現場總線（Fieldbus）是20世紀80年代末、90年代初國際上發展形成的，用于現場總線技術過程自動化、 制造自動化、樓宇自動化等領域的現場智能設備互連通訊網絡。它作為工廠數字通信網絡的基礎，溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間 的聯系。它不僅是一個基層網絡，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。這項以智能傳感、控制、計算機、數字通訊等技術為主要內容的綜合技術，已經受到 世界范圍的關注，成為自動化技術發展的熱點，并將導致自動化系統結構與設備的深刻變革。國際上許多實力、有影響的公司都先后在不同程度上進行了現場總線技 術與產品的開發?，F場總線設備的工作環境處于過程設備的底層，作為工廠設備級基礎通訊網絡，要求具有協議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點：具有 一定的時間確定性和較高的實時性要求，還具有網絡負載穩定，多數為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由于上述特點，現場總線系統從網絡結構到通訊技術，都具 有不同上層高速數據通信網的特色。

　　一般把現場總線系統稱為第五代控制系統，也稱作FCS——現場總線控制系統。人們一般把50年代前的 氣動信號控制系統PCS稱作第一代，把4～20mA等電動模擬信號控制系統稱為第二代，把數字計算機集中式控制系統稱為第三代，而把70年代中期以來的集散式分布控制系統DCS稱作第四代。現場總線控制系統FCS作為新一代控制系統，一方面，突破了DCS系統采用通信專用網絡的局限，采用了基于公開化、標 準化的解決方案，克服了封閉系統所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結合的集散系統結構，變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場。 可以說，開放性、分散性與數字通訊是現場總線系統最顯著的特征。

　　現場總線技術展望與發展趨勢

　　現場總線技術的發展應體現為兩個方面：一個是低速現場總線領域的繼續發展和完善；另一個是高速現場總線技術的發展。

　　目前現場總線產品主要是低速總線產品，應用于運行速率較低的領域，對網絡的性能要求不是很高。從應用狀況看，無論是FF和Profibus，還是其他一 些現場總線，都能較好地實現速率要求較慢的過程控制。因此，在速率要求較低的控制領域，誰都很難統一整個世界市場。而現場總線的關鍵技術之一是互操作性， 實現現場總線技術的統一是所有用戶的愿望。今后現場總線技術如何發展、如何統一，是所有生產廠商和用戶十分關心的問題。

　　高速現場總線主 要應用于控制網內的互連，連接控制計算機、PLC等智能程度較高、處理速度快的設備，以及實現低速現場總線網橋間的連接，它是充分實現系統的全分散控制結 構所必須的。目前這一領域還比較薄弱。因此，高速現場總線的設計、開發將是競爭十分激烈的領域，這也將是現場總線技術實現統一的重要機會。而選擇什么樣的 網絡技術作為高速現場總線的整體框架將是其首要內容。

　　發展現場總線技術已成為工業自動化領 域廣為注的焦點課題，國際上現場總線的研究、開發，使測控系統沖破了長期封閉系統的禁錮，走上開放發展的征程，這對中國現場總線控制系統的發展是個極好的 機會，也是一次嚴峻的挑戰。自動化系統的網絡化是發展的大趨勢，現場總線技術受計算機網絡技術的影響是十分深刻的?，F在網絡技術日新月異，發展十分迅猛， 一些具有重大影響的網絡新技術必將進一步融合到現場總線技術之中，這些具有發展前景的現場總線技術有；智能儀表與網絡設備開發的軟硬件技術；組態抗術，包 括網絡拓撲結構、網絡設備、網段互連等；網絡管理技術，包括網絡管理軟件、網絡數據操作與傳輸；人機接口、軟件技術；現場總線系統集成技術。

　　由于目前自動化技術從單機控制發展到工廠自動化FA，發展到系統自動化。工廠自動化信息網絡可分為以下三層結構：工廠管理級、車間監控級、現場設備 級，而現場總線是工廠底層設備之間的通信網絡。這里先介紹一下以太網，本文特指工業以太網，工業以太網是作為辦公室自動化領域衍生的工業網絡協議，按習慣 主要指IEEE802.3協議，如果進一步采用TCP/IP協議族，則采用“以太網+TCP/IP”來表示，其技術特點主要適合信息管理、信息處理系統， 并在IT業得到了巨大的成功。在工廠管理級、車間監控級信息集成領域中，工業以太網已有不少成功的案例，在設備層對實時性沒有嚴格要求場合也有許多應用。 由于現場總線目前種類繁多，標準不一，很多人都希望以太網技術能介入設備低層，廣泛取代現有現場總線技術，施耐德公司就是該想法的積極倡導者和實踐者，目 前已有一批工業級產品問世和實際應用?？墒蔷湍壳岸?，以太網還不能夠真正解決實時性和確定性問題，大部分現場層仍然會首選現場總線技術。由于技術的局限 和各個廠家的利益之爭，這樣一個多種工業總線技術并存，以太網技術不斷滲透的現狀還會維持一段時間。用戶可以根據技術要求和實際情況來選擇所需的解決方 案。

　　現場總線技術的興起，開辟了工廠底層網絡的新天地。它將促進企業網絡的快速發展，為企業帶來新的效益，因而會得到廣泛的應用，并推動自動化相關行業的發展。

　　市面上最等流行的九大現場總線

　　目前國際上有40多種現場總線，但沒有任何一種現場總線能覆蓋所有的應用面，按其傳輸數據的大小可分為3類：傳感器總線（sensorbus），屬于位 傳輸；設備總線（devicebus），屬于字節傳輸；現場總線，屬于數據流傳輸。下面讓我一起去認識這九種現再總線。

　　1、FF現場總線

　　FF現場總線基金會是由WORLDFIPNA（北美部分，不包括歐洲）和ISPFoundation于1994年6月聯合成立的，它是一個國際性的組 織，其目標是建立單一的、開放的、可互操作的現場總線國際標準。這個組織給予了IEC現場總線標準起草工作組以強大的支持。這個組織目前有l00多成員單 位，包括了全世界主要的過程控制產品及系統的生產公司。1997年4月這個組織在中國成立了中國儀協現場總線專業委員會（CFC）。致力于這項技術在中國 的推廣應用。FF成立的時間比較晚，在推出自己的產品和把這項技術完整地應用到工程上相對于PROFIBUS和WORLDFIP要晚。但是正由于FF是 1992年9月成立的，是以FisherRosemount公司為核心的ISP（可互操作系統協議）與WORLDFIPNA兩大組織合并而成的，因此這個 組織具有相當實力：目前FF在IEC現場總線標準的制訂過程中起著舉足輕重的作用。

　　現場總線基金會自成立以來，經過十年的發展，已經形 成了一個開放的、全數字化的工業通信系統，并在上世紀末開始進入中國市場，推動了中國的工業自動化技術進步，并開始了大型全區域系統集成的應用。一個開放 式的總線協議，很重要的一點就是有多少設備支持這個協議。否則，這個協議的開放性就沒有意義了。

　　在無線和遠程I/O管理方面，現場總線基金會發布了基金會遠程運營管理初步規范。新的技術規范是基金會面向無線和遠程I/O進行遠程運營管理解決方案的 一部分，面向遠程運營管理設備定義了代表基金會HART設備的現場總線變送器模塊。該模塊可以顯示有線HART及無線HART設備。

　　此外，該規范還描述了通過基金會高速以太網（HSE）傳輸基本HART命令協議接觸HART設備進行配置和資產管理的理想方法。規范也對在連接基金會遠程運營管理設備的有線多觸點網絡和無線HART網絡中識別和維護HART設備狀態的結構進行了定義。

　　新的變送器模塊規范將會使那些需要將HART和無線HART設備連入基金會現場總線、提升其與控制系統或者基金會設備的最終用戶受益，”現場總 線基金會技術開發總監DaveGlanzer說道：“他們可能會需要對資產管理采用一種網絡化的方法，連接大量的HART和無線HART設備，進行配置和 維護?！?/P>

　　在現場總線基金會架構內部，H1和HSE可以提供分布式功能模塊的能力，與HSE一起形成容量更大的通道，加快數據傳輸和傳輸 量。基金會遠程運營管理的開發，為有線及無線HSE主干網絡建立了一個開放式、非專利性的規范，可以通過接口將不同的基金會遠程運營管理設備和無線現場設 備網絡進行集成。

　　使用高速HSE連接，可以高效的將模塊化的數字和模擬現場I/O設備大幅度集中到控制室當中。通過使用諸如智能遠程終 端單元（RTU）這類HSE設備功能，這項技術可以將各種形式的傳統I/O輕而易舉的融入到自然的現場總線環境當中。這一解決方案在同一個以太網絡上可以 同時支持數字輸入、數字輸出、模擬輸入、模擬輸出和H1現場總線。