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1WTB帧与报文

WTB帧数据格式与ISO3309中定义的HDLC格式一致，如图5所示。开始标志后，接下来是HDLC数据，此数据最少为32位，最大为1056位。HDLC数据应为8位位组的整数倍，其中1～8位表示目标设备，9～16位表示链路控制，17～24位表示源设备，25～32位表示链路数据长度。33～1024位为链路数据。HDLC数据后接错误检测代码和结束标志。

1．1主帧的格式WTB主帧不需要含有链路层数据，故HDLC数据的格式如图6：可以看出WTB主帧长度为32位。

1．2从帧的格式（1）过程数据对于WTB总线主的过程数据请求，寻址的节点通过一个从帧响应，同时广播给其他节点。从帧的格式如图7所示。（2）消息数据对于WTB总线主的消息数据请求，寻址的节点通过一个从帧响应，目标地址为单个节点地址或广播地址。从帧的格式如图8所示。在WTB中，过程数据与消息数据从帧的格式相近。区别主要在于链路控制位，发送过程数据用过程数据链路控制，发送消息数据用消息数据链路控制。

2TCN网关数据路由机制

针对MVB和WTB中，过程数据和消息数据不同的报文格式，网关需要对不同的报文做相应的处理，使得数据能够跨网段传输。

2．1过程数据报文的修改相比WTB过程数据报文，MVB的过程数据从帧中不含有源端口的逻辑地址，所以需要网关接收整个过程报文的主帧和从帧，并对报文进行相应处理转换为WTB过程数据报文。过程数据中：主帧有用的部分是F功能码和逻辑地址，长度为16位；从帧则去掉起始位和校验位，长度可能为16、32、64、128、256位。经过网关封装后，WTB上通信的过程数据长度为32、48、80、144、272位。WTB过程数据的从帧中，链路数据的长度为0～1024位。为了让一个从帧尽可能多的传输过程数据，链路数据的1024位应尽可能填满。用多个32、48、80、144、272位数据组成1024位数据的方法有397种，对于有限个过程数据必然有方法组成多个1024位的数据。网关对于从WTB接收到的其他MVB网段内的过程数据，可以用F功能码判断一段报文的分界，报文中的逻辑地址作为其所在MVB网段内的MVB逻辑地址，剩下的链路数据组成MVB报文并作为该发送该过程数据报文的源设备。

2．2消息数据报文的修改由于MVB消息数据的从帧含有地址信息，所以网关只需要处理从帧并进行转发即可。需要跨MVB和WTB传播的消息数据一定是广播消息数据或者目标设备地址为网关的设备地址，只有这样网关才能接收到网段内的消息数据并跨网关传输。MVB消息数据转换成WTB消息数据时，处理报文时可将通信模式设为广播、WTB源设备地址为网关在WTB的设备地址、链路数据长度与链路数据保持一致。这样将把WTB的链路数据缩减到216位。WTB消息数据转换为MVB消息数据时，处理报文时可将通信模式设为广播、源设备地址设为网关在MVB的设备地址、链路数据长度与链路数据保持一致。这样需要跨网段传输的MVB消息数据不会出现超出WVB数据帧长度的情况。

3WTB周期扫描表的优化

一个WTB总线段被一个总线主节点控制。总线主节点负责介质访问。总线上的其他节点为从节点，它们只有在被总线主请求时才发送数据。在正常运行时，总线主节点循环工作。它把总线活动分成固定的、大小相同的时间片，称为基本周期。如图1所示，WTB的基本周期由周期相和偶发相构成，其中周期相用于传送周期数据，偶发相用于传送监视数据和消息数据。WTB的基本周期T＿bp固定为25ms。为保证确定而及时地分发进程数据，总线主在预定的间隔内轮询每个节点的周期性数据，在两个周期相间的固定时间内轮询其他节点包括消息数据及监视数据在内的偶发性数据。同一节点的两个轮询之间的间隔被称为特征周期T＿ip。特征周期为基本周期T＿bp的倍数。在总线上任何节点的最长的特征周期被称为宏周期。当总线组成改变时，每个节点都通知总线主各自被轮询的周期，总线主据此建立轮询策略。具有紧迫进程数据的节点可以请求每个基本周期都被轮询，而具有不紧迫进程数据的节点可请求按特征周期轮询。周期扫描表是在宏周期中的每个基本周期都被轮询的所有节点的列表。它同时也定义了每个基本周期中剩余给偶发相的时间。

总线主将根据每个节点要求的特征周期和在初运行期间接收到的过程数据大小来配置周期扫描表。总线主将在基本周期内平均发送轮询，并且每个基本周期都可留出40％给偶发相。即25ms的基本周期中，周期相所占时间为15ms以下。WTB总线完成一次过程数据传输所需时间由主帧持续时间、主节点到从节点的传播时间、从节点响应时间、从帧持续时间、从节点到主节点的传播时间和主节点响应时间组成。主帧的长度在最坏情况下如表2所示。按照IEC61375－1标准规定的WTB1．0Mbit／s的工作速度，从帧的持续时间为108μs。根据上述方法组成的WTB从帧，最坏情况下每个从帧的长度如表3所示。按照WTB1．0Mbit／s的工作速度，从帧的持续时间为1336μs。按照IEC61375－1标准对WTB的规定，主节点到从节点的传播时间和从节点到主节点的传播时间均不得超过60μs，从节点响应时间不得超过300μs，主节点在接收从帧后的64μs内发送下一主帧。将以上时间相加，可得到过程数据报文传输所需时间为：T＝108＋1336＋60*2＋300＋64＝1928μs这样，每个基本周期内可最多发送周期信息数为：（25*60％）／1．928＝7个所以，可在一个WTB基本周期内放7个WTB周期数据报文。若超过7个，并且所占时间超过15ms，则可延长传输所需时间最长，即链路数据最长的过程数据报文的特征周期。以达到将基本周期的周期相时间控制在15ms以下的目的。

作者：仇俊伟何衍韦巍单位：浙江大学电气工程学院