什么是现场总线

坏坏 2006-11-26

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什么是现场总线- -

现场总线随着其开放性的不断扩大，和成本的不断降低，必然会成为工业自动控制领域中的一种主流技术。现场总线是一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式，数字化，双向串行，多节点的通信总线。现场总线使用数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4-20mA,0-5V等信号）和开关量信号；在车间级与设备级实现通信的数字化网络。

CanBus总线是中国目前应用较广的一种现场总线，在Can总线的基础上扩展有两种重要总线：DeviceNet和CanOpen。ProfiBus总线在中国也得到推广应用。FF基金会总线在中国也获得了实质性的进展。

现场总线的优势体现在：

*数字化

将企业管理与生产自动化结合在一起，消除生产中的信息孤岛，只有在FCS出现以才有可能高效、低成本地实现。在采用FCS的企业中，用于生产管理的局域网能够通过现场总线网关与自动控制的现场总线网络紧密衔接。此外，数字化信号固有的高精度、抗干扰特性也能提高控制系统的可靠性。

*分布式

在FCS中各现场设备有足够的自主性，它们彼此之间相互通信，完全可以把各种控制功能分散到各种设备中，而不再需要一个中央控制计算机，实现真正的分布式控制。

*开放性

1999年底现场总线协议已被IEC 批准正式成为国际标准，从而使现场总线成为一种开放的技术。虽然多种现场总线都被列入国际标准，因为工业现场的复杂性，将来还要扩充，对其它企业有很高的进入门槛，但已经向开放性迈出了关键的一步。特别是工业以太网技术会成为各种总线的粘结剂。

*双向串行传输

传统的4~20mA电流信号，一条线只能传递一路信号。现场总线设备则在一条线上即可以向上传递传感器信号，也可以向下传递控制信息。

*互操作性

现场总线标准保证不同厂家的产品可以互操作，这样就可以在一个企业中由用户根据产品的性能、价格选用不同厂商的产品，集成在一起，避免了传统控制系统中必须选用同一厂家的产品限制，促进了有效的竞争，降低了控制系统的成本。

*节省布线空间

传统的控制系统每个仪表都需要一条线连到中央控制室，在中央控制室装备一个大配线架。而在FCS系统中多台现场设备可连接在一条总线上，这样只需极少的线进入中央控制室，大量节省了布线费用，同时也降低了中央控制室的造价。

*智能自诊断性

现场总线设备能处理各种参数、运行状态信息及故障信息，具有很高的智能，能在部件、甚至网络故障的情况下独立工作，大大提高了整个控制系统的可靠性和容错能力。

经过长达15年的争论，IEC61158用于工业控制系统的现场总线国际标准于2000年初终于获得通过，形成了8种现场总线标准。为了进一步完善IEC61158标准，IEC/SC65C成立了MT9现场总线修订小组，继续这方面的工作。MT9工作组在原来8种类型现场总线的基础上不断完善扩充，于2001年8月制定出由10种类型现场总线组成的第三版现场总线标准，它们是：

Type1 TS61158 现场总线、Type2 ControlNet 和 Ethernet/IP 现场总线、Type3 Profibus现场总线、Type4 P-NET现场总线、Type5 FF HSE现场总线、Type6 Swift-Net 现场总线、Type7 WorldFIP现场总线、Type8 INTERBUS现场总线、Type9 FF H1现场总线以及Type10 PROFInet现场总线，该标准于2003年4月成为正式国际标准。最近德国倍福的EtherCAT总线也被接纳为国际规范，中国的EPA也被接纳。再加上IEC TCl7B通过的SDS(Smart Distributed System)、ASI(Actuator Sensor Interface)与DeviceNET三种现场总线国际标准以及IS011898的CAN(Control Area Network)。另外应用非常广泛的LonWorks总线，日本的CC-Link总线，还有完全开放的Modbus协议等等也想加入国际标准。可以预想，将来还会有更多的新现场总线成为国际标准。