五种现场总线比较

3．可靠性不易保证：对于大范围的分布式系统，大量的I/O电缆及敷设不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。

4．可维护性不高：由于现场级设备信息不全，现场级设备的在线故障诊警、记录功能不强。

另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等功能，影响了系统的可维护性。

现场总线技术可以概括为几方面：a. 制定总线通讯协议及技术标准b. 自动化厂商按照标准生产各种自动化类产品，包括控制器、传感器、机构、驱动装置及控制软件c. 实际应用于中，使用一根通讯电缆，将所有现场设备连接到控制器设备及车间级的数字化通讯网络。

二、现场总线技术特点1．系统的开放性由于网络协议公开，各不同厂家的设备之间可实现信息用户可按照自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。

2．互可操作性与互用性互可操作性是指互联设备间、系统间的信息传沟通；互用性是指不同生产厂家生产的性能类似的设备可实现相互替换。

3．现场设备的智能化与功能自治性它将传感测量、补偿计、工程量处理制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功可随时诊断设备的运行状态。

4．系统结构的高度分散性现场总线已构成一种新的全分散性控制系统系结构。

从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，系统结构，提高了可靠性。

5．对现场环境的适应性工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，并可满安全防爆要求等。

三、现场总线的优点由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出优越性。

1．节省硬件数量与投资由于现场总线系统中分散在现场的智能设备能执行多种传感控制报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单节器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了大笔硬件投资，并可控制室的占地面积。

几种主流的现场总线1、基金会现场总线（FoundationFieldbus 简称FF）这是以美国Fisher-Rousemount公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的WorldFIP协议于1994年9月合并的。

该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。

基金会现场总线采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。

FF分低速H1和高速H2两种通信速率，前者传输速率为31.25Kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。

后者传输速率为1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距离为750m和500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号IEC1158-2标准。

FF的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。

2、CAN（ControllerAreaNetwork 控制器局域网）最早由德国BOSCH公司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被ISO国际标准组织制定为国际标准，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。

CAN协议分为二层：物理层和数据链路层。

CAN的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。

CAN 支持多主工作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达10KM/5Kbps/s，通讯速率最高可达40M /1Mbp/s，网络节点数实际可达110个。

目前已有多家公司开发了符合CAN协议的通信芯片。

3、Lonworks 它由美国Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。

它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。

5种现场总线CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。

在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。

为适应―减少线束的数量‖、―通过多个LAN，进行大量数据的高速通信‖的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。

此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。

它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。

而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;其次,CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CAN L与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。

安徽大学论文题目：几种现场总线技术的简介与比较专业班级学号姓名指导教师几种现场总线技术的简介与比较摘要：技术是目前正在兴起的一种全新的控制技术。

该文概述了什么是现场总线，并且着重对当前在中国有影响的几种典型的现场总线做了详细的介绍和对比，以利于现场总线技术的推广应用。

关键词：现场总线概述比较WorldFIP、FF、PROFIBUS、CAN第一章现场总线概述现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。

简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输。

它是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。

主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

第二章几种现场总线简介与比较自80年代末以来，有几种现场总线技术已逐渐形成其影响并在一些特定的应用领域显示了自己的优势。

它们具有各自的特点，也显示了较强的生命力。

对现场总线技术的发展已经发挥并将会继续发挥较大作用。

其中，WorldFIP、FF、PROFIBUS、CAN等几种现场总线技术比较有影响，下面对它们一一简介与比较。

1．WorldFIPWorldFIP现场总线是以法国几家跨国公司为主开发的，是法国标准和欧洲标准。

WorldFIP组织目前有100多个会员单。

它们在共同研究、开发这项技术的同时，也将这项技术推广到了各个应用领域。

经过十多年的应用与改进，WorldFIP已经是一项完全成熟的技术，具有品种齐全的通信产品和开发工具。

WorldFIP现场总线目前已被广泛应用于发电与输配电、楼宇自动化、机械过程、机车、铁路运输、航运和造船、地铁、食品与饮料工业、核工业、化工、航空与航天、汽车制造等多个自动化控制领域。

WorldFIP在技术上有很多特点与优势，如下：a.实用性。

WorldFIP采用IEC物理层标准，支持电缆冗余,大部分协议固化在硬件上，稳定性强；它的生产者/使用者模式和总线仲裁器的调度方式保证了在一条总线上传递大量信息的同时，不会干扰时限变量的通信。

现场总线有哪几种?现场总线优缺点常见的现场总线有：PROFIBUS、EtherCA T、Lightbus、Interbus、CANopen、ControlNet、SERCOS interface、Ethernet、PROFINET、USB、Modbus、RS232/RS485、CC-Link、AS-Interface、LON、EIB、SNMP、QOS、CAN、MECHATROLINK。

总线优点：现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域;一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用;节省维护开销;提高了系统的可靠性;为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。

总线缺点：网络通信中数据包的传输延迟，通信系统的瞬时错误和数据包丢失，发送与到达次序的不一致等都会破坏传统控制系统原本具有的确定性，使得控制系统的分析与综合变得更复杂，使控制系统的性能受到负面影响。

总线本质不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常情况下，大家公认在以下六个方面：1、通信网络用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络。

2、设备互联依据实际需要使用不同的传输介质把不同的现场设备或者现场仪表相互关联。

3、互操作性用户可以根据自身的需求选择不同厂家或不同型号的产品构成所需的控制回路，从而可以自由地集成FCS。

4、分散功能块FCS废弃了DCS的输入/输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站，彻底地实现了分散控制。

5、通信线供电通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量，这种方式提供用于本质安全环境的低功耗现场仪表，与其配套的还有安全栅。

6、开放式互联网现场总线为开放式互联网络，既可以与同层网络互联，也可与不同层网络互联，还可以实现网络数据库的共享。

几种主要现场总线协议的特点现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如AB公司的DeviceNet,TURCK公司的Sensoplex,Honeywell公司的SDS，Phoenix公司的InterBus-S，以及Seriplex,ASI等。

经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，DeviceNet在北美和日本用的比较普遍，PROFIBUS-DP在欧洲用的比较普遍。

针对过程自动化，PROFIBUS-PA和Foundation Fieldbus占据大部分市场。

其他的总线协议如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。

1、PROFIBUS，最快的总线，世界范围的标准。

PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照ISO/OSI 参照模型制订的现场总线的德国国家标准。

最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准EN50170。

主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织（PNO）进行管理。

PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。

其中，FMS 主要用于非控制信息的传输，PA主要用于过程自动化的信号采集及控制。

PROFIBUS-DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。

扫描1000个I/O点的时间少于1ms。

PROFIBUS是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种PROFIBUS产品。

2、DeviceNet通用型、低价位的总线DeviceNet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。

在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。

最初是由AB公司设计，现在已经发展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织ODVA由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。