從名詞定義來講，現場總線是用于現場電器、現場儀表及現場設備與控制室主機系統之間的一種開放斷放的、全數字化、雙向、多站的通信系統。而現場總線標準規定某個控制系統中一定數量的現場設備之間如何交換數據。數據的傳輸介質可以是電線電纜、光纜、電話線、無線電等。

通俗地講，現場總線是用在現場的總線技術。傳統控制系統的接線方式是一種并聯接線方式，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制各個電器元件，對應每一個元件有一個I/O口，兩者之間需用兩根線進行連接，作為控制和/或電源。當PLC所控制的電器元件數量達到數十個甚至數百個時，整個系統的接線就顯得十分復雜，容易搞錯，施工和維護都十分不便。為此，人們考慮怎樣把那么多導線合并到一起，用一根導線來連接所有設備，所有的數據和信號都在這根線上流通，同時設備之間的控制和通信可任意設置。因而這根線自然而然地稱為了總線，就如計算機內部的總線概念一樣。

由于控制對象都在工礦現場，不同于計算機通常用于室內，所以這種總線稱為現場的總線，簡稱現場總線。

現場總線的特點

現場總線技術實際上是采用串行數據傳輸和連接方式代替傳統的并聯信號傳輸和連接方式的方法，它依次實現了控制層和現場總線設備層之間的數據傳輸， 同時在保證傳輸實時性的情況下實現信息的可靠性和開放性。一般的現場總線具有以下幾個特點。

1）布線簡單

這是大多現場總線共有的特性，現場總線的最大革命是布線方式的革命，最小化的布線方式和最大化的網絡拓撲使得系統的接線成本和維護成本大大降低。由于采用串行方式，所以大多數現場總線采用雙絞線，還有直接在兩根信號線上加載電源的總線形式。這樣，采用現場總線類型的設備和系統給人明顯的感覺就是簡單直觀。

2）開放性

一個總線必須具有開放性，這指兩個方面：一方面能與不同的控制系統相連接，也就是應用的開放性;另一方面就是通信規約的開放，也就是開發的開放性。只有具備了開放性，才能使得現場總線既具備傳統總線的低成本，又能適合先進控制的網絡化和系統化要求。

3）實時性

總線的實時性要求是為了適應現場控制和現場采集的特點。一般的現場總線都要求在保證數據可靠性和完整性的條件下具備較高的傳輸速率和傳輸效率。總線的傳輸速度要求越快越好，速度越快，表示系統的響應時間就越短，但是傳輸速度不能僅靠提高傳輸速率來解決，傳輸的效率也很重要。傳輸效率主要是有效用戶數據在傳輸幀中的比例還有成功傳輸幀在所有傳輸幀的比例。

4）可靠性

一般總線都具備一定的抗干擾能力，同時，當系統發生故障時，具備一定的診斷能力，以最大限度地保護網絡，同時較快地查找和更換故障節點。總線故障診斷能力的大小是由總線所采用的傳輸的物理媒介和傳輸的軟件協議決定的，所以不同的總線具有不同的診斷能力和處理能力。

現場總線的應用領域

現場總線的種類很多，據小完全統計，目前國際上有40多種現場總線。導致多種現場總線同時發展的原因有兩個，一方面是工業技術的迅速發展，使得現場總線技術在各種技術背景下得以快速發展，并且迅速得到普及，但是普及的層面和程度因不同技術發展的側重點不同而各不相同;另一方面，工業控制領域“高度分散、難以壟斷“，這和家用電器技術的普及不同，工業控制所涵蓋的領域往往是多學科、多技術的邊緣學科，一個領域得以推廣的總線技術到了另一個新的領域有可能寸步難行。

控制系統的層次

控制系統是有不同的層次的。左邊的文字表示系統的邏輯層次，由上到下分別為協調級、工廠級、車間級、現場級和操作器與傳感器級。現場總線涉及的是最低兩級。右邊的文字表示系統的物理設備層次，由上到下依次為主計算機、可編程邏輯控制器、小型控制器、傳感器與操作器（如感應開關、位置開關、電磁閥、接觸器等）。

各種現場總線的應用范圍

對應不同的系統層次，現場總線有著不同的應用范圍。縱坐標由下往上表示設備由簡單到復雜，即由簡單傳感器、復雜傳感器、小型PLC或工業控制機到工作站、中型PLC再到大型PLC、分布式控制系統（Distributed Control System，DCS）監控機等，數據通信量由小到大，設備功能也由簡單到復雜。橫坐標表示通信數據傳輸的方式，從左到右，依次為二進制的位傳輸、8位及8位以上的字傳輸、128位及以上齣幀傳輸以及更大數據量傳輸的文件傳輸。

ASI、Sensorloop。Se卹lex等總線適用于由各種開關量傳感器和操作器組織的底層控制系統，而DeviceNet、PROFIBUS-DP和WorldFIP適用于字傳輸的各種設備，至于PROFIBUS-PA、Fieldbus Foundation等更多地適用于幀傳輸的儀表目動化墳備。所以對我們適用的總線在Sensor和Equipment的區域內。

在發達國家，現場總線技術從20世紀80年代開始出現并逐步推廣到現在，已經被工業控制領域廣泛應用。據說，2002年歐洲有40%的自動化工程項目采用了現場總線控制系統，到2005年達到了65%一 70%。在國內，現場總線首先用在外國公司在華投資的生產線，如幾乎所有外資汽車生產企業都有使用現場總線的生產線。啤酒罐裝、煙草加工、機械裝配、產品包裝等生產線也大量使用現場總線。

一些市政工程也開始使用現場總線。在中國，20世紀90年代中后期引入現場總線，至今在技術概念上已被廣泛接受，用戶群和使用面迅速增加和擴大，許多自動化項目把現場總線控制作為選擇方案之一，還有不少本土化的現場總線產品出現，并迅速得以產業化。

目前現場總線技術的應用主要集中在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山以及原設備制造商（Original Equipment Manufacturer，OEM）用戶等各個行業， 同時還有道路無人監控、樓宇自動化、智能家居等新技術領域。

現場總線的國家標準及企業標準

由于現場總線的國際標準遲遲不能建立，各種現場總線、設備總線（device bus）與傳感器總線（sensor bus）趁此機會，風起云涌，相繼成立，莫不大肆宣傳，推廣應用，有些大的現場總線組織更是力圖擴大自己的地盤，企圖造成既成事實，使自己成為國際標準。

現場總線國家標準，如德國的PROFIBUS、法國的FIP、英國的ERA、挪威的FINT等、丹麥的PNET、 中國的DeviceNet和ASI。

現場總線企業標準， 如Echelon公司的LonWorks、Phenix Contact公司的InterBus. Rober Bosch公司的CAN. Rosemount公司的HART， Carlo Garazzi公司的Dupline、Process Date公司的P-NET、Peter Hans公司的F-MUX，據不完全統計，約有40多種。

目前看來現場總線標準不會統一，多標準并存現象將會持續。由于不同標準在一定意義上代表著不同的廠商利益，廠商之間市場、利益的競爭會反映到標準的推廣、應用和被采納的廣度和深度，所以使得協議之間實際也存在著競爭。那些技術相對落后、支持廠商少或者弱的協議逐步被淘汰，那些技術先進、支持廠商多而強、開放度高的協議更容易被接受，更具有生存和發展的空間。

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