1 現場總線的發展現狀

　　現場總線是20世紀80年代中期發展起來的一種先進的控制技術，它的出現被譽為20世紀90年代產業控制領域的一場革命[1]。與其他產業控制網絡相比，現場總線采用串行的數字通訊方式，具有實時性好、穩定性高等特點，迅速發展成為產業控制網絡中使用最廣泛的通訊網絡。目前現場總線的發展主要呈現以下特點：

　?、?多種現場總線標準并存

　　為了反映產業網絡通訊技術的發展，國際電工委員會(IEC)于2000年公布通過了IEC61158現場總線標準，容納了8種互不兼容的控制層協議。2003年的新版本進一步達到了10種現場總線標準，另外還有3種設備級現場總線標準，統稱為“10+3”種現場總線網絡協議。

　　同時存在這么多種國際標準，原因除了經濟利益上的沖突以外，還有著客觀上的原因：

　　新技術和新事物的層出不窮，目前沒有一種現場總線可以滿足所有要求，用戶不得不根據自己的需要選擇不同的現場總線設備。因此，多種現場總線標準并存的現狀還將持續下往。

　　② 以太網技術融進現場總線

　　在OSI/ISO七層協議中，以太網本身只定義了物理層和數據鏈路層，它的控制協議使用TCP/IP協議:TCP(transmission control protocol)用來保證傳輸的可靠性;IP(internet protocol)用來確定信息傳遞路線。

　　隨著過程控制領域內上層通訊與互聯網通訊一樣逐步同一到以太網，將以太網用于產業控制的呼聲越來越高。以太網融進現場總線的最大障礙是以太網在數據鏈路層采用CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/沖突檢測)介質訪問控制協議，這種協議在負載較重的情況下，會由于在網絡上發生碰撞而產生擁塞，影響數據的實時性。另外以太網一般抗干擾性能較差，不具備本質安全性能，不能向現場儀表供電。但隨著以太網技術的發展，它的傳送速率大幅度進步，物理層標準的產業化以及千兆以太網技術和無碰撞全雙工光纖技術的出現，以太網技術的實時性得到進步，使其逐步可以應用在產業控制網絡中，形成了產業以太網技術[13]。

　　與傳統現場總線相比，產業以太網有著明顯的上風。它可以實現智能化現場設備的功能自治性、系統結構的高度分散性以及監管控一體化，具有低本錢、高性能的特點[9]。

　　現在常用的產業以太網主要包括美國 Rockwell 公司推出的Ethernet/IP、德國Siemens 公司推出的ProfiNet、法國施奈德公司推出的Modbus/TCP 等[5]。2004 年1 月，IEC/SC65C 將包括中國開發的以太網協議EPA 在內的6 種非國際標準以太網技術作為IEC 的PAS(publicly

　　available specification)文件出版，協議標準的國際化將使得產業以太網技術取得更加迅猛的發展。

　　③ 無線現場總線發展迅速

　　無線現場總線(R-fieldbus)的提出旨在利用現有的迅猛發展的無線移動通訊技術，在有線的計算機網絡通訊技術的支持下，實現一種在工廠的現場設備層的、具有無線移動接進能力的、能傳輸多媒體信息的高性能無線現場總線，使信息能夠從Internet 層，工廠的監控層到現場設備控制層之間實現無縫隙的交換與溝通、透明的集成與融合。無線現場總線能夠集成解決產業環境下諸如移動對象、危險環境對象與傳統的有線連接對象之間的符合產業級實時要求的、可靠的、兼顧多媒體大容量數據的通訊和控制題目。

　　在滿足無線與有線集成后系統的實時性和可靠性要求的條件下，無線現場總線可以在企業網絡的現場層應用無線數字通訊技術，使它與原有的有線網絡有機地集成為一體，讓無線網段成為有線網段的自然擴展，真正地把每一個需要接進企業網絡的生產設備都連成一體。</f