現場(chǎng)儀表與控制室儀表之間的數字通信統稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)。實(shí)際因為現場(chǎng)設備不同，數字信號傳輸數據的通信寬度不同，而分為傳感器總線(xiàn)、設備總線(xiàn)和現場(chǎng)總線(xiàn)幾種（統稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)）;又于過(guò)渡期有HART協(xié)議的準數字化通信;另外，就是標準和行業(yè)標準的復雜性和數字通信技術(shù)發(fā)展速度太快造成的系統架構扁平化等等原因，使現在現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)處于“春秋戰國”時(shí)期，所以有必要讓流程工業(yè)及加工業(yè)決策者，對這個(gè)問(wèn)題理出一個(gè)思路來(lái)，促進(jìn)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的普及。
20世紀70年代大約在電動(dòng)單元組合式儀表研發(fā)時(shí)期，出現了4～20mDC的統一信號（對應電壓信號為1～5VDC），相應兩線(xiàn)制技術(shù)也得到普及。兩線(xiàn)制是指一個(gè)現場(chǎng)變送器由兩根導線(xiàn)與控制室對應端子相連，在其上完成供電（24VDC）及電流信號傳輸。當然，四線(xiàn)制技術(shù)也還可以使用（四線(xiàn)制指現場(chǎng)變送器接兩根電源線(xiàn)和兩根信號線(xiàn)）。
在1986年美國Rosemount公司推出HART（HighwayAddressableRemoteTransducer可尋址遠程傳感器高速公路）通信協(xié)議，在原兩線(xiàn)制變送器上增加了數字信號傳輸功能，即在4～20mA的直流模擬信號基礎上疊加了一個(gè)波形為FSK（FrequencyShiftingKeying）Bell202的數字通信信號，以后得到多家儀表研制這方面的產(chǎn)品。嚴格地說(shuō)，它不是現場(chǎng)總線(xiàn)，但由于它兼容了模擬信號及有利于改造老產(chǎn)品，所以10多年來(lái)它還能生存下來(lái)，而且有所發(fā)展，如它規定了設備描述語(yǔ)言，而且多種DCS、PLC均可與之相連，配套的HARTMuHiplexer多路復用器之外，還有HARTI/O，使老裝置裝置改造中現有布線(xiàn)系統得到利用，完成工廠(chǎng)資產(chǎn)設備管理等功能，提高工廠(chǎng)生產(chǎn)效率。
標準和行業(yè)標準
追溯上世紀80年代IFC、90年代初ISP及ISPF已經(jīng)進(jìn)行了初步聯(lián)合，1994年法國加入成立現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )（FF）比HART通信協(xié)議公布稍后，電工委員會(huì )IEC于1988年IEC/TC65/SC65C/WG6工作組正式開(kāi)始現場(chǎng)總線(xiàn)標準化工作，于2000年1月正式通過(guò)IEC61158測量和控制數字數據通信工業(yè)控制系統用現場(chǎng)總線(xiàn)標準，有10種類(lèi)型，為了便于標準的應用，又制訂了IEC61784作為解釋和補充，IEC61784為工業(yè)控制系統的連續和斷續制造用現場(chǎng)總線(xiàn)行規設置，涉及7個(gè)協(xié)議簇，即FF、ControlNet、Profibus、P-Net、SwiftNet、WorldFIP、Interbus。
另外，IEC/TC17/SC17B分管低壓電器的分委員會(huì )制訂了IEC62026有關(guān)的現場(chǎng)總線(xiàn)AS-I、DeviceNet、SDS及Seriplex4種現場(chǎng)總線(xiàn)標準;IEC/TC22分管電力電子的分委員會(huì )將CAN總線(xiàn)列為標準，而且ISO（標準組織）通過(guò)為標準：CANISO11898（1Mbit/s）與CANISO11519（125Kbit/s）。以上通常稱(chēng)有7+4+1=12種現場(chǎng)總線(xiàn)標準。也有很多人把部分應用較少或原理與其它總線(xiàn)相賓的總線(xiàn)略去而稱(chēng)有8種現場(chǎng)總線(xiàn)。
在未成為標準的現場(chǎng)總線(xiàn)中，應用很廣，性能很好的有Lonworks，它為ANSI美國國家標準及智能建筑等5個(gè)行業(yè)的標準;Modbus總線(xiàn)應用的歷史較長(cháng)，現在也在發(fā)展與以太網(wǎng)相結合等技術(shù);另外就是CC-Link，它由日本三菱公司推出，應用面也很廣。
關(guān)于多標準問(wèn)題
在IEC制訂現場(chǎng)總線(xiàn)標準的同時(shí)，各國或跨國大公司也在積極開(kāi)發(fā)現場(chǎng)總線(xiàn)，一些國家或行業(yè)的特殊性，IEC原設想的現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )雖然代表了100多個(gè)國家，其開(kāi)發(fā)的基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)并不能滿(mǎn)足各行業(yè)的要求，而且要滿(mǎn)足過(guò)程工業(yè)的要求，也還有一個(gè)的過(guò)程，所以只好將其低速標準FF的H1部分與其它各種功能相近的Profibus-PA、Profibus-DP等并列為標準。另外原因就是數字通信技術(shù)發(fā)展很快，加之FCS概念雖已形成，但與DCS、PLC等系統還得“和平共處”一無(wú)相當長(cháng)時(shí)期;又與80年代剛制定標準時(shí)期相比，FF高速標準與以太網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)相兼容是大勢所趨，所以出現了FF的HSE及Profinet等標準，這些都是順應潮流的選擇。應該說(shuō)多標準的產(chǎn)生，這是反映了數字通信技術(shù)的現實(shí)，不是以人們的意志而轉移的。既然是多標準，以后還會(huì )有所增加，我國如有新的現場(chǎng)總線(xiàn)出現，也可以爭取成為標準。
如事先制訂出統一的開(kāi)放的、可互操作的一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)標準，制訂出來(lái)以后，多數廠(chǎng)家都放棄原來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)，當然很理想，zui大受益者為zui終用戶(hù)，但是我們要面對現實(shí)，在承認現狀、積極應用現標準的同時(shí)，用戶(hù)和制造廠(chǎng)都對開(kāi)放性和可互操作性的理想鍥而不舍，我想這一天終究會(huì )到來(lái)。
現場(chǎng)總線(xiàn)的比較
多現場(chǎng)總線(xiàn)是制造商、集成商和zui終用戶(hù)以來(lái)不便選用困難，但是通過(guò)比較，結合自身特點(diǎn)，是能選出一種或兩種現場(chǎng)總線(xiàn)，并發(fā)揮現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢，以來(lái)經(jīng)濟效益，而且可以自下而上防止出現信息孤島。
主要現場(chǎng)總線(xiàn)比較如表1所示。表中除主要性能特點(diǎn)以外，與選型有關(guān)的還有：主從方式、無(wú)主方式或點(diǎn)對點(diǎn)方式;傳送過(guò)程數據和住處組態(tài)住處運行狀態(tài)等報文長(cháng)短;通信實(shí)時(shí)性;通信準確性和通信安全性等。高速或上層的現場(chǎng)總線(xiàn)在表中所列的FFHSE、Profinet、ControlNet中的Ethernet/IP均使用了工業(yè)以太網(wǎng);其它的現場(chǎng)總線(xiàn)現在也在致力于和以太網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）相連;加之工業(yè)以太網(wǎng)也在從事“e網(wǎng)到底”的努力，即在發(fā)展直接與以太網(wǎng)相連的I/O模塊;又IEC正與IAONA（工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )聯(lián)合會(huì )）制訂包含工業(yè)以太網(wǎng)行規的“工業(yè)網(wǎng)絡(luò )化系統安裝導則”，所以我們要重視工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展。
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