现场总线现状与发展
浅谈现场总线的发展现状
了安装 成本和维修费用 ， 为实现企 业 “ 综合 自
动化”奠定 了现场级的过程 自 化基础 。 动 现场 总线 控制技 术 已成 为世 界上新 的 自动技 术热 点， 被誉为跨世 纪的 自控新技 术。
（） ８分散控制 ；
（） ９统一组态 ； （ ０开 放式 系统 。 １）
３现场总线的国际标准 １现场总线的含义
维普资讯
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浅谈现 场总线 的发展现 状
郭桂仙 齐明侠 孟营 彭步峰 郭亮亮 （． １ 中国石油大学 （ ） 电学院 ； ２ 胜利油 Ｉ井下作业公 司 华东 机 ． ｔ ｌ ３ 胜利油 田胜利 电器有限公司 ； ４ 济南大学土木工程建筑系 ） ． ． 摘 要 ： 场总线近年 来成为 世界上新 的 自动化技 术热 点 ， 现 被誉为跨 世纪的 自控新技 术。本 文介绍 了现场总线 的含义 、特 点、国际标 准 、几种 常用 的现 场总 线 及现 场 总线 的发 展趋 势 。 关键词 ： 现场总线 自 动化 网络 控制 中图分类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３ ０ ３（０ ７０ （）０ ７ — ２ １７— ５ ４２ ０）８ｃ一 １２ ０
Ｎｅ 。 ｔ 再加 上 Ｉ Ｏ 的 ＣＡＮ （ ｎ ｔ ｏ Ａｒ ａ Ｓ Ｃｏ ｇ ｒ ｌ ｅ
Ｎｅ — ｏ ｋ ， ｔ ｗ ｒ ） 共有 ｌ ２种 。 每种总线都 力图扩展其应用 ， 以扩张其势 力范 围。大 多数 总 线都成立 了相应 的 国际组 织， 力图在制 造商和 用户 中建立 影响 ， 以取得 多方面的支 持 ， 同时也显 现 出其技 术是开 放 。
INTERBUS现场总线技术及其发展
INTERBUS现场总线技术及其发展2005 年5 月，INTERBUS 现场总线正式成为我国行业标准JB/TIO308.8《测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型8：INTERBUS《规范》。
INTERBUS 是世界上开发最早的现场总线，早在1984 年就由德国Phoenix Contact 公司研发，并得到Interbus Club 国际组织支持。
由于该总线的快速发展和广泛使用，INTERBUS 已先后成为DIN19258 德国标准、EN50254 欧洲标准和IEC61158 现场总线国际标准。
INTERBUS 在全球有1000 多家总线设备生产商，提供多达2500 种产品。
到目前为止，INTERBUS 现场总线在世界各地的节点安装突破750 万，在各种现场总线中名列第二。
1、INTERBUS 系统结构与规范INTERBUS 是数字的串行通信系统，用于控制系统（如何编程序控制器）与工业传感器和执行器类现场设备之间的通信。
INTERBUS 总线使用中央主——从访问方式和树状拓扑结构，用于所连接的主站系统应用与从站应用程序之间数据的交换，其系统结构图示于图1。
INTERBUS 协议给用户提供了两个数据传输通道：过程数据通道和参数通道。
组合两种通道形成混合的网络通信结构。
从主站开始的网段是第一网段（一组从站），同时该网段可通过总结耦合器扩展更多网段。
从站和总线耦合器不带地址，它们的地址是由其在环中的位置决定。
图1 INTERBUS 系统结构对于INTERBUS 系统来说，整个系统是由互相连接的总线段构成。
INTERBUS 总线可分为三种不同的总线段，即远程总线段、本地总线段和Interbus 环路段。
每个远程总线段开始于一个远程总线终端模块，一个远程总线的最大长度为400 米（铜缆），整个INTERBUS 系统的总长可达12.8 公里。
现场总线技术概述
信息量大、易操作、容错性好等。
组成：由操作站、管理机和外部设备（如打印机）等组 成，相当于车间操作管理级和全厂优化及调度管理级， 实现人机接口。
1.2.1 DCS的结构
3.通信系统部分
连接分散过程控制装置以及集中操作和管理系统等 进行信息交换和数据共享的计算机通信网络，是DCS 控制系统的中枢。
由于嵌入式技术的发展，许多测量变送仪表和执行机构等现场设 备实现了智能化，即内置微处理器，完成诸如线性化、量程转换、 数字滤波甚至回路调节等功能。
因此，对于这些智能现场设备增加一个串行数据接口（如RS232/485）是非常方便的。有了这样的接口， 控制器就可以按其 规定协议，通过串行通信方式（而不是并行I/O方式）完成对现场 设备的监控。
的模拟量接口（4~20mA） 双向通信方式使传输的信息量大大丰富
1.1 自动控制系统的发展及体系结构
(4)现场总线控制系统Fieldbus Control System
操作站
通信接口
现场总线
监控网络
通信接口 现场总线接口
控制回路
1.1 自动控制系统的发展及体系结构
(4)现场总线控制系统Fieldbus Control System
FCS的新特征 FCS用现场总线替代DCS中的I/O总线，并且直接用
于生产现场； FCS用现场总线数字仪表替代DCS中的现场模拟仪表，
实现更复杂的功能。
1.1 自动控制系统的发展及体系结构
传统控制系统的主要缺点
（1）信息集成能力不强 控制器与现场设备之间通过I/O连线连接，传送4~20mA模拟量信 号或24VDC开关量信号，并以此监控现场设备。 控制器获取信息量有限，如设备参数、故障记录等有用数据很难 得到。
车辆CAN总线概述(完整版)
一．CAN总线简介1. CAN总线的发展历史20世纪80年代初期，欧洲汽车工业的蓬勃发展，车辆电子信息化程度的也不断提高。
当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线，但是传统的线束式汽车电子系统已经不能满足车辆电子信息功能发展的需求。
为了解决这一制约现代汽车电子信息化发展的瓶颈，德国Bosch公司设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上，经过试验，这一总线能够有效解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，并且能够减少不断增加的信号线。
所以在1986年Bosch公司正式公布了这一总线，且命名为CAN总线。
CAN控制器局部网（CAN—Controller Area Network）属于现场总线的畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，它具有很高的网络安全性、通信可靠性和实时性，简单实用，网络成本低，特别适用于汽车计算机控制系统和环境恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境，因此CAN总线在诸多现场总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词，CAN总线开始进入快速发展时期：1987年Intel公司生产出了首枚CAN控制器（82526）。
不久，Philips公司也推出了CAN 控制器82C200；1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规，CAN2.0包括A和B两个部分为促进CAN以与CAN协议的发展，1992在欧洲成立了国际用户和厂商协会（CAN in Automation，简称CiA），在德国Erlangen注册，CiA总部位于Erlangen。
CiA提供服务包括：发布CAN的各类技术规，免费下载CAN文献资料，提供CANopen规DeviceNet规；发布CAN产品数据库，CANopen产品指南；提供CANopen 验证工具执行CANopen认证测试；开发CAN规并发布为CiA标准。
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法现场总线（Fieldbus）是一种新型的工业通信技术，它是以数字化的方式将数据传输到工业现场设备和控制系统之间的通信总线。
现场总线的出现大大提高了工业自动化的可靠性、效率、安全和灵活性。
下面将介绍现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用和使用方法。
一、发展历程现场总线的发展可追溯到20世纪70年代，当时欧洲的一些机构开始研究数字控制系统。
80年代初，德国联邦教育研究部门的PLC工艺小组提出了“第三代工厂控制理论”，并提出了“现场总线”的概念。
90年代初，现场总线开始应用于工业自动化领域，并逐渐发展成为主流的工业通信技术。
二、特点及分类1. 特点（1）数字化传输：现场总线采用数字化通信方式，避免了模拟信号的干扰和失真，提高了数据的可靠性和准确性。
（2）灵活性：现场总线可以连接多种类型的设备和控制系统，实现设备之间的信息交换和协同工作。
（3）可扩展性：现场总线可以根据工业自动化系统的需求进行扩展和升级，具有很高的灵活性和适应性。
（4）实时性：现场总线可以实现实时数据传输和控制，提高了工业生产的效率和精度。
（5）安全性：现场总线支持加密和认证技术，保障了工业通信的安全性和可靠性。
2. 分类目前常用的现场总线主要有以下几种：（1）Profibus：是德国西门子公司研发的一种现场总线，可以实现高速数据传输和设备的实时控制。
（2）Modbus：是Modicon公司开发的一种现场总线，适用于数据采集和控制。
（3）CAN总线：是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的现场总线，具有高速、可靠、抗干扰等特点。
（4）DeviceNet：是美国罗克韦尔公司开发的一种现场总线，适用于工业设备之间的通信和控制。
三、主要应用现场总线广泛应用于各个工业领域，包括制造业、石化、水处理、电力等。
主要应用包括以下几个方面：（1）数据采集和监控：现场总线可以实现对工业设备的数据采集和监控，提高了生产过程的可靠性和效率。
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法一、现场总线的发展历程现场总线(Fieldbus)技术起源于20世纪80年代，当时主要是为了解决工业控制系统中数据传输和设备互联的问题。
随着技术的不断发展，现场总线技术已经成为现代工业自动化领域的关键技术之一。
1. 20世纪80年代初期，现场总线技术的研究与应用逐渐兴起，主要应用于石油、化工、钢铁等行业的过程控制系统。
2. 20世纪90年代，随着工业控制系统的发展和技术的进步，现场总线技术得到了广泛应用，几乎涵盖了所有工业生产领域。
3. 21世纪初至今，现场总线技术已经成为工业自动化系统的核心技术，越来越多的企业使用现场总线技术实现设备互联和数据传输。
二、现场总线的特点1. 开放性：现场总线技术遵循统一的国际标准，实现了不同厂商设备之间的互通互联。
2. 高可靠性：现场总线技术采用数字通信技术，具有抗干扰能力强和数据传输可靠的特点。
3. 高效率：现场总线技术可以实现设备之间的直接通信，减少了传统集中控制方式中的数据处理环节，提高了系统的响应速度和工作效率。
4. 易扩展性：现场总线技术采用网络式结构，扩展设备非常方便，可以根据实际需要进行灵活配置。
5. 低成本：现场总线技术可以减少布线、降低系统复杂度，从而减轻了系统维护和运行成本。
三、现场总线的分类根据现场总线的应用领域、通信协议和传输速率等特点，现场总线主要分为以下几类：1. 过程自动化现场总线：如FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS PA 等，主要用于过程控制系统中，实现设备之间的数据传输和控制。
2. 工厂自动化现场总线：如PROFIBUS DP、DeviceNet、CANopen 等，主要用于工厂自动化系统中，实现设备之间的数据交换和通信。
3. 传感器/执行器现场总线：如AS-i、IO-Link等，主要用于传感器、执行器等设备之间的通信。
四、现场总线的主要应用现场总线技术广泛应用于石油、化工、钢铁、电力、造纸、建材等工业领域，主要用于以下几个方面：1. 设备监控与控制：通过现场总线实现设备之间的实时数据采集、监控和控制。
现场总线简介
现场总线在火电厂的应用一、现场总线是自动化发展的必然产物80年代末期开始发展起来的现场总线技术和产品，以及由此组成的控制系统——现场总线控制系统(FCS，Fieldbus Control System)，引发了自动控制领域的革命。
进入20世纪90年代，现场总线控制系统走向实用化。
根据国际电工委员会定义：现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。
过程领域：FCS的另一个前沿是过程控制自动化，典型用户是石油化工。
它是模拟量的监控，它是由DCS与PLC发展而来的。
电站自动化控制属于该领域。
现场总线的基础是智能现场装置，它们遵循统一的总线协议，实现双向数字通信，具有多种智能化功能，增加现场级的信息处理和控制能力的现场装置。
目前国内可选则的总线接口的变送器、执行机构、电机启动器、超声波液位（物位）、变频器等已有很多进口和国产品牌，所以以前由于智能现场装置所限制的现场总线应用可以说目前已得到解决。
二、现场总线的优势开放的、全数字化和双向、多站的通讯网络，与多功能的智能化现场数字仪表是FCS的主要特征，它将使自动控制系统的效能产生巨大的飞跃，同时可降低设计、施工、调试、运行、维护和系统扩展等方面的综合费用。
目前对现场总线技术优点的认识体现在以下方面：2．1 节约成本采用现场总线后，控制系统的电缆、端子、电缆槽、桥架的用量减少，接线及查线的工作量减少。
当需要增加现场总线设备时，可就近连接在现有现场总线网段上，既节省投资，又减少设计、安装的工作量。
据有关典型试验工程的测算资料表明，可节约安装费用30%以上。
另外，现场总线变送器和阀门定位器在安装前无需进行单表的校验调试，安装后只需在DCS的资源管理器中检查现场总线设备的参数就能确认现场总线设备是否正常，阀门的行程可在DCS中做回路调试时再进行检查，节省了调试时间和调试费用。
现场总线在初期和现在以及将来都能带来大幅度的成本节约。
简述基金会现场现场总线的定义和发展历程
简述基金会现场现场总线的定义和发展历程篇一：基金会现场现场总线(Fieldsite/Field Service总线)是一种现场设备的通信协议,旨在提供一种简单、高效、可靠的通信方式,使设备能够在不连接中央服务器的情况下进行通信。
基金会现场现场总线最初由思科公司开发,并于1997年首次发布。
基金会现场现场总线的定义是指一组定义在通信协议中的规则,用于指导设备和网络之间的通信。
这些规则通常包括设备地址、通信协议、数据格式和错误处理等。
基金会现场现场总线的优点是可以在分布式系统中实现高效的通信和可靠的数据传输,因此被广泛应用于物联网、工业自动化、医疗设备、交通运输等领域。
基金会现场现场总线的发展历程可以分为三个阶段。
第一阶段是早期的基金会现场现场总线,主要用于连接小型设备,如交换机、路由器等,这些设备通常是集中部署的。
第二阶段是2000年左右出现的现场总线,它允许不同类型的设备(如交换机、路由器、集线器等)通过标准化接口进行通信。
第三阶段是近年来发展的趋势,即基于云的基金会现场现场总线,它允许设备和云服务之间进行通信,并提供更高的安全性和灵活性。
基金会现场现场总线的应用非常广泛,包括工业自动化、医疗设备、交通运输、智能家居、智能城市等领域。
在实际应用中,基金会现场现场总线通常与其他通信协议和系统相结合,以实现更复杂的网络结构和更高的性能。
除了提供通信协议和规则外,基金会现场现场总线还可以用于管理设备和网络。
基金会现场现场总线提供了一些标准的功能,如设备配置、故障排除、网络监控等,这些功能可以帮助管理员更好地管理和维护设备和网络。
此外,基金会现场现场总线还可以与其他工具和软件相结合,以提高网络管理和监控的效率和质量。
总之,基金会现场现场总线是一种简单、高效、可靠的通信协议,它在实际应用中得到了广泛的应用。
随着云计算、物联网等技术的不断发展,基金会现场现场总线也在不断演进,以适应不断变化的市场需求。
篇二：基金会现场现场总线(Field Service Communication总线)是一种现场设备与远程服务器之间进行通信的标准接口。
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现场总线现状与发展
【摘要】本文首先介绍了现场总线的产生、概念及过程控制系统发展，主要概述了现场总线的构成与目前主流现场总线，包括FF现场总线、LonWorks现场总线、PROFIBUS 现场总线和CAN现场总线等，最后展望了现场总线的未来发展。
【关键词】现场总线；现场总线控制系统；ISO/OSI；FF现场总线；LonWorks 现场总线；PROFIBUS 现场总线和CAN现场总线一、概述
现场总线（Fieldbus）是上个世纪80年代末期发展起来的，主要解决工业现场控制设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，它将智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术综合在一起，成为自动化技术发展的趋势。
学术界一般把过程控制系统分为五个时代，50年代前的气动信号控制系统PCS是第一代，4～20mA等电动模拟信号控制系统是第二代，数字计算机集中式控制系统为第三代，集散式分布控制系统DCS则为第四代，而现场总线系统FCS称为第五代控制系统。
FCS采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另外FCS采用全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。
因此开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
二、现场总线和现场总线控制系统
国际电工委员会IEC61158标准的定义：安装在制造或生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。
现场总线一般采用双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。
可以说，在此系统中现场总线是联结枢纽，用以实现各智能仪表设备相互沟通信息、共同完成自控任务。
现场总线控制系统（FCS）是在现场总线标准的基础上形成的自动化控制系统，它是总线网络，所有现场仪表都是一个网络节点，并挂接在总线上，每一个节点都是一个智能设备，现场仪表既有着数据采集、控制、计算、报警、诊断、执行功能，也可以实现通信功能，一般每台仪表均有自己的地址与同一通道上的其它仪表进行区分。
现场总线控制系统可以分为硬件系统和软件系统两大部分，硬件系统主要包括接口设备、现场总线仪表和外围设备，其中接口设备主要指各种计算机和计算机与现场总线之间的接口卡件，现场总线仪表包括各种输入仪表和各种输出仪表，外围设备则是如电缆、电源、阻抗匹配器、端子、接线盒、安全栅等一些辅助部件。
而软件系统主要由组态软件、监控软件、设备管理软件组成，组态软件
是核心软件，可以生成各种控制回路和通信关系，以实现系统的各种控制和数据通信功能。
监控软件是直接用于生产操作和监视的控制软件包。
设备管理包括对现场总线系统中的现场智能仪表的管理、操作和维护。
三、当前主流现场总线
目前国际上有很多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，也没有任何一种现场总线能占领统治地位，下面介绍四种常见的现场总线。
1、FF现场总线
FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA和ISPFoundation于1994年6月联合成立的国际性组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准，它以ISO/OSI为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
FF现场总线经过多年发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统。
2、LonWorks现场总线
LonWorks现场总线最初主要用于楼宇自动化，但很快发展到工业现场网，其技术核心是神经元芯片，该芯片内部装有3个微处理器：MAC处理器完成介质访问控制；网络处理器完成OSI的3～6层网络协议；应用处理器完成用户现场控制应用，它们之间通过公用存储器传递数据。
目前LonWorks已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构，有数万家企业参与。
3、PROFIBUS 现场总线
PROFIBUS 现场总线以ISO/OSI模型作为它的参考模型，由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA 组成，其中DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。
FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型。
4、CAN现场总线
CAN最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。
CAN协议也是建立在ISO/OSI基础上的，其模型结构有3层，包括物理层、数据链路层和应用层。
CAN的信号传输采用短帧结构，并具有自动关闭的功能，因此具有较强的抗干扰能力。
四、现场总线的发展趋势
关于未来现场总线的发展趋势，一般有以下几个方面。
一是寻求统一的现场总线国际标准，目前，国内、外的现场总线有60几种之多，很不利于现场总线的发展，今后现场总线技术如何统一，是所有生产厂商和用户十分关心的问题。
二是把Ethernet引入现场总线，由于TCP/IP Ethernet是20多年来发展最成功的网络技术，Ethernet是具有统一、开放的特性，虽然它与工业网络在实时性、环境适应性、总线馈电等许多方面的要求存在差距，但随着这些问题的迅速解决，Ethernet技术将很快进入工业控制系统的各级网络。
另外，由于现场总线的功能不断加强，智能化水平逐步提高，应用范围不断扩大，系统规模也逐步变大并日趋复杂，需要组态的参数多，各参数之间的关系比较复杂，因此，为用户便于使用操作，现场总线系统的系统组态将逐步傻瓜化。