淺談什么是現場(chǎng)總線(xiàn)
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一、現場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)
國際電工委員會(huì )（IEC）對現場(chǎng)總線(xiàn)主要有以下三點(diǎn)要求：
（1）統一數據鏈路上過(guò)程控制單元(CPU)、PLC等與數字I/O設備互連；
（2）現場(chǎng)總線(xiàn)控制器可對總線(xiàn)上的多個(gè)操作站、傳感器及執行機構等進(jìn)行數據存??；
（3）在保證系統可靠性的基礎上，有利于減小軟硬件開(kāi)銷(xiāo)，降低成本和通訊媒體安裝費用。SP50委員會(huì )提出的兩種現場(chǎng)總線(xiàn)結構模型是：
（1）星型總線(xiàn)—用短距離、廉價(jià)、低速率電纜取代模擬信號傳輸線(xiàn)；
（2）總線(xiàn)型總線(xiàn)—數據傳輸距離長(cháng)、速率高，采用點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)和廣播式通信方式。
從目前來(lái)看，還沒(méi)有哪一種現場(chǎng)總線(xiàn)能夠滿(mǎn)足上述全部要求，各種現場(chǎng)總線(xiàn)都有自己的長(cháng)處和短處。雖然用戶(hù)和市場(chǎng)有標準化的需要，但在短期內，現場(chǎng)總線(xiàn)標準無(wú)法統一，多種現場(chǎng)總線(xiàn)并存的情況在今后較長(cháng)的時(shí)間將依然存在，IEC61158標準的產(chǎn)生就說(shuō)明了這一點(diǎn)。下面，將對各種現場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行分析對比。
二、現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)
1、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統
現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）是集計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和控制技術(shù)為一體的當代最先進(jìn)的計算機控制技術(shù)，是一種全分散、全數字、全開(kāi)放的控制系統。這種系統主要用于工業(yè)過(guò)程控制、制造業(yè)及樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域，在未來(lái)將成為現代計算機控制系統的主流。
2、現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展現狀
現場(chǎng)總線(xiàn)發(fā)展迅速，現處于群雄并起、百家爭鳴的階段，目前已開(kāi)發(fā)出40多種現場(chǎng)總線(xiàn)。其中，符合IEC61158國際標準規定的有8種總線(xiàn)，包括：德國西門(mén)子公司支持的Profibus、基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)FF、德國Phoenix Contact公司支持的Interbus、美國Rockwell公司支持的Controlnet、法國Alstom公司支持的Worldfip、主要由Fisheer-Rosemount公司支持的FF HSE、，美國波音公司支持的Swift Net以及丹麥的Peocess。此外，還有幾種在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應用的總線(xiàn)，如德國B(niǎo)osch公司為汽車(chē)應用而開(kāi)發(fā)的CANBUS、美國Echelon公司開(kāi)發(fā)的Lon Works總線(xiàn)等。在這些總線(xiàn)中，最具影響力的有5種，分別是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks，其性能對照見(jiàn)表1。
3、幾種總線(xiàn)通信模型概述
目前，各種現場(chǎng)總線(xiàn)既遵循開(kāi)放系統的原則，也兼顧了自己的特點(diǎn)和特殊要求（如表2所示）。參考OSI協(xié)議模型，Worldfip總線(xiàn)實(shí)現了OSI參考模型的1、2、7層服務(wù)，能提供變量服務(wù)、消息服務(wù)和網(wǎng)絡(luò )管理服務(wù)，是一種數據流總線(xiàn)。Profibus總線(xiàn)也包括了OSI模型1、2、7層服務(wù)，其中Profibus-FMS把第3層到第6層服務(wù)放在底層由接口完成，Profibus-FMS/PA屬于數據流總線(xiàn)，Profibus-DP則屬于字節總線(xiàn)。Lonworks使用了Lontalk協(xié)議，實(shí)現了OSI參考模型全部七層服務(wù)，一種折中、平衡的現場(chǎng)總線(xiàn)，但也因此會(huì )在有些應用場(chǎng)合增加網(wǎng)絡(luò )的負擔，影響了通信速度。CAN總線(xiàn)只規定了物理層和數據鏈路層，用戶(hù)在應用中自己定義通信協(xié)議，有突出的靈活性，有成本優(yōu)勢和速度優(yōu)勢，但一般的應用都是位總線(xiàn)，不適合大流量通信。
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