现场总线技术及其发展趋势

现场总线技术的特点及发展趋势摘要现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。

现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。

我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。

关键词现场总线数字通讯集散系统现场仪表与控制室仪表之间的数字通信统称为现场总线。

现场总线技术自20世纪90年代出现以来已成为世界范围内自动化技术发展的热点之一，广泛用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系，被誉为“自动化仪表与控制系统的一次变革”。

我国自20世纪90年代后期即开始引入并研究总线技术，将其作为今后工业过程控制技术研究的重点，并于1996年正式将现场总线技术的研究和产品开发列入九五国家重点科技攻关项目。

现场总线不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。

这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。

国际上许多有实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。

人们把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代控制系统，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代控制系统，把数字计算机集中式控制系统称为第三代控制系统，把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代控制系统，把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。

现场总线行业调研报告范文现场总线（Fieldbus）是一种相对于传统的模拟信号传输方式而言的数字化通信协议。

它将传感器、执行器和控制器等设备通过数据线连接起来，实现信息的传输和通讯。

现场总线技术在自动化控制系统中的应用越来越广泛，对工业领域的发展起到了积极的推动作用。

本报告通过对现场总线行业进行调研，具体分析了现场总线技术的发展趋势、应用领域和遇到的问题，为相关行业和企业提供了重要的参考和借鉴。

一、现场总线技术的发展趋势1. 高速化：随着科技的进步，现场总线技术的通信速率越来越快，从最初的几Mbit/s到现在的百Mbit/s甚至Gbit/s，高速传输能满足工业控制系统对高效率和快速响应的需求。

2. 安全性：随着信息技术的发展，网络安全问题越来越受到重视。

现场总线技术需要不断提升数据的安全性和可靠性，确保系统的稳定运行，防止被黑客攻击。

3. 多样化：现场总线技术的应用范围越来越广泛，不仅局限于传统的自动化领域，还涉及到交通、能源、医疗等各个行业。

不同行业对现场总线技术的需求也不尽相同，需要不断研发和创新来满足不同领域的需求。

二、现场总线技术的应用领域1. 工业自动化：现场总线技术在物流仓储、制造工艺控制、设备监控等领域发挥了重要作用，提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。

2. 建筑智能化：现场总线技术在楼宇自动化、智能家居、智能楼宇等领域有着广泛的应用，实现了对照明、空调、安防等设备的集中控制和管理。

3. 交通领域：现场总线技术在道路监控、交通信号灯、智能交通系统等方面有着重要的应用，提高了交通管理的效率和安全性。

4. 能源领域：现场总线技术在电力、水务等领域应用广泛，实现了对发电、输配电、能耗监测等环节的精确控制和管理。

三、现场总线技术遇到的问题1. 标准不统一：现场总线技术涉及多个标准，如Profibus、Modbus、CAN等，不同标准之间的兼容性不强，对于跨品牌、跨系统的集成和应用存在一定困难。

当今自动化行业中现场总线技术的发展趋势现场总线技术自从上个世纪70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性，引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。

一、现场总线的发展不会被计算机通信技术取代在现场总线技术诞生的初期，它的主要功能是将当时的可编程逻辑控制器（program mable logic controller，PLC）以一种较简洁的方式连接起来。

随着计算机技术引入PLC，计算机通信技术被引入现场总线；PLC功能的增强对现场总线提出了更高的要求，计算机通信技术的引入大大增强了现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。

在分散型控制系统（distribution control system，DCS）的发展历程中，较早地在站间通信中采用了局域网（local area netw ork，LAN）技术。

随着电子技术的发展，许多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场。

在过程控制领域，曾经采用过许多通信协议。

随着商用计算机领域的局域通信逐步被以太网（ethernet）垄断，过程控制领域中上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网。

由于因特网的快速发展，人们通过因特网访问控制系统，进行远程诊断、维护和服务的愿望越来越强烈，因此TCP／IP协议也进入过程控制领域。

实际上我们现在就可以看到通过因特网访问现场仪表的事例。

这里我们看到了两种趋势，第一是现场有越来越多的信息需要往上送，第二是计算机通信技术越来越向下延伸。

人们不禁要问：包括Internet技术内的现代计算机通信技术是否会最终延伸到现场，并取代现场总线?我们认为现代计算机通信技术有能力延伸到现场，现场总线技术中也会不断地融入计算机通信技术，但是计算机通信技术不会取代现场总线。

因为现场总线与一般计算机通信在功能、要求和结构上有所不同。

1、功能计算机通信的基本功能是可靠地传递信息。

现场总线技术标准化的发展过程及现状现场总线技术标准化的发展过程及现状1. 引言现场总线技术是现代工业自动化系统中的重要组成部分，它提供了设备互联和数据通信的标准化方案，使得工业生产过程更加灵活高效。

本文将深入探讨现场总线技术标准化的发展过程及现状，以帮助读者更全面地了解这一关键技术。

2. 现场总线技术的起源与发展现场总线技术最早由德国公司P3联合施耐德电气公司于1987年共同推出，通过引入总线通信协议，实现了工业设备的联网通信。

这一创新对于提升工业自动化系统的效率和可靠性产生了革命性影响。

随着技术的发展，现场总线技术逐渐成熟，成为了工业自动化领域的重要标准之一。

3. 现场总线技术标准化的意义随着工业自动化的快速发展，不同设备厂商开发出的设备数量众多，而这些设备之间的数据交换是必不可少的。

然而，由于每个厂商的设备都有各自的通信协议和接口，设备之间的互联变得困难重重。

现场总线技术的标准化解决了这一问题，通过统一的通信协议和接口标准，各种设备可以方便地进行数据交换和联网通信。

这一标准化不仅提高了工业生产效率，还降低了设备的开发和维护成本。

4. 现场总线技术标准化的发展过程现场总线技术的标准化发展过程可以分为以下几个阶段：4.1. 初期标准化在现场总线技术的早期发展阶段，各个制造商推出了各自的通信协议和接口标准，这导致了设备之间的不兼容问题。

为了解决这一问题，国际电工委员会（IEC）于1991年推出了第一版现场总线技术标准IEC61158，实现了不同设备的互联互通。

这标志着现场总线技术的初步标准化。

4.2. 标准化的深入发展随着技术的进一步成熟，现场总线技术在标准化方面也取得了重要进展。

IEC逐步推出了多个与现场总线技术相关的标准，包括IEC61784、IEC61804等，进一步规范了设备之间的通信协议和接口标准。

国际组织EtherCAT Technology Group也推出了EtherCAT总线技术，成为现场总线技术的另一种标准选择。

现场总线技术在开关领域的发展与展望一、现场总线技术发展的背景随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展。

信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。

信息技术的飞速发展、引起了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。

由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性，引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，导致了电气自动控制领域的一场革命。

二、现场总线技术在国内外发展的现状目前，国内、外的现场总线有60几种之多，由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景，在商业利益的驱动下，导致了近年来制订现场总线国际标准大战。

在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下，修改后的IEC 61158.3～6标准最终于2000年1月4日获得通过。

该标准包括了8种类型的现场总线子集，它们分别是：基金会现场总线FF（原有的技术规范IEC 61158）；Control Net；Profibus；P—Net；FF HSE；Swift Net；Word FIP；Intferbus。

这8种现场总线中，P—Net、Swift Net是用于有限领域的专用现场总线；Control Net、Profibus、Word FIP、Intferbus是由PLC为基础的控制系统发展而来，本质上以远程I/O总线技术为基础，通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能；基金会现场总线FF、FF HSE则由传统DCS控制系统发展而来，具有总线供电和本征安全功能；基金会现场总线FF、Intferbus属于现场设备级总线，Control Net、FF HSE 属于监控级现场总线；Profibus、Word FIP则是包括两个层次的现场总线。

以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议，例如：Profibus采用的是令牌环和主/从站方式；FFHSE是CSMA/CD方式；WordFIP是总线裁决方式。

面向智能电网现场总线技术的发展趋势一、智能电网现场总线技术概述智能电网是现代电力系统的发展趋势，它通过集成先进的信息通信技术、自动化控制技术、以及电力电子技术，实现电网的高效、可靠、经济和环保运行。

现场总线技术作为智能电网中的关键技术之一，对于实现电网设备的实时监控、数据采集、远程控制以及智能决策具有重要作用。

1.1 智能电网现场总线技术的核心特性智能电网现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、互操作性、安全性和可扩展性。

实时性保证了电网数据的快速传输和处理，可靠性确保了数据传输的稳定性和准确性，互操作性使得不同厂商的设备能够无缝连接和协同工作，安全性保护了数据传输过程中的信息不被非法访问或篡改，可扩展性则允许系统根据需要灵活扩展。

1.2 智能电网现场总线技术的应用场景智能电网现场总线技术的应用场景广泛，包括但不限于以下几个方面：- 电力设备的实时监控：通过现场总线技术，可以实时监控电力设备的运行状态，及时发现并处理异常情况。

- 智能计量：利用现场总线技术实现电能的精确计量，为用户和电网运营商提供准确的用能数据。

- 远程控制与调度：通过现场总线技术，可以实现对电网设备的远程控制和调度，提高电网的运行效率。

- 故障诊断与预测维护：利用现场总线技术收集的数据，可以进行故障诊断和预测维护，减少停电事件的发生。

二、智能电网现场总线技术的发展历程智能电网现场总线技术的发展历程可以分为几个阶段，从最初的模拟信号传输到数字信号传输，再到现代的高速、宽带、智能化传输。

2.1 早期的模拟信号传输在早期的电力系统中，现场总线技术主要采用模拟信号传输，这种方式传输速度慢，抗干扰能力差，且难以实现复杂的数据处理和分析。

2.2 数字信号传输的兴起随着数字技术的快速发展，数字信号传输逐渐取代了模拟信号传输，它具有传输速度快、抗干扰能力强、易于实现复杂数据处理等优点。

2.3 高速、宽带、智能化的现代传输现代智能电网现场总线技术已经实现了高速、宽带、智能化的传输，它不仅能够满足大量数据的快速传输需求，还能够实现数据的智能处理和分析，为智能电网的运行提供强有力的支持。

现场总线控制系统（FCS）发展前景展望现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）是工业自动化领域中的一种重要技术，其发展前景广阔，正日益受到人们的关注。

以下是对FCS发展前景的展望。

一、背景介绍现场总线控制系统是一种用于工业过程控制的开放型、全数字化网络通信系统。

它将位于现场的各种自动化设备、仪器仪表、传感器等通过一根总线连接起来，实现设备间的信息交互和数据共享。

它具有现场设备分散、信息传输速度快、可扩展性强、可靠性高等优点，因此在石油、化工、电力、制药等许多行业得到了广泛应用。

二、概览随着科学技术的不断进步和工业自动化需求的不断增长，FCS在功能和性能上也不断得到提升。

未来的FCS将朝着更加高效、可靠、安全和智能化的方向发展。

同时，随着工业互联网的普及和发展，FCS将更好地与云计算、大数据、人工智能等先进技术进行融合，实现更加精准、高效、智能的工业过程控制。

三、价值分析FCS的价值不仅在于其技术优势，更在于其能够带来的经济效益和社会效益。

首先，FCS能够提高工业过程控制的精度和效率，减少能源浪费，降低生产成本。

其次，FCS能够提高产品质量和生产效率，增强企业的竞争力。

此外，FCS还能减少人员劳动强度，提高生产安全性和可靠性，改善企业的工作环境。

四、发展趋势1.技术创新未来，FCS将继续在技术创新方面进行探索和实践。

例如，采用更加先进的信号处理技术、通信协议和网络安全技术等，提高FCS的性能和可靠性；同时，探索适应不同工业过程的FCS解决方案，满足个性化的需求。

2.与工业互联网的融合工业互联网的普及和发展为FCS提供了更广阔的发展空间。

未来，FCS将更好地与工业互联网融合，实现各种数据的无缝集成和共享，优化生产流程，提高生产效率和质量。

同时，借助工业互联网平台，FCS可以实现远程监控和维护，提高系统的安全性和可靠性。

3.人工智能的应用人工智能技术的不断进步为FCS带来了新的发展机遇。

现场总线控制系统市场发展现状引言现场总线控制系统作为工业领域中的重要组成部分，发挥着关键作用。

该系统可以用于不同行业的数据采集、监控和控制，提高生产效率和安全性。

本文将对现场总线控制系统市场的发展现状进行分析和总结。

市场概述现场总线控制系统市场近年来呈现快速增长的趋势。

随着工业自动化的推进和技术的不断创新，现场总线控制系统在各行业中得到广泛应用，市场需求日益增加。

同时，全球范围内的工业现代化进程也促使了现场总线控制系统市场的发展。

市场驱动因素1.工业自动化需求增加：随着工业生产规模不断扩大，对自动化控制的需求也越来越大。

现场总线控制系统提供了高效、可靠的数据传输和控制功能，满足了工业自动化的需求。

2.技术创新与升级：现场总线控制系统领域不断涌现出新的技术和解决方案，使系统性能得到提升。

以太网、无线通信等新技术的引入，进一步推动了现场总线控制系统市场的发展。

3.节能减排需求增加：随着能源紧缺和环境问题的不断凸显，各行业对能源的利用和排放的控制提出更高要求。

现场总线控制系统能够对生产过程进行精细化控制，帮助企业实现能源的节约和减排。

市场份额目前，现场总线控制系统市场竞争激烈，涉及的企业众多。

根据市场研究报告，市场份额主要由以下几个企业持有：•Siemens•Schneider Electric•ABB•Honeywell•西门子这些企业凭借其技术实力和市场拓展能力，占据了现场总线控制系统市场的重要地位。

市场挑战尽管现场总线控制系统市场发展迅速，但仍面临着一些挑战：1.安全性问题：现场总线控制系统需要保证数据传输的安全性，避免被恶意攻击。

随着网络安全威胁的不断增加，系统的安全性成为一个重要的挑战。

2.标准化问题：不同厂商的现场总线控制系统存在一定的差异，导致系统的兼容性和互操作性问题。

标准化的制定和推行是一个需要解决的难题。

3.成本压力：现场总线控制系统的成本相对较高，对于一些中小型企业而言，成本压力较大。

面向智能制造现场总线技术的创新应用智能制造作为现代制造业的发展趋势，其核心在于通过高度自动化和智能化的生产方式，提高生产效率、降低成本、提升产品质量。

现场总线技术作为智能制造系统中的关键技术之一，它通过将传感器、执行器、控制器等设备通过数字通信网络连接起来，实现设备间的信息交换和协同工作。

本文将探讨面向智能制造的现场总线技术的创新应用，分析其在智能制造领域的重要作用和发展趋势。

一、智能制造现场总线技术概述智能制造现场总线技术是指在智能制造系统中，用于连接和控制现场设备的数据通信技术。

它能够实现设备间的高速、可靠、实时的数据传输，是智能制造系统实现自动化、智能化的基础。

现场总线技术的核心价值在于其能够支持多种设备和系统的集成，提供灵活的网络拓扑结构，以及强大的数据处理和分析能力。

1.1 现场总线技术的核心特性现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、开放性和互操作性。

实时性是指现场总线能够保证数据传输的及时性，满足智能制造过程中对时间敏感性的要求。

可靠性则是指现场总线在各种工业环境下都能稳定运行，保证数据传输的准确性和完整性。

开放性意味着现场总线技术能够支持多种设备和协议，易于扩展和升级。

互操作性则是指不同品牌和型号的设备能够通过现场总线技术无缝连接和协同工作。

1.2 现场总线技术的应用场景现场总线技术在智能制造中的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 自动化生产线：现场总线技术可以连接生产线上的各种传感器、执行器和控制器，实现生产过程的自动化控制。

- 机器人协同作业：通过现场总线技术，可以实现多台机器人之间的协同作业，提高生产效率和灵活性。

- 能源管理：现场总线技术可以用于监控和控制工厂的能源消耗，实现能源的优化配置和节能减排。

- 质量控制：现场总线技术可以实时收集生产过程中的数据，用于产品质量的监控和分析，提高产品质量。

二、智能制造现场总线技术的创新应用随着智能制造技术的不断发展，现场总线技术也在不断创新和升级，以适应智能制造的新需求。

现场总线的现状及前景展望第一篇：现场总线的现状及前景展望行业新技术讲座课程名称：行业新技术讲座院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：现场总线的现状及前景展望在现今时代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。

计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。

现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。

它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。

它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。

这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术，是能应用于各种计算机控制领域的工业总线，因现场总线潜在着巨大的商机，世界范围内的各大公司都投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。

当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统，已被称为第五代过程控制系统。

而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。

现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C(Computer计算机、Control控制、Commcenication通信)技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。

由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争，仍未形成一个统一的标准，目前现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。

由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础，这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法，将极大地推动整个工业领域的技术进步，对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。