几种现场总线技术的介绍比较
三种工业总线及其中的现场总线
一，工业总线三种基本类型*传感器级总线，即485总线网络*设备级总线，即HART总线网络*现场总线，即FieldBus现场总线网络现场总线定义：现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网现场总线分为以下几种：下面就几种主流的现场总线做一简单介绍。
1、基金会现场总线（FoundationFieldbus 简称FF）这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。
该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。
基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。
FF分低速H1和高速H2两种通信速率，前者传输速率为31.25Kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。
后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距离为750m和500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号IEC1158-2标准。
FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。
2、CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域网）最早由德国BOSCH公司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。
CAN协议分为二层：物理层和数据链路层。
CAN的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。
CAN支持多主工作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达10KM/5Kbps/s，通讯速率最高可达40M /1Mbp/s，网络节点数实际可达110个。
已有多家公司开发了符合CAN协议的通信芯片。
几种典型现场总线的比较
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几种 典 型 现 场 总线 的 比较
朱 玉 华
ｆ 阳 石 油 化 工 高 等 专 科 学 校 自动 化 系，辽 阳 １ １０ ） 辽 １０ ３ 摘 要 对 Ｆ 、 Ｒ Ｉ ＵＳ Ｉ Ｗ ＯＲ Ｓ ‘ 和 ＨＡ Ｔ 五 种 典 型 的 现 场 总 线 介 绍 ． Ｆ Ｐ ＯＦ Ｂ 、． ＯＮ Ｋ 、’ Ａ Ｒ
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中 图分 类号
现场 誊线是 当今 自动化 领域 技术发 展 的热 之 ‘被誉 为 自动 化 领 域 的计 算 机 局域 网 ． 按 国 际 电上 委员 会 Ｉ Ｃ １５ Ｅ ６ １ ８的 标 准把 安 装 在制 造 和 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 通 信 的数 据总 线称为 现 场 ０线 现场总 线 技 术 将 分 散 的 测控 设 备 变成 一 个个的 网络节 ， 用双绞 线等 作 为总线 ， 采 并按照 公开 规范 的通 讯协 议 ． 把多 个智 能 场测控 设备 连接 成 网络 系统 ， 使得 现场测控 设备之 间 、 现场 设 备与远 程监控 计 算机 之 间实现 数据 传输 与信 息交 换． 恂成 实 际需要 的 自动 控制 系统 现场 总线在过
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总线技术的分类和特点
总线技术的分类和特点随着现代信息技术的快速发展，各种设备逐渐普及并开始互联互通。
而设备之间的通信则离不开数据传输，而总线技术就是一种重要的数据传输方式。
总线技术（Bus Technology）指的是在计算机中集成的一种数据传输系统，其作用是将各种设备通过数据线连接在一起进行数据交互和控制。
总线技术的发展和应用，对于促进电子信息产业的繁荣发展和提高数据传输效率具有不可替代的作用。
本文将介绍总线技术的分类和特点。
一、总线技术的分类总线技术可以根据其使用的领域，分为计算机总线和工业现场总线两个大的类别。
在计算机总线方面，又可细分为ISA总线、VESA总线、PCI总线、AGP总线以及USB总线等几个子类。
1. ISA总线ISA总线是个使用较早的总线技术，主要应用在PC机和IBM 电脑上。
这种总线速度较慢、传输数据带宽有限，已经基本被更好的总线技术所取代。
2. VESA总线VESA总线（英文名称VESA Local Bus）一度被视为取代ISA 总线的主要技术。
它在16位宽的数据总线中，带宽可高达132Mbps。
但是，由于VESA总线的使用和开发成本过高，因此仅限制于少数厂商的硬件产品中。
3. PCI总线PCI总线（英文名称：Peripheral Component Interconnect）是一种新一代的外部I/O总线，是目前最为普遍的总线技术。
它可以支持多种硬件设备的连接，例如：图形加速卡、声卡、USB卡、网卡、磁盘控制器等。
PCI总线的传输速度有一定的保障，因此许多主板都采用这种总线技术。
4. AGP总线AGP总线(Advanced Graphics Port)也叫高级图像端口。
这种总线技术是一种新型的专用于图形加速卡的总线技术，其传输速度较之PCI总线要快得多。
5. USB总线USB总线（Universal Serial Bus）是另一种目前广泛采用的计算机总线技术，一般用于与外部设备的接口，如鼠标、打印机、扫描仪等。
现场总线技术
FF
• 支持单位:现场总线基金会(FisherRosemount等100多家公司)。
• 标准:IEC61158;IEC61784。 • 应用领域:流程工业及其它工业控制。 • 使用情况:已有试点工程投入运行。 • 多家生产各种有FFH1接口的产品，
现场总线标准
• FF • ControlNet • Profibus • P-NET • FFHSE • SwiftNet • WorldFIP • INTERBUS
FFHSE
• 支 持 单 位 : 现 场 总 线 基 金 会 (FisherRosemount等100多家公司)。
• 准 :IEC61158;IEC61784;IEC611313;IEEE80 和 RFC894 的 工 业 标 准 以 太 网;IETF(互联网管理任务要点)。
WorldFIP
• WorldFIP世界工厂仪表协议支持单位: 法国Alstom公司(原Honeywell公司为 北 美 参 加 单 位 ， 后 与 FF 合 并 ) 。 标 准 :IEC61158;IEC61784;EN50170(F IP为法国国家标准)。
• 应用领域:电力工业、铁路交通、工业控 制、楼宇自动化。
可以满足系统集成要求。
FF主要性能特点
·IEC支持，开放性好，可互操作性好it/s; ·支持本质安全防爆; ·有数据链路网桥连接与HSE相连。
Profibus
• Profibus-DP • Profibus-PA • Profibus-FMS
Profibus-DP
现场总线系统安全规范
功能块与设备描述规范
• 现场设备信息格式及功能描述规范 称为”行规”(Profile), 行规可有效 实现各种现场设备应用层互联。
几种现场总线技术的介绍比较
几种现场总线技术的介绍比较----[编者按]:现场总线技术是自动化领域计算机、通讯和网络技术的发展而发展起来的新兴技术，它是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。
现场总线（Filedbus）是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络，现场总线控制系统FCS（Filedbus control system）则是基于现场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控制系统网络，按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。
纵观控制系统的发展过程，任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。
[FCS的发展与历史]现场总线技术(FCS)简介现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。
它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。
国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。
现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点:具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。
由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。
现场总线有哪些特点？现场总线技术九大种类介绍
现场总线有哪些特点？现场总线技术九大种类介绍什么是现场总线现场总线（Fieldbus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场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。
由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。
它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。
简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
现场总线主要特点1.系统的开放性传统的控制系统是个自我封闭的系统，一般只能通过工作站的串口或并口对外通信。
在现场总线技术中，用户可按自己的需要和对象，将来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。
2.可操作性与可靠性现场总线在选用相同的通信协议情况下，只要选择合适的总线网卡、插口与适配器即可实现互连设备间、系统间的信息传输与沟通，大大减少接线与查线的工作量，有效提高控制的可靠性。
3.现场设备的智能化与功能自治性传统数控机床的信号传递是模拟信号的单向传递，信号在传递过程中产生的误差较大，系统难以迅速判断故障而带故障运行。
而现场总线中采用双向数字通信，将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，可随时诊断设备的运行状态。
4.对现场环境的适应性现场总线是作为适应现场环境工作而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线及电力线等，其具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足安全及防爆要求等。
现场总线优缺点优点：（1）节省硬件数量与投资由于分散在现场的智能设备能直接执行多种传感、测量、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的调节器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号。
现场总线技术简介
演讲人
目录
0现场总线技术的概念
现场总线技术的定义
1
2
3
4
现场总线技术是一种 用于工业自动化领域
的网络通信技术
现场总线技术可以 实现设备之间的实 时数据交换和监控
现场总线技术可以 应用于各种工业控
制系统和设备中
现场总线技术可以 提高生产效率和降
Modbus等。
建筑自动化现场总线：用于建筑自动化 和控制系统的现场总线技术，如 LonWorks、BACnet等。
汽车电子现场总线：用于汽车电子控制 系统的现场总线技术，如CAN、LIN等。
智能家庭现场总线：用于智能家庭控制 系统的现场总线技术，如KNX、 ZigBee等。
现场总线技术的优缺点
01
现场总线技术的应用领域
工业自动化：用于控制和监测工业 生产过程
交通自动化：用于控制和监测交通 设施，如交通信号灯、交通监控等
楼宇自动化：用于控制和监测楼宇 设备，如照明、空调、安防等
医疗自动化：用于控制和监测医疗 设备，如医疗仪器、医疗监控等
现场总线技术的分类
现场总线技术的种类
工业现场总线：用于工业自动化和控制 系统的现场总线技术，如Profibus、
优点：实时性好，传输速度快，可靠性高，易于维护和扩展
02
缺点：成本较高，需要专门的硬件和软件支持，兼容性较差
03
适用场景：工业自动化、智能建筑、智能交通等领域
04
发展趋势：随着技术的不断发展，现场总线技术将更加智能化、集成化和网络化。
谢谢
低生产成本
现场总线技术的特点
01 实时性：现场总线技
术可以实现实时数据 传输，满足工业控制 对实时性的要求。
当今主流现场总线技术
当今主流现场总线技术分类比较1．基金会现场总线FF基金会现场总线FF是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的一种技术。
以ISP协议和以WorldFIP协议为主的两大集团于1994年9月成立的现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。
基金会现场总线分为H1和高速H2两种通信速率。
H1的传输速率为31．25Kbps，通信距离可达1．9km，可支持总线供电和本质安全防暴环境。
H2的传输速率可为1Mbps和2．5Mbps两种，通信距离为750m和500m。
FF总线包括FF通信协议、ISO模型中的2？7层通信协议的通栈、用于描述设备特性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典，用于实现测量、控制、工程量转换的应用功能块，实现系统组态管理功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。
2．CAN总线CAN总线最早用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。
其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，并且广泛应用于离散控制领域。
它也是基于OSI模型，但进行了优化，抗干扰能力强，可靠性高。
3．LonWorks总线LonWorks技术是美国ECHELON公司开发，并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术。
技术的核心是具备通信和控制功能的Neuron芯片。
Neuron芯片实现完整的LonWorks的LonTalk通信协议。
应用范围主要包括楼宇自动化、工业控制等，在组建分布式监控网络方面有较优越的性能。
4．PROFIBUS总线PROFIBUS是符合德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50179的现场总线，包括Profibus－DP、Profibus－FMS、Profibus－PA三部分。
Profibus－DP用于分散外设间的高速数据传输，适合于加工自动化领域。
FMS型适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。
而PA型则是用于过程自动化的总线类型。
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几种现场总线技术的介绍比较
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[编者按]: 现场总线技术是自动化领域计算机、通讯和网络技术的发展而发展起来的新兴技术，它是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。
现场总线（Filedbus）是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络，现场总线控制系统FCS（Filedbus control system）则是基于现场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控制系统网络，按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。
纵观控制系统的发展过程，任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。
[FCS的发展与历史]
现场总线技术(FCS)简介
现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、
制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。
它作为工厂数字通信网络的
基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是
一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这项以智能传感、控制、计算
机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发
展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。
国际上许多实力、有影响的公司都
先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。
现场总线设备的工作环境处于过程设
备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成
本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短
帧传送、信息交换频繁等特点。
由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网
的特色。
所谓PAC，ARC咨询公司率先提出这一概念，他们提出，“目前自动化技术领域出
现了一种新的发展趋势，即高端PLC的功能正在接近小型DCS和SCADA系统的功能，而同时
一种新兴的技术——可编程自动化控制器（PAC）的出现，开始改变PLC市场格局。
相比PLC，
这种PAC产品具有更强的通讯能力，更大的存储容量和更快的CPU速度，使PLC成为一种通
用的自动化平台组件。
”同时，他们还对PAC的概念进行了详细定义：诸如在一种平台上实
现逻辑控制、传动控制、运动控制和过程控制等多种功能；具有公用对象标记和统一数据库
的多学科开发平台；控制软件允许用户根据多个设备或多个过程单元之间的过程流进行控制
设计具有开放和模块化的结构，无论是工厂的机械设计还是过程行业的单元运行，都能满足
其生产过程特点；网络接口和编程语言等都采用事实上的工业标准，能够实现不同供应商的
[WorldFIP现场总线在智能模块化变电所的应用]
[LonWorks在列车通信网络上的应用]
[WorldFIP网络管理与Internet技术的融合]
[现场总线在水厂自动控制中的应用]
[CAN现场总线技术在烟草制丝线上的应用]
[CAN 总线系统智能节点设计]
[基于现场总线技术的工厂Web]
[基于现场总线技术的先进控制系统]
[LonWorks控制网络技术在智能建筑中的应用]
[CAN总线系统在现代汽车中的应用]
FCS和DCS的简单比较
FCS: FCS（Field-bus Control System）现场总线控制系统；DCS：（Distributed Control System）分布式控制系统.；DCS 是一种很好的工业控制系统，它已被广泛的应用并取得了良好的效果，但其功能的大部分未发挥，FCS是在现场总线技术的基础上较DCS更新一代的控制系统如图所示。
DCS会继续存在，FCS是发展方向，他们会在相当长的一段时间内共存。
结束语：
由于现场总线技术的发展和实际应用，控制和自动化行业正在经历着巨大的技术变革。
从自动控制系统的发展史来看，曾有过两次大的革新：一次是50年代末由旧式模拟仪表向电动或气动单元组合仪表的转变；另一次是80年代从电子模拟仪表到DCS的转变。
这两次大的转变，远远不及现场总线对控制系统发展的影响那样深刻。
现场总线使控制系统发生了概念上的全新变化。
它使传统的控制系统结构发生了根本的变化，在某种意义上，可认为现场总线最终将完全代替DCS。
它将开辟过程控制的新纪元。