現場(chǎng)總線(xiàn)種類(lèi)及標準介紹
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現場(chǎng)總線(xiàn)的種類(lèi)主要有：基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)FF；ProfiBus；WorldFIP；
ControlNet/DeviveNet；CAN等
1、基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)FF
現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )包含100多個(gè)成員單位，負責制訂一個(gè)綜合IEC/ISA標準的國際現場(chǎng)總
線(xiàn)。它的前身是可互操作系統協(xié)議ISP（InterperableSystemProtocol）--基于德國的
ProfiBis標準，和工廠(chǎng)儀表世界協(xié)議WORLD （WorldFactoryInstrumentationProtocol）--
基于法國的FIP標準。ISP和WORLDFIP于1994年6月合并成立了現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )。
基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)采用國際標準化組織ISO的開(kāi)放化系統互聯(lián)OSI的簡(jiǎn)化模型（1，2，7層）。
另外增加了用戶(hù)層。
2、ProfiBus
ProfiBus自1984年開(kāi)始研制現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，現以成為歐洲首屈一指的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)
系統，歐洲市場(chǎng)占有率大于40%，廣泛應用于加工自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化、發(fā)電
與輸配電等領(lǐng)域。1996年6月ProfiBus被采納為歐洲標準EN50170第二卷。PNO為其用戶(hù)組織，核心公司有：Siemens公司，E+H公司，Samson公司，Softing公司等。
ProfiBus技術(shù)特性：ProfiBus以ISO7498為基礎，以開(kāi)放式系統互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )OSI
?。∣penSystemInterconnection）作為參考模型，定義了物理傳輸特性，總線(xiàn)存取協(xié)議和應
用功能。ProfiBus家族包括ProfiBus-DP，ProfiBus-PA，ProfiBus-FMS。ProfiBus-DP
?。―ecentralizedPeriphery）是一種高速和便宜的通信連接，用于自動(dòng)控制系統和設備級
分散的I/0之間進(jìn)行通信。ProfiBus-FMS（FieldBusMessageSpecification）用來(lái)解決車(chē)間
級通用性通信任務(wù)。與LLI（LowerLayerInterface）構成應用層，FMS包括了應用協(xié)議并向
用戶(hù)提供了可廣泛選用的強有力的通信服務(wù)，LLI協(xié)調了不同的通信關(guān)系并向FMS提供了不
依賴(lài)設備訪(fǎng)問(wèn)數據鏈層。ProfiBus-PA（ProcessAutomation）專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化而設計的，
它可使傳感器和執行器接在一根共用的總線(xiàn)上。根據IEC61158-2國際標準，ProfiBus-PA可用雙絞線(xiàn)供電技術(shù)進(jìn)行數據通信，數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協(xié)議和描述現場(chǎng)設備的
PA行規。當使用電纜耦合器，ProfiBus-PA裝置能很方便的連接到ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò )。[主要
內容摘自“PROFIBUS-與現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準”歐陽(yáng)勁松梅恪]
3、WorldFIP
WorldFIP協(xié)會(huì )成立于1987年3月，以法國CEGELEC、SCHNEIDER等公司為基礎開(kāi)發(fā)了FIP
?。üS(chǎng)儀表協(xié)議）現場(chǎng)總線(xiàn)系列產(chǎn)品。協(xié)會(huì )有100多個(gè)成員，產(chǎn)品在法國市場(chǎng)占有率大于60%，
歐洲約25%。產(chǎn)品適用于發(fā)電與輸配電、加工自動(dòng)化、鐵路運輸、地鐵和過(guò)程自動(dòng)化等領(lǐng)域。
1996年6月WorldFIP被采納為歐洲標準EN50170。WorldFIP是一個(gè)開(kāi)放系統，不同系統、不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的裝置都可以使用WorldFIP，應用結構可以是集中型、分散型和主站-從站型。
WorldFIP現場(chǎng)總線(xiàn)構成的系統可分為三級：過(guò)程級、控制級和監控級，這樣用單一的
WorldFIP總線(xiàn)就可以滿(mǎn)足過(guò)程控制、工廠(chǎng)制造加工系統和各種驅動(dòng)系統的需要了。
WorldFIP協(xié)議有物理層、數據鏈路層和應用層組成。應用層定義為兩種：MPS定義和
SubMMS定義。MPS是工廠(chǎng)周期/非周期服務(wù)，SubMMS是工廠(chǎng)報文的子集。
物理層的作用能夠確保連接到總線(xiàn)上的裝置間進(jìn)行位信息的傳遞。介質(zhì)是屏蔽雙絞線(xiàn)
或光纖。傳輸速度有31.25kb/s，1Mb/s和2.5Mb/s，標準速度是1Mb/s，使用光纖時(shí)最高可
達5Mb/s。
WorldFIP的幀有三部分組成，即幀起始定界符（FSS），數據和檢驗字段，以及幀結束
定界符。
應用層服務(wù)有三個(gè)不同的組：BAAS（Bus Arbitrator Application Services），MPS
?。∕anufacturing Periodical / a Periodical Services），SubMMS（Subset of Messaging Services）。MPS服務(wù)提供給用戶(hù)：本地讀/寫(xiě)服務(wù)，遠方讀/寫(xiě)服務(wù)，參數傳輸/接收指示，使用信息的刷新等。
處理單元通過(guò)WorldFIP的通信裝置（通信數據庫和通信芯片組成）掛到現場(chǎng)總線(xiàn)上。
通信芯片包括通信控制器和線(xiàn)驅動(dòng)，通信控制器有FIPIU2，FIPCO1，FULLFIP2，MICROFIP
等，線(xiàn)驅動(dòng)器用于連接電纜（FIELDRIVE，CREOL）或光纖（FIPOPTIC/FIPOPTIC-TS）。通
信數據庫用于在通信控制器和用戶(hù)應用之間建立鏈接。[主要內容摘自“法國WorldFIP現場(chǎng)
總線(xiàn)技術(shù)概況”繆學(xué)勤]
4、ControlNet/DeviveNet
ControlNet的基礎技術(shù)是在RockwellAutomation企業(yè)于1995年10月公布。1997年7月成
立了ControlNetInternational組織（http://www.controlnet.org），Rockwell轉讓此項
技術(shù)給該組織。組織成員有50多個(gè)如ABBRoboties，HoneywellInc.，YokogawaCorp.，
ToshibaInternational，Procter&Gamble，OmronElectronicsInc.等。
DeviceNet的相關(guān)網(wǎng)
址（http://www.odva.org/）
傳統的工廠(chǎng)級的控制體系結構有五層即工廠(chǎng)層、車(chē)間層、單元層、工作站層、設備層組成。
而Rockwell自動(dòng)化系統簡(jiǎn)化為三層結構模式：信息層（Ethernet以太網(wǎng)），控制層
?。–ontrolNet控制網(wǎng)），設備層（DeviceNet設備網(wǎng)）。ControlNet層常傳輸大量的I/O和
對等通訊信息，具有確定性和可重復性的，緊密聯(lián)系控制器和I/O設備的要求。它具備如下
特點(diǎn)：1）ControlNet在單根電纜上支持兩種類(lèi)型的信息傳輸：有實(shí)時(shí)性的控制信息和I/O
數據傳輸，無(wú)時(shí)間苛求的信息發(fā)送和程序上/下載；2）ControlNet技術(shù)采取了一種新的通
信模式，以生產(chǎn)者/客戶(hù)模式取代了傳統的源/目的模式它不僅支持傳統的點(diǎn)對點(diǎn)通訊，而
且允許同時(shí)向多個(gè)設備傳遞信息。生產(chǎn)者/客戶(hù)模式使用時(shí)間片算法保證各節點(diǎn)實(shí)現同步，
從而提高了帶寬利用率；3）ControlNet使用同軸電纜可達6km，節點(diǎn)數99個(gè)，兩個(gè)節點(diǎn)間
距離最長(cháng)達1000m，48個(gè)節點(diǎn)距離可長(cháng)達250m，采用光纖和中繼器后通訊距離可達幾十公里。
ControlNet應用于過(guò)程控制，自動(dòng)化制造等領(lǐng)域。
5、CAN
CAN(ControllerAreaNetwork)稱(chēng)為控制局域網(wǎng)，屬于總線(xiàn)式通訊網(wǎng)絡(luò )。CAN總線(xiàn)規范了
任意兩個(gè)CAN節點(diǎn)之間的兼容性，包括電氣特性及數據解釋協(xié)議，CAN協(xié)議分為二層：物理
層和數據鏈路層。物理層決定了實(shí)際位傳送過(guò)程中的電氣特性，在同一網(wǎng)絡(luò )中，所有節點(diǎn)
的物理層必須保持一致，但可以采用不同方式的物理層。CAN的數據鏈路層功能包括幀組織
形式，總線(xiàn)仲裁和檢錯、錯誤報告及處理，確認哪個(gè)信息要發(fā)送的，確認接收到的信息及
為應用層提供了接口。CAN網(wǎng)絡(luò )具有如下特點(diǎn)：CANBUS網(wǎng)絡(luò )上任意一個(gè)節點(diǎn)均可在任意時(shí)刻
主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò )上的其它節點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。通訊靈活，可方便地構成多機備份系統
及分布式監測、控制系統。網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級以滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求。
采用非破壞性總線(xiàn)裁決技術(shù)，當兩個(gè)節點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò )上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級低的節點(diǎn)
主動(dòng)停止數據發(fā)送，而優(yōu)先級高的節點(diǎn)可不受影響地繼續傳輸數據。具有點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對
多點(diǎn)及全局廣播傳送接收數據的功能。通訊距離最遠可達10KM/5KBPS，通訊速率最高可達
1MBPS/40M。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數實(shí)際可達110個(gè)。每一幀的有效字節數為8個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受
干擾的概率低。每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施，數據出錯率極低，可靠性極高．通
訊介質(zhì)采用廉價(jià)的雙絞線(xiàn)即可，無(wú)特殊要求。在傳輸信息出錯嚴重時(shí)，節點(diǎn)可自動(dòng)切斷它
與總線(xiàn)的聯(lián)系，以使總線(xiàn)上的其它操作不受影響。
現場(chǎng)總線(xiàn)標準
現場(chǎng)總線(xiàn)標準有如下種類(lèi)：
丹麥國家標準DSF21906：P-Net
德國國家標準DIN19245（1-2）：ProfiBus-FMS
德國國家標準DIN19245（3）：ProfiBus-DP
德國國家標準DIN19245（4）：ProfiBus-PA
法國國家標準FIPC46601-607：WorldFIP
日本JEMA標準CC-Link
美國國家標準ANSI/NEMA以等同方式支持的ISA/IEC標準草案
1)ISA/IEC61158-1總論；
2)ISA/IEC61158-2物理層規范
3)ISA/IEC61158-3鏈路層服務(wù)定義1998/09/30未通過(guò)
4)ISA/IEC61158-4鏈路層規范；1998/09/30未通過(guò)
5)ISA/IEC61158-5應用層服務(wù)定義；1998/09/30未通過(guò)
6)ISA/IEC61158-6應用層規范；1998/09/30未通過(guò)
7)ISA/IEC61158-7管理系統
8)ISA/IEC61158-8一致性試驗
9)ISA/IEC61804過(guò)程控制模塊
歐洲標準EN50170（CLC65CX）
Vol.IP-Net
Vol.IIProfiBus
Vol.IIIWorldFIP
Vol.IVFF,聯(lián)合王國(UK)IEC國家委員會(huì )提議
Vol.VControlNet,聯(lián)合王國(UK)IEC國家委員會(huì )提議
歐洲標準EN50254（CLC65CX）
1)ProfiBusDP
2)FIPDWF
3)Interbus
歐洲標準EN50295（CLCTC17B）
1)ASI
歐洲標準prEN50325
1)DeviceNet美國Rockwell
2)SDS美國Honeywell
國際標準ISO11898
1)德國CANbus;
2)美國DeviceNet;
3)特性接近ProfiBus;
國際標準IEC62026(IECSC65C)
1)ASI法國、德國
2)DeviceNet美國Rockwell
3)SDS美國Honeywell
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