工業(yè)現(xiàn)場總線體系介紹

1、1.現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線（Field bus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，因而受到了許多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體和計(jì)算機(jī)廠商的高度重視。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。簡單說，現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號(hào)及普通開關(guān)量信號(hào)的傳輸，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線應(yīng)用行業(yè)：現(xiàn)場總線的產(chǎn)生對(duì)工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的增長有著非常

2、重要的影響?，F(xiàn)場總線主要應(yīng)用于石油、化工、電力、醫(yī)藥、冶金、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域?，F(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場與微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)通信的系統(tǒng)也稱為開放式全數(shù)字化多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場總線的定義： 現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制室之間的一種“全數(shù)字化，雙向多變量，多點(diǎn)多站的通信系統(tǒng)”其本質(zhì)含義表現(xiàn)在以下六個(gè)方面：現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場設(shè)備互連、互操作性、分散功能模塊和開放式互連網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化通信，不同廠家產(chǎn)品互操作；實(shí)現(xiàn)了真正的分布式控制(分散式控制)：可以傳送多個(gè)過程變量的同時(shí)可將儀表標(biāo)識(shí)符和簡單診斷信息一并傳送，可以產(chǎn)生

3、最先進(jìn)的現(xiàn)場儀表，多變量變送器；提高了測試精度；增強(qiáng)了系統(tǒng)的自治性。 現(xiàn)場總線特征(1) 全數(shù)字化通信(2) 開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(3) 互可操作性與互用性(4) 現(xiàn)場設(shè)備的智能化(5) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性(6) 對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性現(xiàn)場總線特點(diǎn)及缺陷現(xiàn)場控制設(shè)備具有通信功能，便于構(gòu)成工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)。通信標(biāo)準(zhǔn)的公開、一致，使系統(tǒng)具備開放性，設(shè)備間具有互可操作性。功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設(shè)備間具有互換性?？刂乒δ芟路诺浆F(xiàn)場，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性?，F(xiàn)場總線總線優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場總線使自控設(shè)備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡(luò)的行列，為其應(yīng)用開拓了更為廣闊的領(lǐng)域；一對(duì)雙絞線上可掛接多個(gè)控制設(shè)備， 便于節(jié)省安

4、裝費(fèi)用；節(jié)省維護(hù)開銷；提高了系統(tǒng)的可靠性；為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)?，F(xiàn)場總線總線缺點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時(shí)錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等都會(huì)破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響?，F(xiàn)場總線總線本質(zhì)不同的機(jī)構(gòu)和不同的人可能對(duì)現(xiàn)場總線有著不同的定義，不過通常情況下，大家公認(rèn)在以下六個(gè)方面：現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線設(shè)備互聯(lián)依據(jù)實(shí)際需要使用不同的傳輸介質(zhì)把不同的現(xiàn)場設(shè)備或者現(xiàn)場儀表相互關(guān)聯(lián)。現(xiàn)場總線互操作性用戶可以根據(jù)自身的需求選擇不

5、同廠家或不同型號(hào)的產(chǎn)品構(gòu)成所需的控制回路，從而可以自由地集成FCS?，F(xiàn)場總線分散功能塊FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現(xiàn)場儀表, 從而構(gòu)成虛擬控制站，徹底地實(shí)現(xiàn)了分散控制?，F(xiàn)場總線通信線供電通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質(zhì)安全環(huán)境的低功耗現(xiàn)場儀表, 與其配套的還有安全柵?，F(xiàn)場總線開放式互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，既可以與同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的共享。從以上內(nèi)容我們可以看到，現(xiàn)場總線體現(xiàn)了分布、開放、互聯(lián)、高可靠性的特點(diǎn)，而這些正是DCS系統(tǒng)的缺點(diǎn)。DCS通常是一對(duì)

6、一單獨(dú)傳送信號(hào)，其所采用的模擬信號(hào)精度低，易受干擾，位于操作室的操作員對(duì)模擬儀表往往難以調(diào)整參數(shù)和預(yù)測故障，處于“失控”狀態(tài)，很多的儀表廠商自定標(biāo)準(zhǔn)，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現(xiàn)代的要求，而且?guī)缀跛械目刂乒δ芏嘉挥诳刂普局?。FCS則采取一對(duì)多雙向傳輸信號(hào)，采用的數(shù)字信號(hào)精度高、可靠性強(qiáng)，設(shè)備也始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)控和可控狀態(tài)，用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設(shè)備互聯(lián)，智能儀表具有通信、控制和運(yùn)算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個(gè)智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對(duì)于DCS的巨大進(jìn)步。也正是由于FCS的以上特點(diǎn)使得其在設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)都具有很大的優(yōu)越性：首先由于

7、分散在前端的智能設(shè)備能執(zhí)行較為復(fù)雜的任務(wù)，不再需要單獨(dú)的控制器、計(jì)算單元等，節(jié)省了硬件投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多個(gè)設(shè)備，大大節(jié)約了安裝費(fèi)用；由于現(xiàn)場控制設(shè)備往往具有自診斷功能，并能將故障信息發(fā)送至控制室，減輕了維護(hù)工作；同時(shí)，由于用戶擁有高度的系統(tǒng)集成自主權(quán)，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產(chǎn)品；整體系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性也大為提高。這一切都幫助用戶實(shí)現(xiàn)了減低安裝、使用、維護(hù)的成本，最終達(dá)到增加利潤的目的?，F(xiàn)場總線發(fā)展趨勢從現(xiàn)場總線技術(shù)本身來分析，它有兩個(gè)明顯的發(fā)展趨勢：一、是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)。二、是Industrial Ethernet走向工業(yè)控制網(wǎng)

8、絡(luò)。EPA即以太網(wǎng)過程自動(dòng)化技術(shù)。統(tǒng)一、開放的TCP/IP Ethernet是20多年來發(fā)展最成功的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ，過去一直認(rèn)為，Ethernet（以太網(wǎng)）是為IT領(lǐng)域應(yīng)用而開發(fā)的，它與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性、環(huán)境適應(yīng)性、總線饋電等許多方面的要求存在差距，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域只能得到有限應(yīng)用。事實(shí)上，這些問題正在迅速得到解決，國內(nèi)對(duì)EPA技術(shù)（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的進(jìn)展。隨著FF HSE的成功開發(fā)以及PROFInet的推廣應(yīng)用，可以預(yù)見Ethernet技術(shù)將會(huì)十分迅速地進(jìn)入工業(yè)控制系統(tǒng)的各級(jí)網(wǎng)絡(luò)。國際上形成的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的四大陣營：主要用于離散制造控

9、制系統(tǒng)的是：1）Modbus-IDA工業(yè)以太網(wǎng)2)Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)3）PROFInet工業(yè)以太網(wǎng)主要用于過程控制系統(tǒng)的是：4)Foundation Fieldbus HSE工業(yè)以太網(wǎng)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，過程控制領(lǐng)域在過去的兩個(gè)世紀(jì)里發(fā)生了巨大的變革。150多年前出現(xiàn)的基于513psi的氣動(dòng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（PCS，Pneumatic Control System氣動(dòng)控制系統(tǒng)），標(biāo)志著控制理論初步形成，但此時(shí)尚未有控制室的概念；20世紀(jì)50年代，隨著基于05V或420mA的電流模擬信號(hào)的模擬過程控制體系被提出并得到廣泛的應(yīng)用，標(biāo)志了電氣自動(dòng)控制時(shí)代的到來，三大控制論的確立奠定了現(xiàn)代控

10、制的基礎(chǔ)，設(shè)立控制室、控制功能分離的模式也一直沿用至今；20世紀(jì)70年代，隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的介入，產(chǎn)生了“集中控制”的中央控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而信號(hào)傳輸系統(tǒng)大部分是依然沿用420mA的模擬信號(hào)，不久人們也發(fā)現(xiàn)了伴隨著“集中控制”，該系統(tǒng)存在著易失控、可靠性低的缺點(diǎn)，并很快將其發(fā)展為分布式控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System分布式控制系統(tǒng)）；微處理器的普遍應(yīng)用和計(jì)算機(jī)可靠性的提高，使分布式控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，由多臺(tái)計(jì)算機(jī)和一些智能儀表以及智能部件實(shí)現(xiàn)的分布式控制是其最主要的特征，而數(shù)字傳輸信號(hào)也在逐步取代模擬傳輸信號(hào)。隨著微處理器的快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，數(shù)字通信

11、網(wǎng)絡(luò)延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場成為可能，產(chǎn)生了以微處理器為核心，使用集成電路代替常規(guī)電子線路，實(shí)施信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化控制等功能的智能設(shè)備。設(shè)備之間彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可維護(hù)性等都有更高的要求。由此，導(dǎo)致了現(xiàn)場總線的產(chǎn)生。2.國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程1984年美國Inter公司提出一種計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)-位總線（BITBUS），它主要是將低速的面向過程的輸入輸出通道與高速的計(jì)算機(jī)總線多（MULTIBUS）分離，形成了現(xiàn)場總線的最初概念。80年代中期，美國Rosemount 公司開發(fā)了一種可尋址的遠(yuǎn)程傳感器（HART）通信協(xié)議。采用在420mA模擬量疊加了一種頻率信號(hào)，用

12、雙絞線實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)傳輸。HART協(xié)議已是現(xiàn)場總線的雛形。1985年由Honeywell和Bailey等大公司發(fā)起，成立了World FIP制定了FIP協(xié)議。1987年，以Siemens，Rosemount，橫河等幾家著名公司為首也成立了一個(gè)專門委員會(huì)互操作系統(tǒng)協(xié)議（ISP）并制定了PROFIBUS協(xié)議。后來美國儀器儀表學(xué)會(huì)也制定了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)IEC/ISA SP50。隨著時(shí)間的推移，世界逐漸形成了兩個(gè)針鋒相對(duì)的互相競爭的現(xiàn)場總線集團(tuán)：一個(gè)是以Siemens、Rosemount，橫河為首的ISP集團(tuán)；另一個(gè)是由Honeywell、Bailey等公司牽頭的WorldFIP集團(tuán)。1994年，兩大集團(tuán)

13、宣布合并，融合成現(xiàn)場總線基金會(huì)（Fieldbus Foundation）簡稱FF。對(duì)于現(xiàn)場總線的技術(shù)發(fā)展和制定標(biāo)準(zhǔn)，基金委員會(huì)取得以下共識(shí)：共同制定遵循IEC/ISA SP50協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；商定現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展階段。1999年底IECTC65(負(fù)責(zé)工業(yè)測量和控制的第65標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì))通過了8種類型的現(xiàn)場總線作為IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)。 2003年4月，IEC61158 Ed.3現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)第3版正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定10種類型的現(xiàn)場總線：TS61158現(xiàn)場總線、ControlNet和Ethernet/IP現(xiàn)場總線、Profibus現(xiàn)場總線、P-NET現(xiàn)場總線、FF HSE現(xiàn)場總線、SwiftNe

14、t現(xiàn)場總線、 World FIP現(xiàn)場總線、 Interbus現(xiàn)場總線、FF H1現(xiàn)場總線、PROFInet現(xiàn)場總線。國內(nèi)工業(yè)總線EPA，G-link,Symotion與NCUC-BUS現(xiàn)場總線總線現(xiàn)狀由于各個(gè)國家各個(gè)公司的利益之爭，雖然早在1984年國際電工技術(shù)委員會(huì)/國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（IEC/ISA）就著手開始制定現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)，至今統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)仍未完成。很多公司也推出其各自的現(xiàn)場總線技術(shù)，但彼此的開放性和互操作性還難以統(tǒng)一。現(xiàn)場總線總線并存世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWo

15、rks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemount公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，國際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大

16、概不到十種的總線占有80%左右的市場。工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)可歸為三類：485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)、FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。485網(wǎng)絡(luò)：RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式，其特點(diǎn)是實(shí)施簡單方便，而且支持RS485的儀表又特別多。儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS，原因很簡單， RS485的轉(zhuǎn)換接口不僅便宜而且種類繁多。至少在低端市場上，RS485/MODBUS仍將是最主要的工業(yè)組網(wǎng)方式。HART網(wǎng)絡(luò)：HART是由艾默生提出的一個(gè)過渡性總線標(biāo)準(zhǔn)，主要特征是在4-20毫安電流信號(hào)上面疊加數(shù)字信號(hào)，但該協(xié)議并未真正開放，要加入他的基金會(huì)才能拿到協(xié)議，而加入基金會(huì)要一定的費(fèi)用。H

17、ART技術(shù)主要被國外幾家大公司壟斷，近些年國內(nèi)也有公司在做，但還沒有達(dá)到國外公司的水平。有很多智能儀表帶有HART圓卡，支持HART通訊功能。但從國內(nèi)情況來看，還沒有真正用到這部分功能來進(jìn)行設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，最多只是利用手操器對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。從長遠(yuǎn)來看，由于HART通信速率低、組網(wǎng)困難等原因，HART儀表的應(yīng)用將呈下滑趨勢。FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)標(biāo)志著自動(dòng)化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開始?，F(xiàn)場總線是連接控制現(xiàn)場的儀表與控制室內(nèi)的控制裝置的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。其關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字

18、化通信?，F(xiàn)場總線技術(shù)成為國際上自動(dòng)化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn)，它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化，使自控系統(tǒng)朝著“智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化”的方向進(jìn)一步邁進(jìn)，形成新型的網(wǎng)絡(luò)通信的全分布式控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)。然而，現(xiàn)場總線還沒有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標(biāo)準(zhǔn)并行存在，并且都有自己的生存空間。何時(shí)統(tǒng)一，遙遙無期。支持現(xiàn)場總線的儀表種類還比較少，可供選擇的余地小，價(jià)格又偏高，用量也較小。現(xiàn)場總線注意事項(xiàng)現(xiàn)場總線逐漸在工業(yè)現(xiàn)場推廣，不少設(shè)備不但具有傳統(tǒng)儀表的功能，而且還具備

19、現(xiàn)場總線的功能、在DCS中，現(xiàn)場總線被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)場總線在使用中需要注意以下幾個(gè)問題：1）通信距離?，F(xiàn)場總線的通信距離一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)電纜，可以達(dá)到200m，如果采用187.5kbps速率，可以達(dá)到1 000m。通信距離有兩層含義，第一個(gè)，是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間不通過中繼器能夠?qū)崿F(xiàn)的距離，一般來說，距離和通信速率成反比；另一個(gè)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最遠(yuǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離。往往在廠家的介紹材料中對(duì)于此類的描述不夠清楚，在實(shí)際使用中，必須考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍，電磁波信號(hào)在電纜中傳遞是需要時(shí)間的，特別在些高速的現(xiàn)場總線中，如果增大距離，就必須對(duì)一些通信參數(shù)進(jìn)

20、行修改；2）線纜選擇?，F(xiàn)場的環(huán)境決定現(xiàn)場總線的通信速度和通信介質(zhì)。一般而言，現(xiàn)場總線采用電信號(hào)傳遞數(shù)據(jù)，在傳輸?shù)倪^程中不可避免地收到周圍電磁環(huán)境的影響。大多數(shù)現(xiàn)場總線采用屏蔽雙絞線。必須注意的是，不同種類現(xiàn)場總線要求的屏蔽雙絞線可能是不同的?，F(xiàn)場總線的開發(fā)者一般規(guī)定一種特制的線纜，在正確使用這種線纜的條件下才能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的速率和傳輸距離。在電磁條件極度惡劣的條件下，光纜是合理的選擇，否則局部的干擾，可能影響整個(gè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的工作；3）隔離。一般來說，現(xiàn)場總線的電信號(hào)與設(shè)備內(nèi)部是電氣隔離的?，F(xiàn)場總線電纜分布在車間的各個(gè)角落，一旦發(fā)生高電壓串入，會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)段所有設(shè)備的總線收發(fā)器損壞。如果不加以隔離

21、，高電壓信號(hào)會(huì)繼續(xù)將設(shè)備內(nèi)部其他電路損壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果；4）屏蔽。現(xiàn)場總線采用的屏蔽電纜的外層必須在一點(diǎn)良好接地，如果高頻干擾嚴(yán)重，可以采用多點(diǎn)電容接地，不允許多點(diǎn)直接接地，避免產(chǎn)生地回路電流；5）連接器?，F(xiàn)場總線一般沒有對(duì)連接器做嚴(yán)格的規(guī)定，但是如果處理不當(dāng)，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)通信。例如，現(xiàn)場總線一般采用總線型菊花鏈連接方式，在連接每一個(gè)設(shè)備時(shí)，必須注意如何不影響在現(xiàn)有通信的條件下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備插入和摘除，這對(duì)連接器就有一定的要求；6）終端匹配?，F(xiàn)場總線信號(hào)和所有電磁波信號(hào)一樣具有反射現(xiàn)象，在總線每一個(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端，都應(yīng)該采用電阻匹配，第一個(gè)作用可以吸收放射，第二個(gè)作用是在總線的兩端實(shí)現(xiàn)正確的電

22、平，保證通信。因此，現(xiàn)場總線技術(shù)是控制、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的交叉與集成，它的出現(xiàn)和快速發(fā)展體現(xiàn)了控制領(lǐng)域?qū)档统杀尽⑻岣呖煽啃浴⒃鰪?qiáng)可維護(hù)性和提高數(shù)據(jù)采集的智能化的要求?，F(xiàn)場總線應(yīng)用領(lǐng)域每種總線大都有其應(yīng)用的領(lǐng)域，比如FF、PROFIBUS-PA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過程控制領(lǐng)域；LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域；DeviceNet、PROFIBUS-DP適用于加工制造業(yè)，而這些劃分也不是絕對(duì)的，每種現(xiàn)場總線都力圖將其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，彼此滲透。現(xiàn)場總線背景大多數(shù)的現(xiàn)場總線都有一個(gè)或幾個(gè)大型跨國公司為背景并成立相應(yīng)的國際組

23、織，力圖擴(kuò)大自己的影響、得到更多的市場份額。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持，并成立了PROFIBUS國際用戶組織。WorldFIP以Alstom公司為主要后臺(tái)，成立了WorldFIP國際用戶組織?，F(xiàn)場總線地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為了加強(qiáng)自己的競爭能力，很多總線都爭取成為國家或者地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，比如PROFIBUS已成為德國標(biāo)準(zhǔn)，WorldFIP已成為法國標(biāo)準(zhǔn)等?，F(xiàn)場總線制造商為了擴(kuò)大自己產(chǎn)品的使用范圍，很多設(shè)備制造商往往參與不止一個(gè)甚至多個(gè)總線組織?，F(xiàn)場總線協(xié)調(diào)由于競爭激烈，而且還沒有哪一種或幾種總線能一統(tǒng)市場，很多重要企業(yè)都力圖開發(fā)接口技術(shù)，使自己的總線能和其他總線相連，在國際標(biāo)準(zhǔn)中也出現(xiàn)了

24、協(xié)調(diào)共存的局面。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)，要求也千變?nèi)f化，使用一種現(xiàn)場總線技術(shù)也很難滿足所有行業(yè)的技術(shù)要求；現(xiàn)場總線不同于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人們將會(huì)面對(duì)一個(gè)多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共存的現(xiàn)實(shí)世界。技術(shù)發(fā)展很大程度上受到市場規(guī)律、商業(yè)利益的制約；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅是一個(gè)技術(shù)規(guī)范，也是一個(gè)商業(yè)利益的妥協(xié)產(chǎn)物。而現(xiàn)場總線的關(guān)鍵技術(shù)之一是彼此的互操作性，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)的統(tǒng)一是所有用戶的愿望。現(xiàn)場總線市場態(tài)勢現(xiàn)場總線技術(shù)是控制、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的交叉與集成，幾乎涵蓋了所有連續(xù)、離散工業(yè)領(lǐng)域，如過程自動(dòng)化、制造加工自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化等等。現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)為兩個(gè)方面：一個(gè)是低速現(xiàn)場總線領(lǐng)域的不斷發(fā)展和完

25、善；另一個(gè)是高速現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展。而現(xiàn)場總線產(chǎn)品主要是低速總線產(chǎn)品，應(yīng)用于運(yùn)行速率較低的領(lǐng)域，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求不是很高。從實(shí)際應(yīng)用狀況看，大多數(shù)現(xiàn)場總線，都能較好地實(shí)現(xiàn)速率要求較低的過程控制。因此，在速率要求較低的控制領(lǐng)域，誰都很難統(tǒng)一整個(gè)市場。由于FF基金會(huì)幾乎集中了世界上主要自動(dòng)化儀表制造商，其全球影響力日益增加，但其在中國市場營銷力度似乎不足，市場份額不是很高，LonWorks形成了全面的分工合作體系，在國內(nèi)有一些實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、智能通信產(chǎn)品等方面，LonWorks則具有獨(dú)特的優(yōu)勢。在離散制造加工領(lǐng)域，由于行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)和歷史原因，Profibus和CAN經(jīng)在這

26、一領(lǐng)域形成了自己的優(yōu)勢，具有較強(qiáng)的競爭力。國內(nèi)廠商的規(guī)模相對(duì)較小，研發(fā)能力較差，更多的是依賴技術(shù)供應(yīng)商的支持，比較容易受現(xiàn)場總線技術(shù)供應(yīng)商 (芯片制造商等)對(duì)國內(nèi)的支持和市場推廣力度的影響。而且，還有一個(gè)不可忽視的一點(diǎn)就是在構(gòu)建自動(dòng)化管理系統(tǒng)時(shí)，選擇的上位機(jī)，比如組態(tài)軟件對(duì)總線設(shè)備的支持程度，有些監(jiān)控組態(tài)軟件，比如紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件或者InTouch等對(duì)一些主流的總線設(shè)備比如Lonworks、PROFIBUS、CAN等有著良好的支持，通過DDE、OPC或者直接連接等方式進(jìn)行通訊，采集數(shù)據(jù)。這樣可以方便用戶的選擇，而一些組態(tài)軟件則支持的種類較少，是用戶選擇的范圍也隨之減少。3.常用現(xiàn)場總線介紹O

27、PC工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OPC(OLE for Process Control, 用于過程控制的OLE)是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，管理這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)國際組織是OPC基金會(huì)，OPC基金會(huì)現(xiàn)有會(huì)員已超過220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、儀器儀表及過程控制系統(tǒng)的公司。 基于微軟的OLE(現(xiàn)在的Active X)、COM (部件對(duì)象模型)和DCOM (分布式部件對(duì)象模型)技術(shù)。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。 OPC全稱是OLE for Process Control，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁。在過去，為了存取現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)

28、信息，每一個(gè)應(yīng)用軟件開發(fā)商都需要編寫專用的接口函數(shù)。由于現(xiàn)場設(shè)備的種類繁多，且產(chǎn)品的不斷升級(jí)，往往給用戶和軟件開發(fā)商帶來了巨大的工作負(fù)擔(dān)。通常這樣也不能滿足工作的實(shí)際需要，系統(tǒng)集成商和開發(fā)商急切需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。在這種情況下，OPC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。OPC標(biāo)準(zhǔn)以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ)，它的制定是通過提供一套標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM接口完成的，在OPC技術(shù)中使用的是OLE 2技術(shù)，OLE標(biāo)準(zhǔn)允許多臺(tái)微機(jī)之間交換文檔、圖形等對(duì)象。工業(yè)以太網(wǎng)總線由于自動(dòng)化技術(shù)從單機(jī)控制發(fā)展到工廠自動(dòng)化FA，發(fā)展到系統(tǒng)自動(dòng)化。工廠自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)可分為以下三層結(jié)構(gòu)：工廠

29、管理級(jí)、車間監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場設(shè)備級(jí)，而現(xiàn)場總線是工廠底層設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)。這里先介紹一下以太網(wǎng)，本文特指工業(yè)以太網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)是作為辦公室自動(dòng)化領(lǐng)域衍生的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，按習(xí)慣主要指IEEE 802.3協(xié)議，如果進(jìn)一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網(wǎng)+TCP/IP”來表示，其技術(shù)特點(diǎn)主要適合信息管理、信息處理系統(tǒng)，并在IT業(yè)得到了巨大的成功。在工廠管理級(jí)、車間監(jiān)控級(jí)信息集成領(lǐng)域中，工業(yè)以太網(wǎng)已有不少成功的案例，在設(shè)備層對(duì)實(shí)時(shí)性沒有嚴(yán)格要求場合也有許多應(yīng)用。由于現(xiàn)場總線種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)不一，很多人都希望以太網(wǎng)技術(shù)能介入設(shè)備低層，廣泛取代現(xiàn)有現(xiàn)場總線技術(shù)，施耐德公司就是該想法的積極倡導(dǎo)者和實(shí)踐者，

30、已有一批工業(yè)級(jí)產(chǎn)品問世和實(shí)際應(yīng)用。以太網(wǎng)還不能夠真正解決實(shí)時(shí)性和確定性問題，大部分現(xiàn)場層仍然會(huì)首選現(xiàn)場總線技術(shù)。由于技術(shù)的局限和各個(gè)廠家的利益之爭，這樣一個(gè)多種工業(yè)總線技術(shù)并存，以太網(wǎng)技術(shù)不斷滲透的現(xiàn)狀還會(huì)維持一段時(shí)間。用戶可以根據(jù)技術(shù)要求和實(shí)際情況來選擇所需的解決方案CANCAN(Control Area Network控制器局域網(wǎng))由德國BOSCH公司推出用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部門之間的數(shù)據(jù)通信。國內(nèi)在三表系統(tǒng)及樓宇自控系統(tǒng)中得到應(yīng)用。最早由德國BOSCH公司推出，它廣泛用于離散控制領(lǐng)域，其總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持

31、。CAN協(xié)議分為二層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。CAN支持多主工作方式，并采用了非破壞性總線仲裁技術(shù)，通過設(shè)置優(yōu)先級(jí)來避免沖突，通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達(dá)40M /1Mbp/s，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。已有多家公司開發(fā)了符合CAN協(xié)議的通信芯片。FF H1基金會(huì)現(xiàn)場總線（FoundationFieldbus 簡稱FF）這是以美國Fisher-Rousemount公司為首的聯(lián)合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家公司制定的ISP協(xié)議和以Honeywell公司為首的聯(lián)合歐洲等地150余

32、家公司制定的WorldFIP協(xié)議于1994年9月合并的。該總線在過程自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景?；饡?huì)現(xiàn)場總線采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)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，前者傳輸速率為31.25Kbit/秒，通信距離可達(dá)1900m，可支持總線供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。后者傳輸速率為1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距離為750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發(fā)射，協(xié)議符號(hào)IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。FF的物理媒介的傳輸信號(hào)采用曼切斯特編碼。(1)IEC技術(shù)報(bào)告(即FF的H

33、1)?，F(xiàn)場總線基金會(huì)(FF) 成立以來進(jìn)展比較快, 推動(dòng)了現(xiàn)場總線的研究和產(chǎn)品開發(fā)。在現(xiàn)場總線物理層已獲國際電工委員會(huì)IEC 批準(zhǔn)的情況下, 于1996 年一季度完成了物理層的低速總線H1 的最后工作。在此期間安裝了示范系統(tǒng), 進(jìn)入工廠試運(yùn)行和取證, 如美國休斯敦(Hou ston)Mon san to Chocolate Bayou 工廠安裝了Siemens、Yokogawa (橫河)、Fisher、Smar、Foxboro、Rosemount、E+H 和Micro Motion 等公司的產(chǎn)品。低速總線H1 已進(jìn)入實(shí)用階段, 可以供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。 FF H2基金會(huì)現(xiàn)場總線 (即原FF的H2,

34、Fisher-Rosemount等公司支持)FF 推出的高速現(xiàn)場總線H2主要用于制造自動(dòng)化，但始終未獲IEC 批準(zhǔn)。其代替方案是選用100Mbps 速率的高速以太網(wǎng)（HSE）的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，可以使用經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)芯片，支持電路、集線器、中繼器和電纜，并將FF H1 的功能應(yīng)用于以太網(wǎng)，即為FF HSE。FF H1 經(jīng)網(wǎng)橋可直接掛接高速以太網(wǎng)。 ProfibusProfibus(德國西門子等公司支持)。 過程現(xiàn)場總線PROFIBUS是德國標(biāo)準(zhǔn)（DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50170）的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由PROFIBUS-DP、PROFIBUSFMS、PROFIBUSPA系列組成。DP

35、用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動(dòng)化領(lǐng)域。FMS適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。PA用于過程自動(dòng)化的總線類型，服從IEC11582標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS支持主-從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。PROFIBUS的傳輸速率為9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大傳輸距離在9.6Kbit/s下為1200m，在12Mbit/s小為200m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DINl9245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，DP型用于分散外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。198

36、6年, 德國開始制定過程現(xiàn)場總線(Process Field Bus) 標(biāo)準(zhǔn), 簡稱PROFIBUS。1990 年, 完成PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)制定, 在德國標(biāo)準(zhǔn)D IN 19245 中對(duì)其進(jìn)行了論述。1994年,PROFIBUS用戶組織又推出了用于過程自動(dòng)化的現(xiàn)場總線PROFIBUS-PA(Process Automat ion)，通過總線供電, 提供本質(zhì)安全。Profinet(德國西門子等公司支持)?；趖cp/ip 過程現(xiàn)場總線LONWORKSLonworks也叫LON(Locai Operating Network)是一種得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場總線，由美國Echelon公司推出它采用了ISQ

37、OSI模型的全部七層通訊協(xié)議，采用面的對(duì)象的設(shè)計(jì)方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡化為參數(shù)設(shè)計(jì)，在智能建筑中得到廣泛的應(yīng)用；它由美國Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡導(dǎo)。它采用ISO/OSI模型的全部7層通訊協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質(zhì)，通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距離可達(dá)2700m（78Kbit/s），被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。Lonworks技術(shù)采用的LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron（神經(jīng)元）的芯片中，并得以實(shí)現(xiàn)。采用Lonworks技術(shù)

38、和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。CC-LinkCC-Link是Control&Communication Link（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫，在1996年11月，由三菱電機(jī)為主導(dǎo)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(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同是以10Mbit/s高速傳送至現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，具有性能卓越、使用簡單、應(yīng)用廣泛、節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。其不僅解決了工業(yè)現(xiàn)場配線復(fù)雜的問題，同時(shí)具有優(yōu)異的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。200

39、5年7月CC-Link被中國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)為中國國家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件。WorldFIP(法國Alstom等公司支持)1993年, 由Honeywell、Bailey 等公司牽頭, 成立Wo rldF IP, 約有120 多個(gè)公司加盟, 以法國標(biāo)準(zhǔn)FIP (Factory Instrum entation Protocol) 為基礎(chǔ)制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。WorldFIP的北美部分與ISP合并為FF以后，WorldFIP的歐洲部分仍保持獨(dú)立，總部設(shè)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為60%。WorldFIP的特點(diǎn)是具有單一的總線結(jié)構(gòu)來適用不同的應(yīng)用領(lǐng)域的需求，而且沒有任何網(wǎng)

40、關(guān)或網(wǎng)橋，用軟件的辦法來解決高速和低速的銜接。WorldFIP與FFHSE可以實(shí)現(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對(duì)FF的H1進(jìn)行了技術(shù)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。SwiftNet此外較有影響的現(xiàn)場總線還有SwiftNet現(xiàn)場總線主要使用在航空航天等領(lǐng)域，SymotionSymotion是一種用于運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)時(shí)工業(yè)總線，基于10/100M以太網(wǎng)物理層，應(yīng)用層使用canopen及精簡協(xié)議?？蓱?yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，PLC，編碼器光柵尺與其它工業(yè)現(xiàn)場執(zhí)行器互連。symotion總線提供安全、開放、低成本及高性能應(yīng)用。-InterbusInt

41、erbus 是德國Phenix Contact 公司建立的一個(gè)公司標(biāo)準(zhǔn)而Control Net 與Swiftnet 分別以美國洛克威爾Rockwell 與波音大型跨國公司作為背景和依托。 INTERBUS是德國Phoenix公司推出的較早的現(xiàn)場總線，2000年2月成為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158。INTERBUS采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，具有強(qiáng)大的可靠性、可診斷性和易維護(hù)性。其采用集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通信，具有低速度、高效率的特點(diǎn)，并嚴(yán)格保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院椭芷谛裕辉摽偩€的實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出色。INTER

42、BUS廣泛地應(yīng)用到汽車、煙草、倉儲(chǔ)、造紙、包裝、食品等工業(yè)，成為國際現(xiàn)場總線的領(lǐng)先者。P-Net(3)P-Net(丹麥Process Data公司支持)。最初由丹麥的Process Data 公司開發(fā)1984年推出1997 年組建成美國物理學(xué)會(huì)國際P-NET 用戶組織會(huì)員有近百家總部在丹麥采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-50170(1) 由物理層數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層組成屏蔽雙絞線作傳輸介質(zhì)最多為125 節(jié)點(diǎn)其中主站可多達(dá)32個(gè)虛擬令牌傳送NRZ 碼進(jìn)行異步通信主要用于農(nóng)業(yè)灌溉和水廠自動(dòng)化。丹麥公司Process-Data A/S 提出的P-Net，該總線主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、食品等行業(yè)；HART 現(xiàn)場總線

43、的類型HART（可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路）HART是Highway Addressable Remote Transducer的縮寫，最早由Rosemount公司開發(fā)。其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過渡產(chǎn)品。其通信模型采用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。由于它采用模擬數(shù)字信號(hào)混和，難以開發(fā)通用的通信接口芯片。HART能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆的要求，并可用于由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。DeviceNetDeviceNet是一種低成本的通信連接也是一種簡單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，有著開放的

44、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。DeviceNet具有的直接互聯(lián)性不僅改善了設(shè)備間的通信而且提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)陣地功能。DeviceNet基于CAN技術(shù)，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)為64個(gè)，其通信模式為：生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer），采用多信道廣播信息發(fā)送方式。位于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備可以自由連接或斷開，不影響網(wǎng)上的其他設(shè)備，而且其設(shè)備的安裝布線成本也較低。DeviceNet總線的組織結(jié)構(gòu)是Open DeviceNet Vendor Association（開放式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)，簡稱“ODVA”）。4現(xiàn)場總線控制組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)由測

45、量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)三個(gè)部分組成，而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)它的軟件是系統(tǒng)的重要組成部分，控制系統(tǒng)的軟件有組態(tài)軟件、維護(hù)軟件、仿真軟件、設(shè)備軟件和監(jiān)控軟件等。首先選擇開發(fā)組態(tài)軟件、控制操作人機(jī)接口軟件MMI。通過組態(tài)軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計(jì)算。優(yōu)化控制及邏輯控制報(bào)警、監(jiān)視、顯示、報(bào)表等?，F(xiàn)場總線的測量系統(tǒng)其特點(diǎn)為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計(jì)算能力等更多功能，由于采用數(shù)字信號(hào)，具有高分辨率，準(zhǔn)確性高、抗干擾、抗畸變能力強(qiáng)，同時(shí)還具有儀表設(shè)備的狀態(tài)信息，可以對(duì)處理過程進(jìn)行調(diào)整。設(shè)備管理系統(tǒng)可以提供設(shè)備自身