地址，將float型數(shù)據(jù)寫(xiě)入到終點(diǎn)功能塊 輸入端區(qū)中，即寫(xiě)入到基本結(jié)點(diǎn)N2的功能塊輸入端區(qū)中。
205:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸140點(diǎn)處)，鏈路調(diào)度向基本節(jié) 點(diǎn)N2發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD，驅(qū)使其執(zhí)行下一指令。
206:在調(diào)度時(shí)間的下一個(gè)時(shí)刻(時(shí)間橫軸160點(diǎn)處)到來(lái)時(shí)，基本節(jié)點(diǎn) N2開(kāi)始執(zhí)行當(dāng)前指令，當(dāng)前指令又是一個(gè)功能塊指令，即FB2(N2)，其執(zhí)行過(guò) 程與FB1(N1)的執(zhí)行過(guò)程相同，可參見(jiàn)步驟1021-1025。
圖8中白色空心箭頭所示為非周期變量交換或報(bào)文通信的調(diào)度。
實(shí)施例三
圖9是多任務(wù)功能模塊本地連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為多任務(wù)功 能模塊本地連接示意圖，(b)為多任務(wù)功能模塊本地連接調(diào)度示意圖。
圖9(a)中，Nl代表基本結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)BI和FB2分別代表基本節(jié)點(diǎn)Nl內(nèi)的 一組起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊，F(xiàn)B3和FB4分別代表基本節(jié)點(diǎn)Nl內(nèi)的另一 組起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊，多任務(wù)功能模塊本地連接是指基本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的 兩組或者兩組以上起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊的連接。
圖9(b)中，CD(N1)代表向基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD， FB1(N1) 和FB3(N1)代表執(zhí)行起點(diǎn)功能塊指令，LN1(N1)和LN2(N1)代表執(zhí)行連接 指令，F(xiàn)B2(N1)和FB4(N1)代表執(zhí)行終點(diǎn)功能塊指令；橫軸代表調(diào)度時(shí)間， 橫軸上的刻度代表時(shí)間單位， 一個(gè)時(shí)間單位可以為5毫秒，也可以為10毫 秒，這取決于總線調(diào)度設(shè)備。結(jié)合圖9(b)，本發(fā)明步驟5具體通過(guò)下述實(shí) 施例實(shí)現(xiàn)
301:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
302:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前功能塊指令FB1;具體過(guò)程同1021-1025。
303:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD;
304:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前功能塊指令FB3; 具體過(guò)程同1021-1025。
305:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD;
306:基本節(jié)點(diǎn)Nl收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前連接指令LN1; 具體過(guò)程同1041-1042。
307:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD;
308:基本節(jié)點(diǎn)Nl收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前連接指令LN2; 具體過(guò)程同1041-1042。
309:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
310:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前功能塊指令FB2; 具體過(guò)程同1021-1025。
311:總線調(diào)度節(jié)點(diǎn)向N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD;
312:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行當(dāng)前功能塊指令FB4; 具體過(guò)程同1021-1025。
實(shí)施例四
圖IO是多任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接與調(diào)度示意圖；其中，(a)為多任務(wù)
功能模塊遠(yuǎn)程連接示意圖，(b)為多任務(wù)功能模塊遠(yuǎn)程連接調(diào)度示意圖。
圖10(a)中，Nl、 N2、 N3和N4代表基本結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)BI和FB2分別代表 基本節(jié)點(diǎn)N1、 N2內(nèi)的一組起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊，F(xiàn)B3和FB4分別代 表基本節(jié)點(diǎn)N3、 N4內(nèi)的另一組起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊，多任務(wù)功能模塊 遠(yuǎn)程連接是指兩組或者兩組以上基本節(jié)點(diǎn)的起點(diǎn)功能塊和終點(diǎn)功能塊的連 接。圖10(b)中，CD(N1)代表向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD， FB1(N1) 和FB3(N3)代表執(zhí)行起點(diǎn)功能塊指令，LN1(N1)和LN2(N3)代表執(zhí)行連接 指令，F(xiàn)B2(N2)和FB4(N4)代表執(zhí)行終點(diǎn)功能塊指令；橫軸代表調(diào)度時(shí)間， 橫軸上的刻度代表時(shí)間單位， 一個(gè)時(shí)間單位可以為5毫秒，也可以為10毫 秒，這取決于總線調(diào)度設(shè)備。結(jié)合圖10(b)，本發(fā)明步驟5具體通過(guò)下述實(shí) 施例實(shí)現(xiàn)
401:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)N1發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。 402:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)N3發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。 403:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行功能塊指令FB1;具體過(guò) 程同1021-1025。
404:基本節(jié)點(diǎn)N3收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行功能塊指令FB3;具體過(guò)程 同1021-1025。
這里，CD(N3)和FB1(N1)可并行調(diào)度和執(zhí)行，因?yàn)镃D(N3)是基于總線的 數(shù)據(jù)通信，而FB1(N1)則是基于節(jié)點(diǎn)Nl內(nèi)部的指令執(zhí)行，與總線通信無(wú)關(guān)， 故二者可并行調(diào)度，從而提高調(diào)度效率，縮短總調(diào)度的周期。
405:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)Nl發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
406:基本節(jié)點(diǎn)N1收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行遠(yuǎn)程連接指令LN1，具體過(guò) 程同2041-2046。
407:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)N3發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。
這時(shí)CD(N3)和LN1(N1)可并行調(diào)度和執(zhí)行，因?yàn)镃D(N3)是基于總線的 數(shù)據(jù)通信，而LN1(N1)則是基于節(jié)點(diǎn)Nl內(nèi)部的指令執(zhí)行，與總線通信無(wú)關(guān)， 故二者可并行調(diào)度。
408:基本節(jié)點(diǎn)N3收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行遠(yuǎn)程連接指令LN2，具體過(guò) 程同2041-2046。
409:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)N2發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。410:總線上的調(diào)度節(jié)點(diǎn)向基本節(jié)點(diǎn)N4發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD。 411:基本節(jié)點(diǎn)N2收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行功能塊指令FB2;具體過(guò) 程同1021-1025。
這時(shí)CD(N4)和FB2(N2)可并行調(diào)度和執(zhí)行，因?yàn)镃D(N4)是基于總線 的數(shù)據(jù)通信，而FB2(N2)則是基于節(jié)點(diǎn)N2內(nèi)部的指令執(zhí)行，與總線通信無(wú) 關(guān)，故二者可并行調(diào)度。
412:基本節(jié)點(diǎn)N4收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行功能塊指令FB4;具體過(guò) 程同1021-1025。
本發(fā)明提出了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)，定義了 WorldFIP通信協(xié) 議中的用戶層數(shù)據(jù)子模型，給出了適用于WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)的分布 式功能塊應(yīng)用模型的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能控制網(wǎng) 絡(luò)中基于功能塊和功能塊應(yīng)用進(jìn)程的全分布式智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高可靠性的實(shí)時(shí)全分布式智能控制，該模型易于實(shí)現(xiàn)，具有強(qiáng)的控 制實(shí)時(shí)性、確定性和較好的可移植性。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法，其特征是所述方法包括下列步驟步驟1在控制系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行前，在鏈路調(diào)度器上建立對(duì)應(yīng)于各個(gè)基本節(jié)點(diǎn)消費(fèi)變量的生產(chǎn)變量；步驟2將強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD寫(xiě)入到所述生產(chǎn)變量中；步驟3將變量交換的調(diào)度條目添加到總線調(diào)度表中；步驟4當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)以后，按照調(diào)度表規(guī)定的時(shí)序，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生各個(gè)基本節(jié)點(diǎn)的變量交換；步驟5基本節(jié)點(diǎn)在從消費(fèi)變量中收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行指令區(qū)指針當(dāng)前指向的當(dāng)前指令，執(zhí)行完畢后指向下一條指令。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述基本節(jié)點(diǎn)包括功能塊，所述功能塊劃分成4個(gè)區(qū)，.分別是指令區(qū)、 輸入端區(qū)、輸出端區(qū)、內(nèi)含參數(shù)區(qū)；其中，所述指令區(qū)用于存儲(chǔ)所有指令；所述 輸入端區(qū)用于存儲(chǔ)所有輸入端數(shù)據(jù)；所述輸出端區(qū)用于存儲(chǔ)所有輸出端數(shù)據(jù)；所 述內(nèi)含參數(shù)區(qū)用于存儲(chǔ)所有內(nèi)含參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述指令包括功能塊指令，其結(jié)構(gòu)中包含5個(gè)字段，分別是指令標(biāo)志、 功能塊類型、功能塊輸入端數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值、功能塊輸 出端數(shù)據(jù)在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值和功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊 內(nèi)含參數(shù)區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述指令包括連接指令，其結(jié)構(gòu)中包含4個(gè)字段，分別是連接指令標(biāo)志、起點(diǎn)功能塊在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值、終點(diǎn)功能塊所在的基本節(jié)點(diǎn)的 地址和終點(diǎn)功能塊在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述輸入端區(qū)和輸出端區(qū)都使用4個(gè)字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述內(nèi)含參數(shù)使用字節(jié)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，多個(gè)參數(shù)之間相鄰排列，以 偏移量和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)識(shí)別各個(gè)參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方 法，其特征是所述功能塊指令和連接指令在指令區(qū)內(nèi)是等量混合存儲(chǔ)的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述當(dāng)前指令為功能塊指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟步驟51:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊指令中該功能塊輸入端數(shù)據(jù)在該功能塊輸入端區(qū) 內(nèi)的起點(diǎn)索引值，從輸入端區(qū)中取出所有輸入端數(shù)據(jù)；步驟52:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊指令中該功能塊的內(nèi)含參數(shù)在該功能塊內(nèi)含參數(shù) 區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)字節(jié)偏移量，從內(nèi)含參數(shù)區(qū)取出的內(nèi)含參數(shù)；步驟53:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊算法，使用輸入端數(shù)據(jù)和內(nèi)含參數(shù)計(jì)算得到輸出 端數(shù)據(jù)；步驟54:基本節(jié)點(diǎn)按功能塊輸出端數(shù)據(jù)在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引 值，將輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到功能塊輸出端區(qū)中；步驟55:將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一條 指令。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述當(dāng)前指令為本地連接指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟步驟51':在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在該功能塊輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。步驟52':根據(jù)終點(diǎn)功能塊在該功能塊輸入端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，將起點(diǎn)功 能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)復(fù)制到終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)中；步驟53':將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一 條指令。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法，其特征是所述當(dāng)前指令為遠(yuǎn)程連接指令時(shí)，所述步驟5包括下列步驟步驟51":在連接指令中，根據(jù)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn)輸出端區(qū)內(nèi)的起點(diǎn)索引值，獲取起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)；步驟52":將起點(diǎn)功能塊輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)寫(xiě)入到一個(gè)報(bào)文中，并打包成報(bào)文幀； 步驟53":將功能塊指令區(qū)的指令指針向后移動(dòng)，指向功能塊指令區(qū)的下一 條指令；步驟54":網(wǎng)絡(luò)調(diào)度節(jié)點(diǎn)向起點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文問(wèn)詢幀；步驟55":起點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)將報(bào)文幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上；步驟56":終點(diǎn)功能塊的基本節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文幀后，將報(bào)文幀拆包，讀取報(bào)文幀中的報(bào)文，然后按報(bào)文中指明的終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)索引，將float型數(shù)據(jù)寫(xiě)入到終點(diǎn)功能塊輸入端區(qū)中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述報(bào)文幀中報(bào)文的格式包括三個(gè)字段，分別是目的識(shí)別碼、輸入端 索引和float型數(shù)據(jù)；其中，目的識(shí)別碼占用l個(gè)字節(jié)，輸入端索引占用2個(gè)字 節(jié)，float型數(shù)據(jù)占用4個(gè)字節(jié)；輸入端索引字段用于存儲(chǔ)遠(yuǎn)程連接的終點(diǎn)功能 塊在其基本結(jié)點(diǎn)的輸入端索引；float型數(shù)據(jù)用于存儲(chǔ)起點(diǎn)功能塊在其基本節(jié)點(diǎn) 的輸出端區(qū)的輸出端數(shù)據(jù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法， 其特征是所述報(bào)文幀采用的是目的地址尋址的方式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種WorldFIP分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方法。所述調(diào)度方法包括在控制系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行前，在鏈路調(diào)度器上建立對(duì)應(yīng)于各個(gè)基本節(jié)點(diǎn)消費(fèi)變量的生產(chǎn)變量；將強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD寫(xiě)入到所述生產(chǎn)變量中；將變量交換的調(diào)度條目添加到總線調(diào)度表中；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)以后，按照調(diào)度表規(guī)定的時(shí)序，在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生各個(gè)基本節(jié)點(diǎn)的變量交換；基本節(jié)點(diǎn)在從消費(fèi)變量中收到強(qiáng)制數(shù)據(jù)CD后，執(zhí)行指令區(qū)指針當(dāng)前指向的當(dāng)前指令，執(zhí)行完畢后指向下一條指令。本發(fā)明解決了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能控制網(wǎng)絡(luò)中基于功能塊和功能塊應(yīng)用進(jìn)程的全分布式智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高可靠性的實(shí)時(shí)全分布式智能控制。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101616047SQ20091008994
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者文 李, 楊國(guó)田, 庚 梁, 焰 白 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)