隨著過程控制技術、自動化儀表技術和計算機網(wǎng)絡技術的成熟和發(fā)展，控制領域又發(fā)生了一次技術變革。這次變革使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)(如集散控制系統(tǒng))無論在結(jié)構(gòu)上還是在性能上都發(fā)生了巨大的飛躍，這次變革的基礎就是現(xiàn)場總線技術的產(chǎn)生。

　　當前流行的幾類現(xiàn)場總線

　　1、基金會現(xiàn)場總線FF

　　基金會現(xiàn)場總線FF是在過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發(fā)展前景的一種技術。

　　基金會現(xiàn)場總線分為H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為31.25Kbps，通信距離可達1.9km，可支持總線供電和本質(zhì)安全防暴環(huán)境。H2的傳輸速率可為1Mbps和2.5Mbps兩種，通信距離為750m和500m。物理傳輸介質(zhì)可為雙絞線、光纜和無線，其傳輸信號采用曼切斯特編碼?；饡F(xiàn)場總線以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集。FF總線包括FF通信協(xié)議、ISO模型中的2～7層通信協(xié)議的通棧、用于描述設備特性及操作接口的DDL設備描述語言、設備描述字典，用于實現(xiàn)測量、控制、工程量轉(zhuǎn)換的應用功能塊，實現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)管理功能的系統(tǒng)軟件技術以及構(gòu)筑集成自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術。

　　2、CAN總線

　　CAN總線最早是由德國Bosch公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。其總線規(guī)范已被ISO國際標準組織制定為國際標準，并且廣泛應用于離散控制領域。它也是基于OSI模型，但進行了優(yōu)化，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層，提高了實時性。其節(jié)點有優(yōu)先級設定，支持點對點、一點對多點、廣播模式通信。各節(jié)點可隨時發(fā)送消息。傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率與總線長度有關。CAN總線采用短消息報文，每一幀有效字節(jié)數(shù)為8個;當節(jié)點出錯時，可自動關閉，抗干擾能力強，可靠性高。

　　3、LonWorks總線

　　LonWorks技術是美國ECHELON公司開發(fā)，并與Motorola和東芝公司共同倡導的現(xiàn)場總線技術。它采用了OSI參考模型全部的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。LonWorks技術的核心是具備通信和控制功能的Neuron芯片。Neuron芯片實現(xiàn)完整的

　　4、PROFIBUS總線

　　PROFIBUS是符合德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50179的現(xiàn)場總線，包括PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA三部分。它也只采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層。PROFIBUS支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。主站對總線具有控制權，主站間通過傳遞令牌來傳遞對總線的控制權。取得控制權的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。

　　5、HART總線

　　HART協(xié)議是由Rosemount公司于1986年提出的通信協(xié)議。它是用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備間通信的一種協(xié)議。它包括ISO/OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。HART通信可以有點對點或多點連接模式。這種協(xié)議是可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，其特點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡產(chǎn)品，因而在當前的過渡時期具有較強市場競爭力，在智能儀表市場上占有很大的份額。

　　結(jié)束語

　　當前，各種形式的現(xiàn)場總線協(xié)議并存于控制領域。在樓宇自控領域，Lonworks和CAN網(wǎng)絡具有一定的優(yōu)勢；在過程自動化領域，主要有過渡型的HART協(xié)議、得到廣泛支持的FF現(xiàn)場總線協(xié)議以及同樣較有競爭力的PROFIBUS協(xié)議。HART協(xié)議將是目前幾年內(nèi)智能化儀表的主要通信協(xié)議；基金會現(xiàn)場總線FF是過程自動化領域中較有前途的一種現(xiàn)場總線，得到許多自動化儀表設備廠商的支持；由于Lonworks技術的開放性，國內(nèi)出現(xiàn)了利用它開發(fā)控制系統(tǒng)的許多開發(fā)商。

　　總線標準的制定工作并非一帆風順，由于行業(yè)與地域發(fā)展等歷史原因，加上各公司和企業(yè)集團受自身利益的驅(qū)使，致使現(xiàn)場總線的國際化標準工作進展緩慢。但是，發(fā)展共同遵從的統(tǒng)一的標準規(guī)范，真正形成開放式互連系統(tǒng)，是大勢所趨。