一、現場總線簡介
隨著控制、計算機、通訊、網絡等技術的發(fā)展，信息交換溝通的領域正在迅速覆蓋從工廠的現場設備層到控制、管理的各個層次、覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場。
信息技術的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結構的變革，逐步形成以網絡集成自動化系統(tǒng)為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)。現場總線就是順應這一形勢發(fā)展起來的新技術。
現場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。它的出現，標志著工業(yè)控制領域又一個新時代的開始，并將對該領域的發(fā)展產生重要影響。
現場總線是應用在生產現場、在微型計算機化測量控制設備之間實現雙向串行多節(jié)點數字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數字化、多點通信的底層控制網絡。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動化系統(tǒng)中具有廣泛的應用背景。
現場總線技術將于微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自具有數字計算和通信能力，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成的網絡系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協議，在位于現場的多個微型計算機化測量控制設備之間以及現場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。簡而言之，它把單個分散的測量控制設備變成網絡節(jié)點，以現場總線為紐帶，連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務的網絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。它給自動化領域帶來的變化正如眾多分散的計算機被網絡連接在一起，使計算機的功能、加入到信息網絡的行列。因此把現場總線技術說成是一個控制技術新時代的開端并不過分。
使用現場總線技術給用戶帶來的好處：
1、節(jié)省硬件成本
2、設計組態(tài)安裝調試簡便
3、系統(tǒng)的安全可靠性好
4、減少故障停機時間
5、用戶對系統(tǒng)配置設備選型有大的自主權
6、系統(tǒng)維護設備更換和系統(tǒng)擴充方便
7、完善了企業(yè)信息系統(tǒng)為實現企業(yè)綜合自動化提供了基礎
二、現場總線的種類
在過去的10年內，出現了許多的總線產品，較流行的有：德國Bosch公司設計的CAN網絡（Controller Area Network）,美國Echelon公司設計的LonWorks網絡（Local Operation Network），按德國標準生產的Profibus(Profess FieldBus)總線，Rosemount公司設計的Hart（Highway Addressable Remote Transducer）總線，羅克韋爾自動化公司的DeviceNet 和ControlNet等。它們在一定的程度上獲得了應用并取得了效益，對現場總線技術的發(fā)展和促進發(fā)揮了重要的作用，但都未能統(tǒng)一成為標準，因而其應用必然受到產品技術程度不足的限制，難以構成真正的FCS。
現場總線的分類方法很多，這里，我們采用IECSC65c/WG6委員會主席Richard H.Caro的分類方法，將現場總線分為以下3類。
（1） 全功能數字網絡
這類現場總線提供從物理層到用戶層的所有功能，標準化工作進行得較為完善。這類總線包括：IEC/ISA現場總線，IEC和美國國家標準。Foundation FieldBus實現了IEC/ISA現場總線的一個子集。Profibus-PA和DP是德國標準，歐洲標準的一部分。LonWorks是Echelon公司的專有現場總線，在建筑自動化、電梯控制、安全系統(tǒng)中得到廣泛的應用。
（2） 傳感器網絡
這類現場總線包括羅克韋爾自動化公司的DeviceNet，Honeyweill microswitch公司的 SDS。
它們的基礎是CAN（高速ISO11898；低速ISO11519）。 CAN出現于20世紀80年代，初應用于汽車工業(yè)。許多自動化公司在CAN的基礎上建立了自己的現場總線標準。
（3） 數字信號串行線
現場總線，不提供應用層和用戶層。例如Seriplex ，Interbus-S，ASI等。
三、現場總線的原理和發(fā)展概況
現場總線的實質：現場總線由于標準實質上并未統(tǒng)一，所以對現場總線的定義是各有各的定義。
下面給出是現場總線的一種定義：電工委員會IEC標準。
現場總線是連接智能現場設備和自動化系統(tǒng)的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡?，F場總線的實質含義表現在以下6個方面。
1、現場通信網絡
用于過程以及制造自動化的現場設備或現場儀表互聯的通信網絡。
2、現場設備互聯
現場設備或現場儀表是指傳感器、變速器和執(zhí)行器等，這些設備通過一對傳感線互聯，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖和電源線等，并可根據需要因地制宜地選擇不同類型的傳輸介質。
3、互操作性
現場設備或現場儀表種類繁多，沒有任何一家制造商可以提供一個工廠所需要的全部現場設備，所以，互相連接不同制造商的產品是不可避免的。用戶希望對不同品牌的現場設備統(tǒng)一組態(tài)，構成他所需的控制回路。這些就是現場總線設備互操作性的含義?，F場設備互聯是基本的要求，只有實現互操作性，用戶才能自由地集成FCS。
4、分散功能塊
FCS廢棄了DCS的輸入/輸出單元和控制站，把DSC控制站的功能塊分散地分配給現場儀表，從而構成虛擬控制站。由于功能塊分散在多臺儀表中，并可統(tǒng)一組態(tài)，故供用戶靈活選用各種功能，構成所需地控制系統(tǒng)，實現*地分散控制。
5、通信線供電
通信線供電方式允許
