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  一、什麽是現場總線

  現場總線(Fieldbus)是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線，它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，因而受到了許多標准團體和計算機廠商的高度重視。

  它是一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。簡單說，現場總線就是以數字通信替代了傳統4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現場設備和自動化系統的全數字、雙向、多站的通信系統。

  二、現場總線有幾大類別

  1、基金會現場總線

  這是以美國Fisher-Rousemount公司爲首的聯合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家公司制定的ISP協議和以Honeywell公司爲首的聯合歐洲等地150余家公司制定的WorldFIP協議于1994年9月合並的。該總線在過程自動化領域得到了廣泛的應用，具有良好的發展前景。基金會現場總線采用國際標准化組織ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型(1，2，7層)，即物理層、數據鏈路層、應用層，另外增加了用戶層。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率，前者傳輸速率爲31.25Kbit/秒，通信距離可達1900m，可支持總線供電和本質安全防爆環境。後者傳輸速率爲1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距離爲750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發射，協議符號IEC1158-2標准。FF的物理媒介的傳輸信號采用曼切斯特編碼。

  2、CAN

  最早由德國BOSCH公司推出，它廣泛用于離散控制領域，其總線規範已被ISO國際標准組織制定爲國際標准，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN協議分爲二層：物理層和數據鏈路層。CAN的信號傳輸采用短幀結構，傳輸時間短，具有自動關閉功能，具有較強的抗幹擾能力。CAN支持多主工作方式，並采用了非破壞性總線仲裁技術，通過設置優先級來避免沖突，通訊距離最遠可達10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達40M/1Mbp/s，網絡節點數實際可達110個。目前已有多家公司開發了符合CAN協議的通信芯片。

  3、Lonworks

  它由美国Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，通讯速率从300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距离可达2700m(78Kbit/s)，被誉为通用控制网络。Lonworks技术采用的LonTalk协议被封装到Neuron(神经元)的芯片中，并得以实现。采用Lonworks技术和神经元芯片的産品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。

  4、DeviceNet

  DeviceNet是一種低成本的通信連接也是一種簡單的網絡解決方案，有著開放的網絡標准。DeviceNet具有的直接互聯性不僅改善了設備間的通信而且提供了相當重要的設備級陣地功能。DebiceNet基于CAN技術，傳輸率爲125Kbit/s至500Kbit/s，每個網絡的最大節點爲64個，其通信模式爲：生産者/客戶(Producer/Consumer)，采用多信道廣播信息發送方式。位于DeviceNet網絡上的設備可以自由連接或斷開，不影響網上的其他設備，而且其設備的安裝布線成本也較低。DeviceNet總線的組織結構是OpenDeviceNetVendorAssociation(開放式設備網絡供應商協會，簡稱“ODVA”)。

  5、PROFIBUS

  PROFIBUS是德國標准(DIN19245)和歐洲標准(EN50170)的現場總線標准。由PROFIBUS--DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA系列組成。DP用于分散外設間高速數據傳輸，適用于加工自動化領域。FMS適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等。PA用于過程自動化的總線類型，服從IEC1158-2標准。PROFIBUS支持主-從系統、純主站系統、多主多從混合系統等幾種傳輸方式。PROFIBUS的傳輸速率爲9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大傳輸距離在9.6Kbit/s下爲1200m，在12Mbit/s小爲200m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質爲雙絞線或者光纜，最多可挂接127個站點。

  6、HART

  HART是HighwayAddressableRemoteTransducer的缩写，最早由Rosemount公司开发。其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变的过渡産品。其通信模型采用物理层、数据链路层和应用层三层，支持点对点主从应答方式和多点广播方式。由于它采用模拟数字信号混和，难以开发通用的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆的要求，并可用于由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。

  7、CC-Link

  CC-Link是Control&CommunicationLink(控制與通信鏈路系統)的縮寫，在1996年11月，由三菱電機爲主導的多家公司推出，其增長勢頭迅猛，在亞洲占有較大份額。在其系統中，可以將控制和信息數據同是以10Mbit/s高速傳送至現場網絡，具有性能卓越、使用簡單、應用廣泛、節省成本等優點。其不僅解決了工業現場配線複雜的問題，同時具有優異的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一個以設備層爲主的網絡，同時也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。2005年7月CC-Link被中國國家標准委員會批准爲中國國家標准指導性技術文件。

  8、WorldFIP

  WorkdFIP的北美部分與ISP合並爲FF以後，WorldFIP的歐洲部分仍保持獨立，總部設在法國。其在歐洲市場占有重要地位，特別是在法國占有率大約爲60%。WorldFIP的特點是具有單一的總線結構來適用不同的應用領域的需求，而且沒有任何網關或網橋，用軟件的辦法來解決高速和低速的銜接。WorldFIP與FFHSE可以實現“透明聯接”，並對FF的H1進行了技術拓展，如速率等。在與IEC61158第一類型的連接方面，WorldFIP做得最好，走在世界前列。

  此外較有影響的現場總線還有丹麥公司Process-DataA/S提出的P-Net，該總線主要應用于農業、林業、水利、食品等行業;SwiftNet現場總線主要使用在航空航天等領域，還有一些其他的現場總線這裏就不再贅述了。

  9、INTERBUS現場總線

  INTERBUS是德國Phoenix公司推出的較早的現場總線，2000年2月成爲國際標准IEC61158。INTERBUS采用國際標准化組織ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型(1，2，7層)，即物理層、數據鏈路層、應用層，具有強大的可靠性、可診斷性和易維護性。其采用集總幀型的數據環通信，具有低速度、高效率的特點，並嚴格保證了數據傳輸的同步性和周期性;該總線的實時性、抗幹擾性和可維護性也非常出色。INTERBUS廣泛地應用到汽車、煙草、倉儲、造紙、包裝、食品等工業，成爲國際現場總線的領先者。

  此外較有影響的現場總線還有丹麥公司Process-DataA/S提出的P-Net，該總線主要應用于農業、林業、水利、食品等行業;SwiftNet現場總線主要使用在航空航天等領域。