现场总线纵横谈

性意味FCS将打破DCS大型厂家的垄断，给中小企业发展带来了平等竞争的机遇。可互操作性实现控制产品的“即插即用”功能，从而使用户对不同厂家工控产品有更多的选择余地。

（2）彻底的分散性

彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性，系统很容易进行重组和扩建，且易于维护。

（3）低成本

衡量一套控制系统的总体成本，不仅考虑其造价，而且应该考察系统从安装调试到运行维护整个生命周期内总投入。相对DCS而言，FCS开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期，降低开发成本，且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方 式变为1对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看，FCS的成本大大低于DCS的成本。

可以说，开放性、分散化和低成本是现场总线最显著的三大特征，它的出现将使传统的自动控制系统产生划时代的变革，这场变革的深度和广度将超过历史上任何一次变革，必将开创自动控制的新纪元。

四、现场总线的发展现状

现场总线发展迅速，现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，其中最具影响力的有5种，分别是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks（性能对照见表1）

1、FF（Foundation Fieldbus现场基金会总线）由美国仪器协会（ISA）1994推出，代表公司有Honeywell和Fisher-Rosemount，主要应用于石油化工、连续工业过程控制中的仪表。FF的特色是其通讯协议在ISO的OSI物理层、数据链路

层和应用层3层之上附加了用户层，通过对象字典OD（Object Dictionary）和设备描述语言DDL（Device Description Language）实现可互操作性。目前基于FF的现场总线产品有，美国Smar公司生产的压力温度变送器，Honeyweill&Rockweill 推出的ProcessLogix系统，Fisher-Rosemount推出的PlantWeb。

2、Profibus（Process Fieldbus）德国西门子公司1987年推出，主要应用于PLC。产品有三类：FMS用于主站之间的通讯；DP用于制造行业从站之间的通讯；PA用于过程行业从站之间的通讯。由于Profibus开发生产的现场总线产品开发时间早至 十年前，限于当时计算机网络水平，大多建立在IT网络标准基础上，随着应用领域不断扩大和用户要求越来越高，现场总线的 产品只能在原有IT协议框架上进行局部的修改和补充，以致在控制系统内增加了很多的转换单元（如各种耦合器），这为该产 品今后的进一步发展带来了一定的局限性。

3、HART（Highway Addressable Remote Tranducer可寻址远程传感器数据通路）美国Rosemount公司1989年推出，主要应 用于智能变送器。HART为一过渡性标准，它通过在4-20mA电源信号线上叠加不同频率的正弦波（2200HZ表“0”，1200HZ表“1”）来传送数字信号，从而保证了数字系统和传统模拟系统的兼容性，预计其生命周期为最近20年。

4、CAN（Controller Area Network控制局域网络）德国Bosch 6公司1993年推出，应用于汽车监控、开关量控制、制造业 等。介质访问方式为非破坏性位仲裁方式，适用于实时性要求很高的小型网络，且开发工具廉价。Motorala、Intel、Philips 均生产独立的CAN芯片和带有CAN接口的80C51芯片。CAN型总线产品有AB公司的DeviceNet、台湾研华的ADAM数据采集产品等。

5、LonWorks（LON Local Operating System局部操作系统）美国Echelon公司1991年推出，主要应用于楼宇自动化、工业 自动化和电力行业等。LonTalk的全部7层协议，介质访问方式为P-P CSMA（预测P-坚持载波监听多路复用），采用网络逻辑地 址寻址方式，优先权机制保证了通讯的实时性，安全机制采用证实方式，因此能构建大型网络控制系统。Echelon公司推出的Neuron神经元芯片实质为网络型微控制器，该芯片强大的网络通讯处理功能配以面向对象的网络通讯方式，大大降低了开发人 员在构造应用网络通讯方面所需花费的时间和费用，而可将精力集中在所擅长的应用层进行控制策略的编制，因此业内许多专家认为LonWorks总线是一种很有希望的现场总线。基于LonWorks的总线产品有美国Action公司的Flexnet&Flexlink等。

五、我们的对策

1、要不要搞FCS在国外正蓬勃发展，我国工控界应如何迎接自控领域这场变革的到来呢？这个问题可从分析我国工控业的发展历程和现状中找到答案。我国民族工控产品如PLC、DCS长期落后于国外，根本原因是国外少数几家大公司为保证其垄断经营的地位对其工控产品采用封闭式结构，我国对其