纵横交错-九大最流行现场总线“叱咤”工控领域

　　Devicenet是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。 DeviceNet不仅仅使设备之间以一根电缆互相连接和通讯，更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。该功能在传统的I/O上是很难实现的。

　　Devicenet是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的，供货商将设备连接到系统时，无需为硬件，软件或授权付费。任何对DeviceNet技 术感兴趣的组织或个人都可以从开放式DeciceNet供货商协会（ODVA）获得DeviceNet规范，并可以加入ODVA，参加对 DeviceNet规范进行增补的技术工作组。

　　Devicenet的许多特性沿袭于CAN，CAN总线是一种设计良好的通信总线，它主 要用于实时传输控制数据。DeviceNet的主要特点是：短帧传输，每帧的最大数据为8个字节；无破坏性的逐位仲裁技术；网络最多可连接64个节点；数 据传输波特率为125kb/s、250kb/s、500kb/s；点对点、多主或主/从通信方式；采用CAN的物理和数据链路层规约。

　　6、HART现场总线

　　HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写。最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的 支持，于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系 统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。

　　HART通信模型 由3层组成：物理层、数据链路层和应用层。物理层采用FSK（FrequencyShiftKeying）技术在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信 号，频率信号采用Bell202国际标准；数据传输速率为1200bps，逻辑0的信号频率为2200Hz，逻辑1的信号传输频率为1200Hz。数据链 路层用于按HART通信协议规则建立HART信息格式。其信息构成包括开头码、显示终端与现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验 等。其数据字节结构为1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个终止位。应用层的作用在于使HART指令付诸实现，即把通信状态转换成相应的信息。它 规定了一系列命令；按命令方式工作。它有3类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备理解、执行的命令；第二类称为一般行为命令，它所提供的功能可以在许 多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便在某些设备中实现特殊功能，这类命既可以在基金 会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这3类命令。

　　HART支持点对点主从应答方式和多点广播方式。按应答应方式工作时的数据更新速率为2～3次/s，按广播方式工作时的数据更新速率为3～4次/s，它 还可支持两个通信主设备。总线上可挂设备数多达15个，每个现场设备可有256个变量，每个信息最大可包含4个变量。最大传输距离3000m，HART采 用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设 备运用DDL技术，来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口 芯片。HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。

　　7、CC-Link现场总线

　　CC-Link是 Control&CommunicationLink（控制与通信链路系统）的缩写，在1996年11月，由三菱电机为主导的多家公司推出，其增 长势头迅猛，在亚洲占有较大份额，目前在欧洲和北美发展迅速。在其系统中，可以将控制和信息数据同时以10Mbit/s高速传送至现场网络，具有性能卓 越、使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一个以设备层为主的网 络，同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。

　　CC-Link的技术在不断的进步和发展过程中，CLPA在2002年推出CC-Link家簇下端产品和协议CC-Link/LT，主要用于开关量数据 的传输和通信，使CC-Link在整个结构上更加完善和丰满，并且其成本将更加降低。2003年初，CLPA宣布推出CC-LinkV2.0版本，是原来 的系统通信量扩大了8倍。

　　总之，CC-Link是一个技术先进、性能卓越、应用广泛、使用简单、成本较低的开放式现场总线，其在中国的技术发展和应用有着广阔的前景。

　　8、WorldFIP现场总线

　　WORLDFIP是法国FIP公司在1988年最先推出的现场总线技术。实际上，WORLDFIP最早提供了现场总线网络的基本结构，使现场总线系统初步具有了信息化的技术特征。

　　WorkdFIP的北美部分与ISP合并为FF以后，WorldFIP的欧洲部分仍保持独立，总部设在法国。其在欧洲市场占有重要地位，特别是在法国占 有率大约为60%。WorldFIP的特点是具有单一的总线结构来适用不同的应用领域的需求，而且没有任何网关或网桥，用软件的办法来解决高速和低速的衔 接。WorldFIP与FFHSE可以实现“透明联接”，并对FF的H1进行了技术拓展，如速率等。在与IEC61158第一类型的连接方 面，WorldFIP做得最好，走在世界前列。

　　WorldFIP融合了控制技术和信息技术，是一种先进而开放的现场总线。在协议的设计上，一开始就把满足各种环境下对生产控制的要求和工业用户的实际 需要放在首位，并且考虑了相关技术，尤其是信息技术发展所带来的影响。开发出的WorldFIP在一条总线上，在单一协议的框架内，在有调度的访问控制 下，既传输实时数据、又传输随机信息，两者之间互不影响，从而既是实时的可预测性的，又是面向未来的可与Internet连接的现场总线。

　　WorldFIP现场总线采用曼彻斯特编码方式并利用磁性变压器隔离，具有良好的抗电磁干扰能力，根据测试，在级干扰条件下，能保证正常通信。因此，非常适用于电磁干扰比较强的场合。

　　前开发WorldFIP产品具有很多有利条件，如他的技术成熟、资料完整并易获得、现成产品种类齐全、基础期间容易得到等。此外还有各种实际应用可供参考。只需不多的投入，在较短的时间内即可完成产品的开发。

　　9、INTERBUS现场总线

　　INTERBUS是德国Phoenix公司推出的较早的现场总线，2000年2月成为国际标准IEC61158。INTERBUS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，具有强大的可靠性、可诊断性和易维护性。其采用集总帧型的数据 环通信，具有低速度、高效率的特点，并严格保证了数据传输的同步性和周期性；该总线的实时性、抗干扰性和可维护性也非常出色。INTERBUS广泛地应用 到汽车、烟草、仓储、造纸、包装、食品等工业，成为国际现场总线的领先者。

　　此外较有影响的现场总线还有丹麦公司Process-DataA/S提出的P-Net，该总线主要应用于农业、林业、水利、食品等行业；SwiftNet现场总线主要使用在航空航天等领域。

　　结束语

　　现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，使用现场总线技术必将带来良好的经济效益和社会效益。