现场总线技术的特点及发展趋势
现场总线介绍
Lonworks技术采用的LonTalk 协议被封 装在被称为Neuron Chip 的神经元芯片内得 以实现，该项技术已广泛应用楼宇自动化、 家庭自动化、保安系统、办公设备、运输设 备、工业过程控制等领域。
（2）现场总线的产生
现场总线是综合自动化的发展需要.. T(time to market); Q(quality) ; C(cost); S(service) ;
要实现整个生产过程的信息集成，实施综 合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环 境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统。 以实现现场自动化智能设备之间的多点数 字通信，形成工厂底层网络系统，实现底层现 场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。 于是，现场总线应运而生。
现场总线介绍
华东理工大学自动化系 王学武
主要内容
概念 产生 现场总线的含义 特点和优点 几种总线简介 现场总线的产生历程 现场总线市场分析 现场总线产业发展现状 现场总线技术的发展趋势 国内现场总线发展概况
（1）概念
什么是现场总线？ 应用在生产现场、在测量控制设备之间实现双 向串行多节点数字通信的开放型控制网络技术。
ARC高级过程自动化分析师Paula Hollywood（研究报告主要作者）说，“最初， 现场总线的主要优点被描述为降低布线、设备 安装和调试成本……，而最终用户在项目运行 成本（OpEx）上实际享受到的好处则更多，因 为双向数字通信使通信质量改进以及所链接智 能设备能够实现远程诊断使生产过程效率提高。 ARC开展的2006年现场总线最终用户问卷 调查也表明，设备维护技术人员和生产现场操 作人员效率的提高，是迄今为止现场总线能带 来的最大好处。”
市场研究最后得出结论，现场总线最重要 的优点在维护和运行中体现出来。该技术本身 并不能降低成本；但根据ARC的解释，它充当 了“一个能明显降低运行成本且有助于实现运 行卓越，使设备管理效率达到新的水平的使能 技术。”
现场总线技术及其应用
增强可维护性
现场总线设备具有自诊断和远程诊断功能， 方便维护和故障排除。
优化系统性能
现场总线技术可以实现分布式控制，优化了 系统性能，提高了生产效率。
02
现场总线技术分类与特点
分类方式及标准
按照国际标准分类
分为基金会现场总线（FF）、PROFIBUS、CAN总线等。
在能源与电力领域，现场总线技术将助力实现能源的高效 利用和电力的稳定传输，提高能源利用效率。
医疗与健康领域
现场总线技术也可在医疗与健康领域发挥重要作用，如实 现医疗设备的远程监控和维护，提高医疗效率和服务质量 。
技术创新与突破建议
加强基础研究
加大对现场总线技术的基础研究 力度，推动理论创新和技术突破
PROFIBUS总线
是一种广泛应用于工业自动化领域的 现场总线技术。它支持多种传输速率 和传输距离，并具有高可靠性和实时 性。
不同现场总线技术的比较
传输速率
不同现场总线技术的传输速率 不同，需要根据实际应用需求
选择合适的传输速率。
传输距离
不同现场总线技术的传输距离 也不同，需要根据实际应用需 求选择合适的传输距离。
无线化与智能化
无线现场总线技术将逐渐普及，实现设备间无线通信，降低布线成本，提高系统灵活性。 同时，智能化现场总线技术将进一步提高设备的自适应性、自诊断能力和远程监控能力。
标准化与互操作性
现场总线技术将更加注重标准化和互操作性，以实现不同厂商设备之间的无缝集成，降低 系统维护和升级成本。
面临的挑战与问题分析
定义：现场总线是一种用于工业 自动化领域，在现场设备之间实 现通信和控制，以及与上级控制 系统进行信息交互的通信技术。
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。
现场总线技术的特点及发展趋势(最新整理)
现场总线技术的特点及发展趋势摘要现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。
现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、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，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。
我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。
关键词现场总线数字通讯集散系统现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。
现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、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，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。
我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。
现场总线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，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。
国际上许多有实力、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。
人们把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代控制系统，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代控制系统，把数字计算机集中式控制系统称为第三代控制系统，把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代控制系统，把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。
FCS
目录一．现场总线技术控制系统（FCS）相关简介1.1 FCS的概述1.2 FCS的技术特性及优点1.3 FCS的现况1.4 几种主流的FCS二．现场总线技术控制系统（FCS）发展1.1 FCS的早期发展1.2 FCS的近期发展1.3 FCS的未来发展三．现场总线技术控制系统（FCS）的应用1.1 FCS在工业控制上的应用1.2 FCS在智能建筑上的应用1.3 FCS在其他方面的应用四．现场总线技术控制系统（FCS）的使用障碍1.1 FCS应用缺陷1.2 FCS可能改进方式五．现场总线技术控制系统（FCS）的前景六．附录1.1 参考文献1.1 FCS的概述现场总线控制系统（FCSFieldbus Control System），它是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维修费用。
因此，FCS实质上是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系统的主流产品。
FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。
而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。
新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。
DCS系统的关键是通信。
也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。
由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。
数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。
所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。
现场总线控制系统(FCS)发展前景展望
现场总线控制系统（FCS）发展前景展望现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）是工业自动化领域中的一种重要技术，其发展前景广阔，正日益受到人们的关注。
以下是对FCS发展前景的展望。
一、背景介绍现场总线控制系统是一种用于工业过程控制的开放型、全数字化网络通信系统。
它将位于现场的各种自动化设备、仪器仪表、传感器等通过一根总线连接起来，实现设备间的信息交互和数据共享。
它具有现场设备分散、信息传输速度快、可扩展性强、可靠性高等优点，因此在石油、化工、电力、制药等许多行业得到了广泛应用。
二、概览随着科学技术的不断进步和工业自动化需求的不断增长，FCS在功能和性能上也不断得到提升。
未来的FCS将朝着更加高效、可靠、安全和智能化的方向发展。
同时，随着工业互联网的普及和发展，FCS将更好地与云计算、大数据、人工智能等先进技术进行融合，实现更加精准、高效、智能的工业过程控制。
三、价值分析FCS的价值不仅在于其技术优势，更在于其能够带来的经济效益和社会效益。
首先，FCS能够提高工业过程控制的精度和效率，减少能源浪费，降低生产成本。
其次，FCS能够提高产品质量和生产效率，增强企业的竞争力。
此外，FCS还能减少人员劳动强度，提高生产安全性和可靠性，改善企业的工作环境。
四、发展趋势1.技术创新未来，FCS将继续在技术创新方面进行探索和实践。
例如，采用更加先进的信号处理技术、通信协议和网络安全技术等，提高FCS的性能和可靠性；同时，探索适应不同工业过程的FCS解决方案，满足个性化的需求。
2.与工业互联网的融合工业互联网的普及和发展为FCS提供了更广阔的发展空间。
未来，FCS将更好地与工业互联网融合，实现各种数据的无缝集成和共享，优化生产流程，提高生产效率和质量。
同时，借助工业互联网平台，FCS可以实现远程监控和维护，提高系统的安全性和可靠性。
3.人工智能的应用人工智能技术的不断进步为FCS带来了新的发展机遇。
2024年现场总线控制系统市场发展现状
现场总线控制系统市场发展现状引言现场总线控制系统作为工业领域中的重要组成部分，发挥着关键作用。
该系统可以用于不同行业的数据采集、监控和控制，提高生产效率和安全性。
本文将对现场总线控制系统市场的发展现状进行分析和总结。
市场概述现场总线控制系统市场近年来呈现快速增长的趋势。
随着工业自动化的推进和技术的不断创新，现场总线控制系统在各行业中得到广泛应用，市场需求日益增加。
同时，全球范围内的工业现代化进程也促使了现场总线控制系统市场的发展。
市场驱动因素1.工业自动化需求增加：随着工业生产规模不断扩大，对自动化控制的需求也越来越大。
现场总线控制系统提供了高效、可靠的数据传输和控制功能，满足了工业自动化的需求。
2.技术创新与升级：现场总线控制系统领域不断涌现出新的技术和解决方案，使系统性能得到提升。
以太网、无线通信等新技术的引入，进一步推动了现场总线控制系统市场的发展。
3.节能减排需求增加：随着能源紧缺和环境问题的不断凸显，各行业对能源的利用和排放的控制提出更高要求。
现场总线控制系统能够对生产过程进行精细化控制，帮助企业实现能源的节约和减排。
市场份额目前，现场总线控制系统市场竞争激烈，涉及的企业众多。
根据市场研究报告，市场份额主要由以下几个企业持有：•Siemens•Schneider Electric•ABB•Honeywell•西门子这些企业凭借其技术实力和市场拓展能力，占据了现场总线控制系统市场的重要地位。
市场挑战尽管现场总线控制系统市场发展迅速，但仍面临着一些挑战：1.安全性问题：现场总线控制系统需要保证数据传输的安全性，避免被恶意攻击。
随着网络安全威胁的不断增加，系统的安全性成为一个重要的挑战。
2.标准化问题：不同厂商的现场总线控制系统存在一定的差异，导致系统的兼容性和互操作性问题。
标准化的制定和推行是一个需要解决的难题。
3.成本压力：现场总线控制系统的成本相对较高，对于一些中小型企业而言，成本压力较大。
浅谈现场总线技术及前景展望
络节 点的智能仪表连接成 自 动化网络系统 ， 实现基础控制 、 补偿计算 、
参数修改 、 报警 、 显示 、 监控、 优化的综合功 能， 是一项 以智能传感器 、 控 制、 计算机 、 数字通信 、 网络为主要 内容的综合技术 。现场总线系统具有
室 的控制模块 、 各输入输 出模块放入现场智能仪表 ， 加上现场智能仪表
控制仪表 ， 直接在现场完成， 实现了彻底 的分散控制 。现场 总线控制 系 统既是 一个开放 的通信 网络， 又是一种全分布 的控制系统 ， 它把作 为网
们各 自都具有数字计算和数字通信能力 ， 成为能够独立承担控制 、 通信
为通信总线， 按照公开、 规范 的协议 ， 实现数据传输与信 息共享 ， 形成各
“ 血缘 ” 系， 关 真正做到你 中有我 ， 我中有你 ， 学生有双重 身份 （ 学生 、 员 工） 教师有双重 角色 （ ； 教师 、 企业工 程师） 领 导有双重职 责 （ ； 院长或主 任、 企业兼职厂 长或经 理） 学院跟着 主导企 业走 ； ； 教学跟着 任务项 目 走； 课程跟着 岗位 能力走 ； 教材跟着 生产过程走 ， 实施工学结合人才 为
作“ 基地” 建设作 为校 企合作 的基础 ； 按需“ 生 ” 为校企合作 的起 把 招 作 点和招生宣传 的窗口； 把教 改创新作为校企合作的核心 ； 把科研合作作
校实训条件差 、 实训工位不足的问题 。依托实训基地 ， 创新人才培养 方 式， 学生的职业能力显著提高。实训基地除为学院学生提供生产实习场
・ 学术论坛
浅谈现场总线技术及前景展望
大连交通大学 控制理论 与控制工程硕士研究生 王友胜 摘 要： 现场总线是 ３前 自 － ＂ 动化领域发展的热点之一 ， 它的出现带来了控制 系统的 巨大变革。 本文 简要阐述了现场总线的概念 、 系结构和技 术特 体 点； 最后 分析 了＇前现 场总线存在 的问题并对其发展趋 势进行 了展望。 ３ － 关键词 ： 现场总线 现场总线控制 系统 技术特点 发展趋 势 现场 总线是当今 自 化领域 发展 的热点之一，是近年来迅速发展 动 起来的一种工业数据总线， 被誉为 自 动化领域的计算机局域网。 现场总 线与现场总线控制系统的产生， 与其他控制系统一样 ， 由于老一代控制
2024年现场总线控制系统市场规模分析
2024年现场总线控制系统市场规模分析简介现场总线控制系统是一种基于现场总线通信协议的自动化控制系统，广泛应用于工业生产领域。
本文将对现场总线控制系统市场规模进行分析，探讨其市场发展趋势、主要应用领域和未来市场前景。
市场规模概述随着工业自动化程度的提高和信息技术的不断进步，现场总线控制系统市场规模逐年扩大。
根据市场研究数据，预计到2025年，全球现场总线控制系统市场规模将达到X亿美元。
亚太地区将成为现场总线控制系统市场的最大增长区域，其快速发展的制造业和工业基础设施建设将推动市场需求增长。
市场发展趋势1.智能化升级：现场总线控制系统日益智能化，采用先进的传感器技术和实时数据分析算法，实现设备状态监测、故障诊断和预测维护等功能，提高生产效率和设备可靠性。
2.云平台整合：现场总线控制系统与云平台的整合将成为市场发展的趋势。
通过与云端平台集成，实现数据的远程监控和管理，提供更加灵活、高效的生产管理方式。
3.物联网应用：现场总线控制系统作为物联网的重要组成部分，将广泛应用于智能制造、智能能源等领域。
物联网技术的兴起将进一步推动现场总线控制系统的市场需求增长。
4.安全性提升：随着工业网络的普及和信息安全风险的加剧，现场总线控制系统的安全性将成为市场关注的焦点。
供应商将加强产品安全性能的研发，提供更可靠的安全解决方案。
主要应用领域现场总线控制系统广泛应用于以下领域： 1. 工厂自动化: 现场总线控制系统在工厂自动化中扮演重要角色，用于控制和监测生产过程中的各种设备，提高生产效率和质量。
2. 能源管理: 现场总线控制系统在能源管理中的应用日益广泛，通过对能源设备的监测和控制，实现节能减排和能源资源的最优利用。
3. 交通运输: 现场总线控制系统在交通运输领域被广泛应用，用于交通信号灯控制、道路监测和交通调度等方面，提高交通效率和安全性。
4. 建筑自动化: 现场总线控制系统在建筑自动化中的应用越来越多，用于楼宇自动化控制、安全监控和能耗管理等方面，提供舒适、智能的建筑环境。
现场总线技术现状调研报告
现场总线技术现状调研报告现场总线技术现状调研报告一、引言现场总线技术是一种在现场设备之间传输数据和实现智能控制的通信技术，它不仅能提高系统的可靠性和安全性，还能简化系统的布线和维护工作。
本调研报告旨在对现场总线技术的现状进行调研分析，为相关领域的研究和应用提供参考。
二、现场总线技术的发展历程1. 20世纪70年代，班福德总线成为最早的现场总线技术，用于连接计算机和外围设备，实现数据的传输和控制。
2. 20世纪80年代，德国推出了第一个用于工业自动化的现场总线技术AS-Interface，以其简单、经济的特点得到了广泛应用。
3. 20世纪90年代，国际电工委员会 (IEC)发布了用于工业自动化的现场总线国际标准IEC61158系列，标志着现场总线技术的国际化进程。
4. 进入21世纪后，以Modbus、Profibus、CAN、EtherCAT等现场总线技术为代表的数字化总线技术快速发展，实现了更高的数据传输速率、更稳定的信号质量和更灵活的系统配置。
三、现场总线技术的特点1. 实时性强：现场总线技术能够实现快速的数据传输和控制，并能够及时响应系统的变化。
2. 可靠性高：现场总线技术采用多节点通信的方式，即使某个节点发生故障，系统仍可正常工作。
3. 易于扩展：现场总线技术支持模块化设计，系统可以根据实际需求进行扩展和升级。
4. 简化布线：现场总线技术能够减少布线量，减少了布线成本和工作量。
5. 容错能力强：现场总线技术支持多路径传输和冗余设计，能够提高系统的容错能力和可靠性。
四、现场总线技术的应用领域1. 工业自动化：现场总线技术广泛应用于工业领域，实现对各种工业设备的监控、控制和管理。
2. 智能建筑：现场总线技术可以实现对建筑系统中各种设备的集成和联动控制，提高建筑的能源利用效率和舒适性。
3. 交通领域：现场总线技术用于实现交通信号灯、道路监控系统和智能交通管理系统等的集成和控制。
4. 医疗设备：现场总线技术在医疗设备中的应用可以提高设备的智能化程度和安全性。
现场总线的发展历史与未来发展趋势
现场总线的发展历史与未来发展趋势从20世纪70年代末至今，现场总线技术的发展经历了30年历史。
已被越来越多应用于现实的生产过程控制中，该技术在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面，显现出相对传统控制技术的优越性．然而由于历史的原因，现场总线技术的发展至今还没有统一的标准．以下就现场总线的发展历史、技术特点以及发展趋势等方面进行探讨．1现场总线技术的发展背景纵观自动控制系统的发展历史，从基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统，到集散控制系统，每一次控制系统的发展无不反映了这样一个特点；由于被控对象的复杂化和控制要求的提高，当时使用的仪器仪表已无法满足现实控制的需要，使得功能更强、性能更优的新一代仪器仪表产生，既而适应新的仪器仪表的控制系统"rE就逐步完善起来．现场总线的产生首先反映了仪器仪表本身发展的需要．仪器仪表的发展经历了全模拟式仪表、智能仪表、具有通信功能的智能仪表、现场总线仪表等几个阶段．其中，全模拟式仪表是将传感器信号进行调理放大后，经过v／I电路转换，输出4～20mA或o～5V的模拟信号，其后随着计算机技术的发展，微处理器在仪器仪表中得到了广泛应用，过程变量经调理放大、A／D采样，转换为数字信号，并经过微处理器的运算、补偿等处理后，再通过D／A、V／I等电路，仍然以4～20mA或o～5V的模拟信号输出，这种智能仪表相对于全模拟仪表来讲，测量精度大大提高，但信号传输过程仍然容易受到外界电磁干扰，传输精度和可靠性都不高．于是，人们在仪器仪表中增加了通信接口(如RS232／485等)，以数字通信的：h-式代替模拟信号传输．但由于这些通信标准只规定了物理层上的电气特性，而对于数据链路层及其以上各高层协议规范，则没有统一定义，致使不同生产厂家生产的仪器仪表由于通信协议的专有与不兼容而无法实现相互之间的信息互访．为解决这个问题，必须对这些网络的通信标准进行统一，组成开放互连系统，于是就产生了现场总线．所以说，具有数字通讯功能的智能仪表为现场总线的发展奠定了基础．其次，随着计算机功能的不断增强，价格急剧降低，计算机与计算机网络系统迅速发展，使得现场总线通信网络的实施成为现实，该网络不仅能实现现场设备之间的信息交换，而且实现了生产现场与外界的信息交换．也就是说。
现场总线技术及其应用
案例三：城市交通信号控制系统应用
总结词
利用现场总线技术实现城市交通信号的智能控制，提高 交通流畅度和安全性。
详细描述
在城市交通管理中，采用现场总线技术构建交通信号控 制系统，实现各个路口信号灯的实时通信和控制。通过 实时数据采集和智能算法，优化信号灯的配时方案，提 高交通流畅度和安全性，缓解城市交通拥堵问题。
在工业自动化领域，常见的现场总线 技术包括PROFIBUS、Modbus、 EtherNet/IP等。
智能建筑
智能建筑是现场总线技术的另一个重 要应用领域。通过现场总线，可以实 现建筑物内各种设备（如照明、空调 、安防等）的集中控制和管理，提高 建筑物的能源利用效率和舒适度。
VS
在智能建筑领域，常见的现场总线技 术包括LonWorks、CAN等。
智能交通系统
智能交通系统是现场总线技术的重要应用方 向之一。通过现场总线，可以实现交通信号 灯、监控摄像头等交通设施的集中控制和数 据传输，提高交通效率和安全性。
在智能交通系统领域，常见的现场总线技术 包括FlexRay、TTCAN等。
医疗设备
医疗设备是现场总线技术的重要应用 领域之一。通过现场总线，可以实现 医疗设备的集中控制和数据传输，提 高医疗设备的可靠性和安全性。
02
现场总线技术种类
PROFIBUS
德国标准总线
PROFIBUS是一种用于工业自动化的现场总线标准，由德国标准委员会制定。它 支持多种通信协议，广泛应用于制造业、过程控制和楼宇自动化等领域。
CAN总线
控制器局域网
CAN总线是一种用于汽车和工业自动化领域的现场总线标准。它支持分布式实时控制，具有高可靠性和灵活性，广泛应用于 汽车电子、智能交通和工业自动化等领域。
现场总线技术总结
现场总线技术总结1. 引言现场总线（Fieldbus）技术是工业自动化领域中的一种常用通信协议，用于在现场设备与上位机之间进行数据和信号的传输。
它可以代替传统的模拟信号传输方法，提供更高的数据传输速率和更可靠的通信。
本文将对现场总线技术进行总结和分析，包括现场总线的基本原理、应用领域、优势和不足以及发展趋势等方面，以期帮助读者深入了解并合理应用现场总线技术。
2. 现场总线的基本原理现场总线是一种串行通信协议，采用主从结构，主要由主站和从站组成。
主站负责控制通信过程，发送和接收数据；从站负责响应主站的指令，并提供相应的数据。
现场总线技术采用数字信号传输，将传感器、执行器等现场设备的信号模拟量或数字量转换为数字信号，通过总线传输到上位机进行处理。
主站通过发送不同的指令和控制报文来实现与从站之间的通信。
3. 现场总线的应用领域现场总线技术广泛应用于工业自动化领域，包括但不限于以下几个方面：3.1 工厂自动化在工厂自动化控制系统中，现场总线技术可以实现对各类传感器和执行器的集中管理和监控。
通过现场总线，主站可以实时获取从站的数据，实现对生产线的实时控制和调度。
3.2 过程控制现场总线技术在化工、电力、石油等行业的过程控制系统中得到广泛应用。
传感器和执行器通过现场总线与上位机进行通信，实现对工艺过程的监测和控制，提高生产效率和质量。
3.3 智能建筑现场总线技术也可应用于智能建筑系统中。
通过现场总线，可以实现对灯光、空调、安防等各类设备的集中管理和控制，提高能源利用效率和生活舒适度。
4. 现场总线技术的优势和不足4.1 优势•高可靠性：现场总线技术采用数字信号传输，具有较强的抗干扰能力和可靠性，能够在复杂的工业环境中稳定运行。
•高灵活性：现场总线可以方便地集成各类传感器和执行器，并实现与上位机之间的数据传输，提供了灵活的系统扩展和升级能力。
•降低成本：通过使用现场总线，可以减少布线和设备成本，简化系统结构和维护工作，降低了整体的工程成本。
工业控制系统的现场总线技术发展趋势是什么
工业控制系统的现场总线技术发展趋势是什么在当今高度自动化的工业生产领域，工业控制系统的现场总线技术扮演着至关重要的角色。
现场总线技术作为连接工业现场设备和控制系统的桥梁，其不断发展和创新对于提高生产效率、保障生产质量、降低生产成本以及增强系统的可靠性和灵活性具有重要意义。
那么，工业控制系统的现场总线技术的发展趋势究竟是什么呢？首先，高速率和高实时性将成为现场总线技术发展的重要方向。
随着工业生产过程的日益复杂和对控制精度要求的不断提高，数据传输的速度和实时性变得尤为关键。
未来的现场总线技术将能够以更快的速度传输大量的实时数据，确保控制系统能够及时、准确地响应现场设备的状态变化，从而实现更加精确和高效的控制。
例如，在汽车制造的自动化生产线中，高速率和高实时性的现场总线能够确保各个工位之间的协同工作，提高生产节拍和产品质量。
其次，开放性和互操作性将进一步得到加强。
不同厂家生产的设备和系统往往存在兼容性问题，这给工业控制系统的集成和维护带来了很大的挑战。
为了解决这一问题，未来的现场总线技术将更加注重开放性和互操作性，通过制定统一的标准和规范，使得不同厂家的设备能够轻松地接入同一个控制系统，并实现无缝通信和协同工作。
这样一来，企业在选择设备和系统时将有更多的选择余地，同时也能够降低系统集成和维护的成本。
再者，工业以太网将在现场总线技术中占据更重要的地位。
工业以太网凭借其高速、可靠、易于扩展等优点，已经逐渐成为工业控制系统中的主流网络技术。
未来，随着工业以太网技术的不断成熟和完善，其在现场总线领域的应用将更加广泛。
例如，基于工业以太网的现场总线能够实现与企业级网络的无缝集成，从而实现生产管理和控制的一体化，提高企业的整体运营效率。
另外，无线现场总线技术也将迎来快速发展。
在一些特殊的工业环境中，如移动设备、难以布线的场所等，无线现场总线技术具有独特的优势。
未来，随着无线通信技术的不断进步，无线现场总线的传输速率、可靠性和安全性将得到显著提高，使其能够在更多的工业应用场景中得到应用。
现场总线的特点
现场总线的特点
现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。
通信标准的公开、一致，使系统具备开放性，设备间具有互可操作性。
功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。
控制功能下放到现场，使控制系统结构具备高度的分散性。
一、现场总线的优点
现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域；
一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用；
节省维护开销；
提高了系统的可靠性；
为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。
二、现场总线技术的发展趋势
从现场总线技术本身来分析，它有两个明显的发展趋势：一是寻求统一的现场总线国际标准
二是Industrial Ethernet走向工业控制网络
统一、开放的TCP/IP Ethernet是20多年来发展最成功的网络技术，过去一直认为，Ethernet是为IT领域应用而开发的，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，在工业自动化领域只能得到有限应用。
事实上，这些问题正在迅速得到解决，国内对EPA技术（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的进展。
随着FF HSE的成功开发以及PROFInet的推广应用，可以预见Ethernet技术将会十分迅速地进入工业控制系统的各级网络。
FF现场总线应用总结
案例二：电力行业应用
总结词
安全、稳定、远程监控
详细描述
在电力行业中，FF现场总线为变电站和发电厂的自动化控制提供了安全稳定的解决方 案。通过远程监控功能，电力工程师可以实时监测设备的运行状态，及时发现并处理故
障，确保电力供应的稳定性和安全性。
案例三：石油化工行业应用
总结词
防爆、抗干扰、高精度详细描述Fra bibliotek需求。
06
结论
ff现场总线的重要性和价值
灵活性
互操作性
FF总线系统具有高度的灵活性，允许设备 之间进行快速、可靠的通信，适应各种不 同的应用场景。
FF总线系统具有良好的互操作性，使得不 同制造商的设备可以相互连接和通信，降 低了集成成本和复杂性。
可靠性
成本效益
FF总线系统具有很高的可靠性，能够保证 数据传输的准确性和稳定性，减少了故障 和停机时间。
ff现场总线的产生
为了解决传统现场总线存在的不足，ff 现场总线应运而生，它具有高可靠性 、实时性强、传输速率快等优点，被 广泛应用于工业自动化领域。
ff现场总线概述
ff现场总线是一种通信协议，用于工业自动化领域中的现场设备之间的通信。它 采用总线型拓扑结构，通过电缆将各个设备连接起来，实现设备之间的数据传输 和控制。
FF总线系统的成本相对较低，能够降低整 个系统的成本，同时提供高性能和可靠性 。
对未来发展的展望和思考
进一步标准化
随着技术的不断发展，FF总线系 统需要不断进行标准化和改进， 以适应更多的应用场景和需求。
集成化与智能化
未来FF总线系统将更加集成化 和智能化，能够实现更高级的 功能和应用。
安全性与隐私保护
ff现场总线具有高可靠性、实时性强、传输速率快等优点，能够满足工业控制领 域的需求。同时，它还具有互操作性、可扩展性、易于维护等优点，使得不同厂 商的设备可以相互连接、协同工作。
现场总线的发展趋势
现场总线的发展趋势现场总线技术自70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性，引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。
一、现场总线的发展不会被计算机通信技术取代在现场总线技术诞生的初期，它的主要功能是将当时的可编程逻辑控制器（program mable logic controller，PLC）以一种较简洁的方式连接起来。
随着计算机技术引入PLC，计算机通信技术被引入现场总线；PLC功能的增强对现场总线提出了更高的要求，计算机通信技术的引入大大增强了现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。
在分散型控制系统（distribution control system，DCS）的发展历程中，较早地在站间通信中采用了局域网（local area netw ork，LAN）技术。
随着电子技术的发展，许多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场。
在过程控制领域，曾经采用过许多通信协议。
随着商用计算机领域的局域通信逐步被以太网（ethernet）垄断，过程控制领域中上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网。
由于因特网的快速发展，人们通过因特网访问控制系统，进行远程诊断、维护和服务的愿望越来越强烈，因此TCP／IP协议也进入过程控制领域。
实际上我们现在就可以看到通过因特网访问现场仪表的事例。
这里我们看到了两种趋势，第一是现场有越来越多的信息需要往上送，第二是计算机通信技术越来越向下延伸。
人们不禁要问：包括Internet技术内的现代计算机通信技术是否会最终延伸到现场，并取代现场总线?我们认为现代计算机通信技术有能力延伸到现场，现场总线技术中也会不断地融入计算机通信技术，但是计算机通信技术不会取代现场总线。
因为现场总线与一般计算机通信在功能、要求和结构上有所不同。
1、功能计算机通信的基本功能是可靠地传递信息。
2024年现场总线控制系统市场需求分析
2024年现场总线控制系统市场需求分析1. 引言现场总线控制系统是一种用于自动化控制工程的通信协议，可用于实时监测和控制各种设备和系统。
近年来，随着自动化水平的不断提高，现场总线控制系统在各个行业的应用越来越广泛。
本文将对现场总线控制系统市场需求进行分析。
2. 市场规模和趋势现场总线控制系统市场规模庞大，并呈现出增长趋势。
随着自动化技术的普及和工业生产的高度集成化，现场总线控制系统的需求将持续增加。
根据市场研究数据，预计未来几年内，全球现场总线控制系统市场将保持高速增长。
3. 市场驱动因素3.1 技术进步：随着现场总线控制系统技术的不断发展，系统性能不断提高，能够满足各种复杂控制需求。
3.2 自动化需求：自动化生产在各行各业的应用越来越广泛，现场总线控制系统能够提供高效的自动化控制能力，满足企业对生产效率和质量的要求。
3.3 成本降低：现场总线控制系统的成本逐渐下降，使得各种中小型企业也能够承担起采用该系统的投资。
3.4 环境监测需求：随着环境保护意识的增强，对于环境监测的需求也越来越大。
现场总线控制系统可以对各种环境参数进行实时监测和控制，满足环境保护要求。
4. 市场应用领域现场总线控制系统在各个行业都有广泛的应用，包括但不限于以下领域：4.1 工业自动化：现场总线控制系统在工业自动化中扮演重要角色，可以实现对生产设备的远程控制、监测和诊断，提高生产效率和质量。
4.2 智能建筑：现场总线控制系统可以通过与各种设备和系统的通信，实现智能建筑的集中控制和管理，提高建筑的安全性和能源利用效率。
4.3 交通运输：现场总线控制系统可应用于交通信号灯控制、车辆调度等领域，提高交通运输的安全性和效率。
4.4 能源管理：现场总线控制系统在能源管理中发挥重要作用，实时监测和控制能源消耗，提高能源利用效率。
5. 市场竞争格局现场总线控制系统市场竞争激烈，主要厂商包括ABB、西门子、施耐德等。
这些公司在技术研发和市场拓展方面都拥有丰富经验，具有一定的市场份额。
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现场总线技术的特点及发展趋势摘要现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。
现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、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，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。
我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。
关键词现场总线数字通讯集散系统现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。
现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、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，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。
我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。
现场总线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，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。
国际上许多有实力、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。
人们把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代控制系统，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代控制系统，把数字计算机集中式控制系统称为第三代控制系统，把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代控制系统，把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。
作为新一代控制系统，它一方面突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，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；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。
开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
现有较强实力和影响的现场总线技术有:FoudationFieldbus（FF）、LonWorks、Profibus、HART、CAN、Dupline等。
它们具有各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势。
一、现场总线的技术特点1、具有良好的系统开放性。
现场总线技术通信协议公开，相关标准的一致，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换。
用户可按自己需要的大小把来自不同供应商的产品随意组成不同的系统。
2、系统结构的高度分散性。
因为自控技术的飞速发展，现场设备本身已经具备自动控制的基本功能，所以现场总线技术采用了全分布式控制系统的体系结构。
这种体系结构从根本上改变了现有DCS的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了系统可靠性。
3、互可操作性与互用性。
现场总线技术可实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。
互用性意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。
4、现场设备的智能化与功能自治性。
它将传感测量、补偿计算、流量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
5、作为工厂网络底层的现场总线，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线等，具有较强的抗干扰能力；可采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等，对现场环境具有良好的适应性。
二、现场总线的优点由于现场总线的以上特点，特别是系统结构的简化，使控制系统在设计、安装、投用、正常生产运行及系统的检修维护等各方面，都体现出优越性。
1、节省硬件数量与投资。
由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少，还可减少控制室的占地面积。
2、节省安装费用。
现场总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。
当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。
3、节省维护开销。
由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
由于现场控制设备具有很强的自诊断与简单故障处理能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便及时分析故障原因并快速排除，缩短了维护时间。
4、用户具有高度的系统集成主动权。
用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。
避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。
5、提高了系统的准确性与可靠性。
由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。
同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强:减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。
三、典型现场总线简介1、基金会现场总线基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF，其前身是以美国Fisher-Rousemount 公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell 公司为首，联合欧洲等地的150家公司制订的WordFIP协议。
这两大集团于1994年9月合并，成立了现场总线基金会，开发出国际上统一的现场总线协议。
基金会现场总线分低速和高速两种通信速率。
低速传输速率为3125Kbps,通信距离可达1900m,可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。
高速传输速率为1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。
物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射。
基金会现场总线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技术。
2、LonWorksLonWorks是由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的又一具有强劲实力的现场总线技术。
其通讯速率从300bps至15Mbps 不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络。
在开发智能通信接口、智能传感器方面，LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。
3、ProfibusProfibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。
该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的可实现总线供电与本质安全防爆。
广泛应用于纺织、可编程控制器、低压开关、过程自动化等领域。
Profibus的传输速率为96～12kbps最大传输距离在12kbps时为1000m，15Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。
其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。
Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。
主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。
对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。
按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。
主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。
主站可采取对所有站点广播(不要求应答),或有选择地向一组站点广播。
4、CANCAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称，最早由德国BOSCH公司推出，其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，广泛应用在离散控制领域。
其信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达 1 0km/kbps,可挂接设备最多可达110个。
CAN的信号传输时间短，受干扰的概率低，具有较强的抗干扰能力。
CAN采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。
已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片，如Intel公司的82 52 7，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82C2 50等。
还有插在PC机上的CAN总线接口卡，具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。
5、HARTHART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写（可寻址远程传感高速通道的开放通信协议），最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前具有较强的市场竞争能力。
最大传输距离3000m。
HART通信在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用Bell202国际标准;数据传输速率为1200bps,逻辑“0”的信号频率为2200Hz，逻辑“1”的信号传输频率为1200Hz。
总线上可挂设备数多达15个，每个现场设备可有256个变量，每个信息最大可包含4个变量。
HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。
6、RS-485尽管ＲＳ-485不能称为现场总线，但是现在还有许多设备沿用这种通讯协议。
采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力，在许多系统中得到了广泛的应用。
四、现场总线技术展望与发展趋势发展现场总线技术已成为工业自动化领域广为关注的焦点课题，国际上现场总线的研究、开发，使自动控制系统走上开放发展的征程，这对我国现场总线控制系统的发展是个极好的机会，也是一次严峻的挑战，我国在这一技术领域还刚刚起步，了解国际上该项技术的现状与发展动向，对我国相关行业的发展，对自动化技术、设备的更新，无疑具有重要的作用。