第1講現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

1.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線定義現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的定義

現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)。涉及智能儀表、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)

用于過(guò)程及制造自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或儀表、傳感器、變送器和執(zhí)行器等。這些設(shè)備通過(guò)一對(duì)傳輸線互連，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖和電源線等互操作性 對(duì)不同廠商不同品牌的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路，并且具備相互操作的功能1.1.4現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)總線概述分散功能塊

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(chǎng)儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站

例：流量變送器不僅具有流量信號(hào)變換、補(bǔ)償和累加輸入模塊，而且有PID控制和運(yùn)算功能塊。調(diào)節(jié)閥的基本功能是信號(hào)驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行，還內(nèi)含輸出特性補(bǔ)償模塊，或PID控制和運(yùn)算模塊，甚至閥門(mén)特性自檢驗(yàn)和自診斷功能。1.1.4現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)總線概述通信線供電 允許現(xiàn)場(chǎng)儀表直接從通信線上獲取能量，對(duì)于要求本征安全的低功耗現(xiàn)場(chǎng)儀表，可采用這種供電方式開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò) 既可與同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可以與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享1.1.4現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.1.5現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)—FCS與DCS的對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)總線概述結(jié)構(gòu)

FCS:一對(duì)多：一對(duì)傳輸線接多臺(tái)儀表，雙向傳輸多個(gè)信號(hào)

DCS:一對(duì)一：一對(duì)傳輸線接一臺(tái)儀表，單向傳輸一個(gè)信號(hào)可靠性

FCS:可靠性好：數(shù)字信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，精度高； DCS:可靠性差：模擬信號(hào)傳輸不僅精度低，而且容易受干擾“失控”狀態(tài)

FCS:操作員在控制室既可以了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作狀況，也能對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，還可以預(yù)測(cè)或?qū)ふ夜收?，使設(shè)備始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)視與可控狀態(tài)之中；

DCS:操作員在控制室既不能了解模擬儀表的工作狀態(tài)，也不能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，更不能預(yù)測(cè)故障，導(dǎo)致操作員對(duì)儀表處于“失控”狀態(tài)1.1.5現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)—FCS與DCS的對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)總線概述互換性

FCS:用戶可以自由選擇不同制造商提供的性能價(jià)格比最優(yōu)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表，并將不同品牌的儀表互連；

DCS:盡管模擬儀表統(tǒng)一了信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)(4-20mADC)，可大部分參數(shù)仍由制造廠自定，致使不同品牌的儀表互換難度較大儀表

FCS:智能儀表，除了具有模擬儀表的檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ芡?，還具有數(shù)字通信能力，并且具有控制和運(yùn)算的能力； DCS:模擬儀表只具有檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ芸刂?/p>

FCS:控制功能分散在各個(gè)智能儀表中； DCS:所有控制功能集中在控制站中1.1.5現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)—結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由于采用智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，能夠把DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，在現(xiàn)場(chǎng)直接完成采集和控制。由于不需要其他的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，且一對(duì)電線能傳輸多個(gè)信號(hào)，因而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設(shè)備及安裝維護(hù)費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線概述系統(tǒng)的開(kāi)放性

通信協(xié)議公開(kāi)，各不同廠家的設(shè)備之間可進(jìn)行互連并實(shí)現(xiàn)信息交換互可操作性與互用性現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性1.1.5現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)—技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線概述節(jié)省硬件數(shù)量與投資節(jié)省安裝費(fèi)用節(jié)約維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性1.1.5現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)—優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.1.8現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)

制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參照OSI七層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)大多采用第1層(物理層)、第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)和第7層(應(yīng)用層)，并增加第8層用戶層。物理層：定義了信號(hào)的編碼與傳送方式、傳送介質(zhì)、接口的電氣及機(jī)械特性、信號(hào)傳輸速率等現(xiàn)場(chǎng)總線有兩種編碼方式：Manchester和NRZ，前者同步性好，但頻帶利用率低，后者剛好相反。前者采用基帶傳輸，后者采用頻帶傳輸。傳輸介質(zhì)主要有：有線電纜、光纖和無(wú)線介質(zhì)。應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.1.8現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)鏈路層

分為兩個(gè)子層：介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)和邏輯鏈路控制層(LLC)。MAC對(duì)傳輸介質(zhì)傳送的信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收控制；LLC對(duì)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)傳送到指定的設(shè)備上。現(xiàn)場(chǎng)總線上的設(shè)備可以是主站，也可以是從站。

MAC層的三種協(xié)議：集中式輪詢協(xié)議、令牌總線協(xié)議和總線仲裁協(xié)議。應(yīng)用層

分為兩子層：應(yīng)用服務(wù)層(FMS)，用于為用戶提供服務(wù)；現(xiàn)場(chǎng)總線存取層(FAS)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的連接用戶層

定義了從現(xiàn)場(chǎng)裝置中讀寫(xiě)信息和向網(wǎng)絡(luò)中其他裝置分派信息的方法，即規(guī)定了供用戶組態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)“功能模塊”現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)直接面向生產(chǎn)過(guò)程，因此要求很高的實(shí)時(shí)性、可靠性、數(shù)據(jù)完整性和可用性；因此一般只包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層；要完成與上層工廠信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和傳遞；統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)應(yīng)具有三層結(jié)構(gòu)，從底向上依次是：過(guò)程控制層(PCS)、制造執(zhí)行層(MES)、企業(yè)資源規(guī)劃層(ERP)現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)工業(yè)局域網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)Internet過(guò)程控制層PCS制造執(zhí)行層MES企業(yè)資源規(guī)劃層ERP現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)過(guò)程控制層依照現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，智能設(shè)備采用功能塊的結(jié)構(gòu)，通過(guò)組態(tài)設(shè)計(jì)，完成數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、溫度壓力補(bǔ)償、PID控制等功能。智能轉(zhuǎn)換模塊對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)儀表的電流電壓進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換和補(bǔ)償。過(guò)程控制層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)形網(wǎng)：時(shí)延確定性好，重載時(shí)網(wǎng)絡(luò)效率高； 總線網(wǎng)：成本低，時(shí)延不確定，重載時(shí)效率低； 樹(shù)形網(wǎng)：可擴(kuò)張性好，頻帶較寬，但節(jié)點(diǎn)間通信不便； 令牌總線網(wǎng)：物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)制造執(zhí)行層從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)，完成各種控制、運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警和趨勢(shì)分析等功能，還包括控制組態(tài)的設(shè)計(jì)和下裝。通過(guò)總線接口轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段和以太網(wǎng)段的連接。企業(yè)資源規(guī)劃層 在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下構(gòu)建一個(gè)安全的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。 首先將中間監(jiān)控層的數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息轉(zhuǎn)入上層關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，使遠(yuǎn)程用戶能通過(guò)瀏覽器查詢網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控； 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和整理，為相關(guān)的各種管理、經(jīng)營(yíng)決策提供支持，實(shí)現(xiàn)管控一體化?，F(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)的區(qū)別用途不同 現(xiàn)場(chǎng)總線主要用于對(duì)生產(chǎn)、生活設(shè)備的控制； 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)主要用于通信、辦公，提供文字、聲音和圖像等數(shù)據(jù)信息。技術(shù)要求不同 現(xiàn)場(chǎng)總線要求具備高度的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性，網(wǎng)絡(luò)接口盡可能簡(jiǎn)單，成本盡量降低，數(shù)據(jù)量一般較??； 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則需要大批量數(shù)據(jù)傳輸和處理?，F(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線與管理信息網(wǎng)絡(luò)的特性比較特性現(xiàn)場(chǎng)總線管理信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視與控制能力強(qiáng)弱可靠性與故障容限高高實(shí)時(shí)響應(yīng)快中信息報(bào)文長(zhǎng)度短長(zhǎng)OSI相容性低中、高體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議復(fù)雜性低中、高通信功能級(jí)別中級(jí)大范圍通信速率低、中高抗干擾能力強(qiáng)中現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線與上層網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)第一種方式：采用專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)完成不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，把現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段或DCS網(wǎng)段連接到以太網(wǎng)上。第二種方式：將現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入工業(yè)PC機(jī)插槽上，在PC機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。第三種方式：將Web服務(wù)器直接置入PLC或現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備內(nèi)，借助Web服務(wù)器和通用瀏覽工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)交互?，F(xiàn)場(chǎng)總線概述采用專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)總線概述將現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入工業(yè)PC機(jī)插槽上現(xiàn)場(chǎng)總線概述控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)適應(yīng)工業(yè)控制應(yīng)用環(huán)境，要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，安全性好；網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖菧y(cè)控?cái)?shù)據(jù)及其相關(guān)信息，短幀，傳輸速率低標(biāo)準(zhǔn)支持(國(guó)際、國(guó)家、地區(qū)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)數(shù)等網(wǎng)絡(luò)性能

傳輸速率、時(shí)間同步準(zhǔn)確度、訪問(wèn)控制方式等測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用考慮市場(chǎng)及其他因素1.2.3現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)集成應(yīng)考慮的因素現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.3.1基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(FF)1.3.2PROFIBUS1.3.3LonWorks1.3.4CAN1.3.5HART現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.3現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介前身為以Fisher-Rousemount公司為首，聯(lián)合Foxboro、橫河、ABB、西門(mén)子等公司的ISP協(xié)議，以及以Honeywell為首的WorldFIP協(xié)議，合并后成立現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)；以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，并增加用戶層；分低速H1(31.25Kbps,距離1900m)和高速H2(1Mbps,750m和2.5Mbps,500m)兩種通信速率；介質(zhì)支持雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射，傳輸信號(hào)采用曼徹斯特編碼1.3.1基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線概述德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)；參考模型也是ISO/OSI模型；由PROFIBUS-DP、-FMS和-PA組成；

PROFIBUS-DP型用于分散外設(shè)間的高速傳輸，適用于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用；

PROFIBUS-PA用于過(guò)程自動(dòng)化。

PROFIBUS-FMS為現(xiàn)場(chǎng)信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、PLC等一般自動(dòng)化；傳輸速率為9.6Kbps-12Mbps，最大傳輸距離為9.6Kbps時(shí)1200m，1.5Mbps時(shí)200m，可用中繼器延長(zhǎng)至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線、光纜。1.3.2Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線概述由美國(guó)Echelon公司和Motorola、Toshiba公司倡導(dǎo)；采用ISO/OSI模型的全部七層協(xié)議；通信速率300bps-1.5Mbps，支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻等多種介質(zhì)；采用Neuron芯片，包含3片8位CPU，分別完成1-2層、3-6層協(xié)議和應(yīng)用處理；鼓勵(lì)OEM開(kāi)發(fā)商運(yùn)用LonWorks和神經(jīng)元芯片開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用產(chǎn)品。1.3.3LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線概述是控制器局域網(wǎng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，由德國(guó)BOSCH公司提出，得到Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司支持；采用ISO/OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層；通信速率最高1Mbps/40m，傳輸介質(zhì)為雙絞線；采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低；1.3.4CAN現(xiàn)場(chǎng)總線概述是HighwayAddressableRemoteTransducer的縮寫(xiě)，即可尋址遠(yuǎn)程傳感高速通道。由Rosemount公司提出，并于1993年成立HART通信基金會(huì)；特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的工業(yè)過(guò)程控制的過(guò)渡性產(chǎn)品；由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層組成。物理層采用FSK(頻移鍵控)技術(shù)在4-20mA信號(hào)上疊加一個(gè)頻率信號(hào)，代表0和1；支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式，數(shù)據(jù)更新速率為2-3次/秒，傳輸距離最大3000m1.3.5HART現(xiàn)場(chǎng)總線概述以太網(wǎng)通信特性以太網(wǎng)通信特性負(fù)荷越小，碰撞越少負(fù)荷在10%左右時(shí)，基本無(wú)碰撞負(fù)荷在25%以下時(shí)，以太網(wǎng)的通信響應(yīng)時(shí)間明顯短于令牌網(wǎng)（如ARCnet）現(xiàn)場(chǎng)總線概述一般商用環(huán)境下的以太網(wǎng)負(fù)荷瞬時(shí)流量變化大，無(wú)法預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷波動(dòng)大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越多，碰撞越頻繁

因此在商用環(huán)境下，無(wú)通信響應(yīng)實(shí)時(shí)性可言現(xiàn)場(chǎng)總線概述工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信特點(diǎn)傳輸?shù)男畔⒘可?，信息長(zhǎng)度都比較小周期性信息較多測(cè)量、控制信息非周期性信息較少用戶操作指令、組態(tài)信息、診斷信息等等報(bào)警等突發(fā)性事件信息需要傳輸?shù)男畔⑸倬W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較為平穩(wěn)信息流向具有明顯的方向性節(jié)點(diǎn)數(shù)少現(xiàn)場(chǎng)總線概述今天的以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)昨天的以太網(wǎng)今天的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇偩€型星型、總線型集線器共享式交換式通信速率幾M10、100、1000M、……傳輸介質(zhì)粗同軸電纜光纖、粗纜、細(xì)纜、雙絞線通信方式半雙工半雙工、全雙工芯片成本高于$1000十幾人民幣芯片應(yīng)用環(huán)境商業(yè)級(jí)工業(yè)級(jí)芯片已有問(wèn)世應(yīng)用商業(yè)終端幾乎所有領(lǐng)域軟硬件資源有限豐富被認(rèn)知程度不熟悉非常熟悉、幾乎無(wú)需培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)總線概述以太網(wǎng)完全能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)性要求以太網(wǎng)具有ARCnet等專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：技術(shù)通用，與信息網(wǎng)絡(luò)IT技術(shù)兼容價(jià)格低廉供應(yīng)方便培訓(xùn)、維護(hù)簡(jiǎn)單與令牌網(wǎng)相比，以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)場(chǎng)總線概述什么是工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)上，工業(yè)以太網(wǎng)與商用以太網(wǎng)（即ISO/IEC8802;IEC61784-1;IEEEStd1588:2002;IEEE802.1D&Q標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)兼容應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境（主要指生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境）必須滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信的需求將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于控制器間、甚至是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的工業(yè)通信支持現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的Internet能力，但必須滿足現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的工業(yè)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的以下特征實(shí)時(shí)性，即時(shí)間確定性通信；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如驅(qū)動(dòng)器）時(shí)間同步的行為充分而頻繁的交換非常小的數(shù)據(jù)記錄現(xiàn)場(chǎng)總線概述工業(yè)以太網(wǎng)的技術(shù)要求（1）具有較好的響應(yīng)實(shí)時(shí)性工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不僅要求傳輸速度快，而且在工業(yè)自動(dòng)化控制中還要求響應(yīng)快，即響應(yīng)實(shí)時(shí)性要好，一般為為毫秒~0.1秒級(jí)（2）容錯(cuò)性要求在網(wǎng)絡(luò)局部鏈路出現(xiàn)故障的情況下，能在很短的時(shí)間內(nèi)重新建立新的網(wǎng)絡(luò)鏈路（3）力求簡(jiǎn)潔以減小軟硬件開(kāi)銷(xiāo)，從而減低設(shè)備成本，同時(shí)也可以提高系統(tǒng)的健壯性（4）開(kāi)放性要好工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)盡量不要采用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線概述需要解決的關(guān)鍵技術(shù)通信實(shí)時(shí)性技術(shù)總線供電技術(shù)互可操作技術(shù)遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)可靠性與抗干擾技術(shù)本質(zhì)安全……現(xiàn)場(chǎng)總線概述國(guó)家“863”計(jì)劃組織攻關(guān)情況一個(gè)重點(diǎn)課題“基于高速以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制設(shè)備”（編號(hào)：2001AA413010）承擔(dān)單位：浙江大學(xué)參加單位：浙大中控、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)二個(gè)面上課題“現(xiàn)場(chǎng)級(jí)無(wú)線以太網(wǎng)協(xié)議研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)”（編號(hào)：2001AA413610）承