三种工业总线及其中的现场总线

工业控制组态及现场总线技术工业控制组态（Industrial Control Configuration）和现场总线技术（Fieldbus Technology）是现代工业自动化领域中的两个重要概念，它们在工业过程控制和自动化系统中扮演着关键的角色。

工业控制组态：工业控制组态是指在自动化系统中通过软件工具进行控制系统的配置和参数设置。

它包括了如下几个方面：1.PLC编程：使用可编程逻辑控制器（PLC）进行逻辑和功能块的编程，从而实现对工业过程的控制。

2.HMI设计：人机界面（HMI）的设计，通过图形化界面展示控制系统的运行状态，使操作人员能够直观地监控和控制工业过程。

3.SCADA系统：监控和数据采集系统的配置，用于实时监测和记录工业系统中的各种参数。

4.报警和事件管理：设置报警和事件处理规则，确保及时发现和响应系统异常。

5.通信配置：配置控制系统中各个组件之间的通信方式，确保各设备之间的信息交流。

现场总线技术：现场总线技术是一种用于连接现场设备（传感器、执行器等）和控制系统的通信协议和架构。

它的主要目的是减少布线复杂性、提高设备之间的通信效率，并支持实时数据传输。

常见的现场总线技术包括：1.Profibus：一种用于工业自动化的现场总线标准，支持高速数据传输和实时通信。

2.Modbus：一种串行通信协议，广泛应用于工业控制系统中，特别是在PLC和外部设备之间的通信。

3.DeviceNet：一种用于自动化设备之间通信的工业现场总线，主要应用于低层次的设备连接。

4.CANopen：基于CAN总线的开放式通信标准，广泛应用于机器控制和自动化领域。

5.Ethernet/IP：基于以太网的工业自动化通信协议，支持实时数据传输和工业以太网的特性。

通过使用现场总线技术，工业控制系统可以更灵活地配置和连接各种设备，实现数据的高效传输和实时控制。

这有助于提高系统的可扩展性、可维护性和性能。

工业数据通信和控制网络（现场总线）现场总线技术现场总线控制系统（简称FCS）其结构模式为“工作站――现场总线智能仪表”二层结构，成本低、可靠性高，可实现真正的开放式互连系统结构。

操作站LANH2H1服务器H1现场总线现场设备124H1网桥H1H132现场设备H1现场总线现场总线FCS控制层32现场设备原理图控制系统应用图示例使用控制系统分布确定现场总线的接线H1现场总线#3网段控制室PCGreenLiquorStorageLT111LT112H1现场总线#2网段LT101Re-BurnedPurchasedLimeLimeDT109FT11019SC11124IP102IP104AIP104BCoolerSC11225SC1102320FT102AT10321TT104HeaterCV-101A/OAT106AT107AAT107BLT108SC10822H1现场总线#1网段TT105现场总线定义现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。

它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通讯。

网络节点网络体系包括IPC、PLC以及各种智能化的现场控制设备基于统一、规范的通信协议通过同一总线实现相互间的数据传输与信息共享位于生产控制的底层网络结构通信总线在现场设备中的延伸现场总线的发展1996年到1998年，国际性组织FF（现场总线基金会）和PNO（Profibus国际组织）先后发布了适于过程自动化的现场总线标准H1、H2（HSE）和Profibus-PA,H1和PA都在实际工程中开始应用。

1999年底，包含8种现场总线标准在内的国际标准IEC-61158开始生效，除H1、HSE和PA外，还有WorldFIP、Interbus、ControlNet、P-NET、SwiftNet等五种。

Profibus较适合于工厂自动化，CAN适用于汽车工业，FF总线(FoundationFieldbus)主要适用于过程控制现场总线的网络结构现场总线的星形网络结构现场总线的网络结构特点Ethernet/HighwayFiledbusIPC、PLC。

工业现场总线体系介绍工业现场总线（Industrial Fieldbus）是一种用于工业控制领域的通讯系统技术，它能够实现多个设备之间的数据交换和通信。

工业现场总线系统是由若干个节点组成的，每个节点可以连接一个或多个设备，包括传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等。

总线系统可以实现设备之间的数据传输、控制指令传达等功能。

总线系统的主要作用是使各个设备之间可以实现信息的共享和集成。

传统的控制系统往往需要大量的硬件设备和复杂的布线，而总线系统可以通过一个统一的总线将各个设备连接在一起，大大减少了系统的复杂性和成本。

此外，总线系统还具有灵活性和可扩展性强的特点，可以根据实际需求对系统进行调整和升级。

工业现场总线的发展可以追溯到20世纪80年代初，当时的西门子公司首先提出了一种用于连接PLC的域总线系统，即PROFIBUS。

随后，其他公司也相继推出了自己的总线系统，如施耐德电气的Modbus、ABB的FieldBus和Yokogawa的HART等。

总线系统通常由以下几个组成部分构成：总线介质、节点、传输协议和应用软件。

总线介质是指传输信号的媒介，可以是电缆、光纤或无线信号。

不同的总线系统使用不同的总线介质，如PROFIBUS使用双绞线，而FOUNDATION Fieldbus使用双绞线或光纤。

节点是总线系统中的每个设备，每个节点都有唯一的地址。

节点可以是传感器、执行器、PLC等，它们通过总线与其他设备进行通信和数据交换。

节点可以发送和接收数据，根据命令进行相应的操作。

传输协议是总线系统中节点之间通信的规范和约定。

传输协议定义了数据的格式、传输速率、错误检测和纠正等功能。

不同的总线系统使用不同的传输协议，如PROFIBUS使用RS-485作为物理层协议，而FOUNDATION Fieldbus使用HART作为物理层协议。

应用软件是用于配置和管理总线系统的软件。

应用软件可以用于设置节点的地址、数据采集和监控、故障诊断等功能。

现场总线、工业以太网、工业无线【前言】目前工业通信领域的三大主流技术：现场总线、工业以太网、工业无线。

综合应用趋势：将现场总线、以太网、嵌入式技术和无线通信技术融合到控制网络中，在保证系统稳定性的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，从而有助于企业加快新品开发、降低生产成本、完善信息服务。

【现场总线】现场总线的出现不仅简化了系统的结构，还使得整个控制系统的设计、安装、投运、检修维护都大大简化，给工业自动化带来一场深层次的革命。

但现场总线技术至今还没有一个统一的标准。

事实上，从现场总线的概念提出开始，国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，至今统一的标准仍未完成。

很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。

【工业以太网】正当现场总线标准大战硝烟正浓之时，以太网悄悄进入了控制领域，从而产生了一个新的名词工业以太网，并且由于以太网传输速率较现场总线更快等优势，以太网技术一出生就风华正茂，近年来其势头更是盖过了现场总线。

然而，正如当年的现场总线的标准之争一样，工业以太网也出现了多种不同的以太网技术，如Ethernet/IP，Profinet，ModbusTCP，EtherCAT，Powerlink等，而且这些网络在不同层次上基于不同的技术和协议，包括了OPC，CP，IP等，而且，每种技术的背后都有不同的厂商阵营在支持，这就决定了多种以太网技术并存的局面。

【工业无线】再说说无线技术，从复杂的布线到如今仅需要一台无线信号发射器，从依赖PC机到现在可利用任何配有无线终端适配器的设备，连接网络呈现出在任何时间、任何地域、任何设备上都畅通无阻的现状。

技术的发展同时也推动了社会的进步，无论是军用产品、工业产品，甚至民用产品，无线技术俨然成为社会发展中必不可少的一部分。

相比有线网络，无线网络具有移动性，。

总线技术按总线所在位置分类，可以把总线分为外部总线、内部总线和片内总线：一、外部总线：1、RS-232-C总线；2、RS-485总线；3、IEEE-488总线；4、SCSI总线；5、IDE总线；6、USB总线；7、Fire wire串行总线（IEEE-1394）；8、Centronics总线；二、内部总线（PC内部总线1-3）1、FSB总线；2、HT总线；HT总线是AMD 为K8平台专门设计的高速串行总线，它的发展历史可回溯到1999年，原名为“LDT总线”（Lightning Data Transport），闪电数据传输。

3、QPI总线；5、SPI总线；6、SCI总线；三、系统总线1、VESA总线；2、数据总线（DB）、控制总线（CB）、地址总线（AB）；3、IBM PC总线；4、ISA总线；5、EISA总线；6、PCI总线；PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种局部总线。

它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。

7、APG总线；8、2IC（intel integrated circuit bus)管理总线该总线是有飞利浦公司于80年代为音频和视频设备开发的串行总线，主要运用于服务器。

9、MCA总线；（微通道结构总线）在计算机系统总线中，还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线10、STD总线；12、PC/104总线；13、Compact PCI；Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。

14、PCI-E总线PCI Express采用的也是目前业内流行这种点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。

现场总线概述1 前言现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。

用现场总线将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。

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。

2 现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC 等与数字1/ O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。

现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。

现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。

其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。

系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。

其总线接口，有时可以称为扫描器。

可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。

总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。

总线接口的缺省地址通常设为“0”电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必需的。

4几种典型的现场总线介绍4.1 ProfibusPROFIBUS是1987年，德国联邦科技部集中了13家公司的5个研究所的力量，按ISO/OSI参考模型制订的现场总线的德国国家标准，其主要支持者是德国西门子公司，并于1991年4月在DIN19245中发表，正式成为德国标准。

开始只有PROFIBUS－DP和PROFIBUS－FMS，1994年又推出了PROFIBUS－PA，它引用了IEC标准的物理层（IEC1158－2,1993年通过），从而可以在有爆炸危险的区域（EX）内连接本质安全型通过总线馈电的现场仪表，这使PROFIBUS更加完善。

PROFIBUS已于1996年3月15日批准为欧洲标准EN50170的第2卷。

①组成：PROFIBUS有三个部分组成：· PROFIBUS-FMS（Field Message Specification）主要是用来解决车间级通用性通讯任务。

可用于大范围和复杂的通讯。

总线周期一般小于100ms。

· PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）这是一种经过优化的高速和便宜的通信总线，它的设计是专门为自动控制系统与分散的I/O设备级之间进行通信使用的。

总线周期一般小于10ms。

图4 Profibus 的组成部分· Profibus-PA（Process Automation）是专门为过程自动化设计的，它可使传感器和执行器按在一根共用的总线上，甚至在本质安全领域也可接上。

根据IEC1158－2标准，PROFIBUS-PA用双线进行总线供电和数据通信。

图4为PROFIBUS组成说明，图5为PROFIBUS的应用范围。

PROFIBUS支持多主站通信（令牌方式）和主－从通信。

图5 Profibus 应用范围②协议结构Profibus协议结构是根据ISO7498国际标准以OSI作为参考模型的。

但省略了3～6层，同时又增加了服务层。

现场总线与工业以太网总线知识概述1. 简介现场总线和工业以太网总线是现代工业自动化中常用的通信协议，用于实现工业设备之间的数据交换和联网。

本文将对现场总线和工业以太网总线的基本概念、特点、应用、优缺点等进行概述。

2. 现场总线概述2.1 定义现场总线是一种用于工业现场设备之间数据交换和通信的网络协议，它通过将控制和信号传输集成到一根通信线上，实现设备的多对多通信。

2.2 特点•高可靠性：现场总线具有高抗干扰性和冗余技术，能够保证数据的可靠传输。

•简化布线：现场总线使用单根通信线连接多个设备，减少布线工作量。

•实时性强：现场总线能够实现实时数据交换和控制，满足工业自动化的要求。

•易于扩展：现场总线支持设备的插拔，方便系统的扩展和维护。

2.3 应用现场总线广泛应用于工业自动化领域，用于实现工业控制系统中各个设备之间的通信和数据交换。

常见的现场总线协议有Profibus、DeviceNet、Modbus等。

3. 工业以太网总线概述3.1 定义工业以太网总线是基于以太网技术的通信协议，用于实现工业现场设备之间的高速数据交换和通信。

3.2 特点•高带宽：工业以太网总线支持高速数据传输，满足对数据通信速度要求较高的应用场景。

•灵活可靠：工业以太网总线支持灵活的拓扑结构和冗余技术，能够满足复杂工业环境中的通信需求。

•开放性强：工业以太网总线基于标准以太网协议，具备良好的兼容性和互操作性。

•易于集成：工业以太网总线可以与现有的以太网设备和IT系统进行无缝集成。

3.3 应用工业以太网总线在工业自动化领域得到广泛应用，特别是在大规模工业控制系统中。

常见的工业以太网总线协议有Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT等。

4. 现场总线与工业以太网总线的比较4.1 网络结构现场总线采用集线器或总线控制器连接多个设备，形成总线型拓扑结构；而工业以太网总线通常采用交换机连接设备，形成星型或树型拓扑结构。

4.2 通信速度工业以太网总线的通信速度较快，可达到千兆位级别，适用于对通信速度要求较高的场景；而现场总线的通信速度较慢，一般在10M或100M的范围内。

现场总线技术概述现场总线技术（Fieldbus）是指在工业自动化系统中，用于连接现场设备和控制系统的一种通信协议和架构。

它通过将数据和控制命令从控制系统传输到现场设备，并将现场设备反馈的数据传输回控制系统，实现实时监控和控制。

现场总线技术的发展起源于20世纪80年代，旨在解决传统控制系统中布线复杂、成本高昂、可靠性低等问题。

与传统控制系统相比，现场总线技术具有可编程、分布式、开放性强等优点，是实现工业自动化和智能化的重要手段之一现场总线技术的核心是通信协议，常见的现场总线协议包括Profibus、Modbus、FOUNDATION Fieldbus、DeviceNet等。

这些协议定义了数据格式、通信速度、错误检测和纠正等通信规范，保证了不同设备之间的互通性和稳定性。

现场总线技术的架构通常由控制层、总线层和现场设备层组成。

控制层包括控制器和上位机，负责发送控制命令和接收反馈数据；总线层是控制器与现场设备之间的通信介质，包括总线线缆、连接器和信号转换设备；现场设备层包括传感器、执行器等各种设备，负责感知和执行现场操作。

现场总线技术在工业自动化中的应用广泛，涵盖了各个行业和领域。

它可以实现对现场设备的远程监控和控制，提高了系统的可靠性和灵活性。

同时，现场总线技术还可以对现场设备进行参数配置和诊断，减少了故障排除时间和维护成本。

然而，现场总线技术也存在一些挑战和限制。

首先，不同的现场总线协议之间，通常不能直接互联互通，需要通过网关或转换器进行数据的转换和交换。

其次，现场总线技术对硬件设备的要求较高，需要选择与总线兼容的设备进行接入。

此外，现场总线技术的通信速度相对较慢，对于一些对实时性要求较高的应用场景可能不够满足。

总的来说，现场总线技术是工业自动化领域的重要技术和工具，具有广泛的应用和发展前景。

随着工业互联网的兴起，现场总线技术将继续推动工业自动化向智能化、高效化的方向发展。

工控领域最流行的九大现场总线目前国际上有40多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为3类：传感器总线（sensorbus），属于位传输；设备总线（devicebus），属于字节传输；现场总线，属于数据流传输。

1、FF现场总线FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA（北美部分，不包括欧洲）和ISPFoundation 于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。

这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持。

这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司。

1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。

致力于这项技术在中国的推广应用。

FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于PROFIBUS和WORLDFIP要晚。

但是正由于FF是 1992年9月成立的，是以FisherRosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIPNA两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用。

现场总线基金会自成立以来，经过十年的发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用。

一个开放式的总线协议，很重要的一点就是有多少设备支持这个协议。

否则，这个协议的开放性就没有意义了。

在无线和远程I/O管理方面，现场总线基金会发布了基金会远程运营管理初步规范。

新的技术规范是基金会面向无线和远程I/O进行远程运营管理解决方案的一部分，面向远程运营管理设备定义了代表基金会HART设备的现场总线变送器模块。

该模块可以显示有线HART及无线HART设备。

此外，该规范还描述了通过基金会高速以太网（HSE）传输基本HART命令协议接触HART设备进行配置和资产管理的理想方法。

超详细的工业以太网与现场总线分析导读随着“工业4.0”战略的展开，计算机技术、通讯技术、IT技术的发展已经渗入到工控领域，其中最主要的表现就是工业现场总线技术和工业以太网技术。

其中工业现场总线技术，特别是以太网技术的广泛使用，为自动化技术带来了深刻变革。

随着“工业4.0”战略的展开，计算机技术、通讯技术、IT技术的发展已经渗入到工控领域，其中最主要的表现就是工业现场总线技术和工业以太网技术。

其中工业现场总线技术，特别是以太网技术的广泛使用，为自动化技术带来了深刻变革。

现场总线现场总线是应用在生产现场，用于连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。

它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

控制组成01、现场总线控制系统它的软件是系统的重要组成部分，控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。

首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。

通过组态软件，完成功能块之间的连接，选定功能块参数，进行网络组态。

在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。

优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。

02、现场总线的测量系统其特点为多变量高性能的测量，使测量仪表具有计算能力等更多功能，由于采用数字信号，具有高分辨率、高准确性、抗干扰畸变能力强等特点，同时还具有仪表设备的状态信息，可以对处理过程进行调整。

03、设备管理系统可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息（包括智能仪表）、厂商提供的设备制造信息。

04、总线系统计算机服务模块以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。

服务器表示数据源（提供者），应用客户机则表示数据使用者，它从数据源获取数据，并进一步进行处理。

客户机运行在PC机或工作站上。

服务器运行在小型机或大型机上，它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。

05、数据库它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序，实现数据的充分共享、交叉访问，具有高度独立性。

现场总线协议有哪些_工业现场的总线协议现场总线协议有哪些_工业现场的总线协议工业网络通常采用现场总线协议，通过实时和可靠的分布式控制功能来连接生产车间中的仪器仪表和机械设备，比较容易并且可靠的控制所实现的系统。

现场总线标准应用非常广泛，大量已经安装的设备都采用了现场总线。

但是，大部分这些现场总线标准都是基于(已有的)串行通信协议标准(与RS485或者RS232相似)，没有充分发挥应用广泛的以太网技术的优势。

随着系统复杂程度的增加，大部分现场总线难以满足平台通用性和系统性能的要求。

这促使设备生产商转向采用基于以太网的通信技术，实现高性能、低成本和很好的通用性。

很多现场总线标准都已经集成到工业以太网协议中，采用很少的控制功能，实现实时通信和工业互联，同时保护了在现场总线软件和已有设备上的投入。

表1列出了几种流行的(串行)现场总线协议，以及对应的以太网工业协议。

CANopen控制区域网(CAN)是一种广播、差分串行总线标准，工作在干扰较大的电力机械(噪声)环境中。

CANopen建立在自动化应用CAN(例如，数据链路层和物理层)基础上，能够实现百分之百的数据完整性，而采用以太网无法满足这一要求。

DeviceNet/ControlNet(CIP)DeviceNet是设备级网络，为工业自动化提供可靠、高效的数据处理功能。

ControlNet是一种实时、确定性、可重构的控制层网络，适用于数据和消息的高速传送。

DeviceNet和ControlNet的应用层基于公共工业协议(CIP)层，它也用于Ethernet/IP中。

这些协议目前由独立开放设备供应商协会(ODVA)管理。

LonWorksLonWorks是用于开发照明和HVAC等自动化/控制应用的流行协议标准。

LonWorks网络设备可使用各种介质，包括双绞线、电源线、以太网、光纤和RF等。

Modbus-RTUModbus是为可编程逻辑控制器(PLC)应用开发的免版税开放串行通信协议。

现场总线中的名词解释在现代工业自动化系统中，现场总线是一个重要的概念。

它是一种用于连接各种现场设备和控制系统的通信技术。

通过传输数据和信号，现场总线实现了实时监测和控制，提高了系统的可靠性和灵活性。

在这篇文章中，我将对现场总线中的一些关键名词进行解释，帮助读者更好地理解现场总线技术。

1. 现场总线（Fieldbus）现场总线是用于连接各种现场设备的数字通信系统。

它使用了一种开放的标准，通过一根或多根传输线路，将信号和数据传输给现场设备。

现场总线系统可以在一个物理网络上同时传输多种信号，如数据、控制命令、故障状态等。

相较于传统的集线器和点对点连接方式，现场总线提供了更高的效率和可扩展性。

2. 主站（Master）主站是现场总线架构中起控制和管理作用的设备。

它能够通过总线上的通信协议与各个从站进行数据交换和控制命令传输。

主站通常由上位机、PLC（可编程逻辑控制器）或其他控制设备实现。

主站负责对网络进行配置、数据采集、控制命令下发以及故障排除等工作。

3. 从站（Slave）从站是现场总线架构中执行实际工作的设备。

每个从站都与总线连接，并具有独立的地址。

从站能够接收主站发送的控制命令，并将实时数据传输回主站。

从站通常是各种现场设备，如传感器、执行器、伺服驱动器等。

通过从站与主站之间的通信，现场总线实现了对各个现场设备的集中监控和控制。

4. 总线结构（Bus Topology）现场总线采用总线拓扑结构。

在总线结构中，所有设备共享同一条传输线路。

传输线路两端连接主站和从站，而从站之间是串联连接的。

这种结构特点使得总线系统的布线更为简洁，减少了线缆的使用量和系统成本。

同时，总线结构使得现场设备之间的通信更加灵活和实时。

5. 周期通信与事件通信（Cyclic and Acyclic Communication）现场总线中的通信方式通常分为周期通信和事件通信。

周期通信是按照固定时间间隔进行数据交换的方式。

主站通过周期性地发送查询命令，获取从站的实时数据。

单片机作业工业总线与温度测量班级：学号：姓名：工业总线可分为以下三种基本类型:传感器级总线、设备级总线和现场总线。

传感器级和设备级总线属于较低层次的工业网络,用于处理传感器、行程开关、继电器、接触器和阀门定位器这类工业设备;而现场总线是一种较高层次的工业网络,用于完成一些过程控制器或现场仪表之间的通信。

另外,由于设备级总线和现场总线有时完成相同的功能,因此它们之间是相互关联的,并且可同时存在于同一系统中(现场总线是用于过程控制现场仪表与控制室之间的一个标准的、开放的、双向的多站数字通信系统。

随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的发展，以全数字式现场总线（FIELDBUS）为代表的互联规范，正在迅猛发展和扩大。

由于采用现场总线将使控制系统结构简单，系统安装费用减少并且易于维护；用户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备达到最佳的系统集成等一系列的优点，现场总线技术正越来越受到人们的重视。

近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类较多，约有40余种：如德国西门子公司Siemens的ProfiBus，法国的FIP，英国的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。

现场总线的种类主要有：基金会现场总线FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN等1、基金会现场总线FF现场总线基金会包含100多个成员单位，负责制订一个综合IEC/ISA标准的国际现场总线。

现场总线百科名片现场总线结构图现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。

也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。

原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。

现场总线简介 它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

按照IEC的解释 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。

定义 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。

主要用于 制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。

典型的现场总线技术 2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线标准第3版正式成为国际标准，规定10种类型的现场总线。

Type 1 TS61158现场总线 Type 2 ControlNet和Ethernet/IP现场总线 Type 3 Profibus现场总线 Type 4 P-NET现场总线 Type 5 FF HSE现场总线 Type 6 SwiftNet现场总线 Type 7 World FIP现场总线 Type 8 Interbus现场总线 Type 9 FF H1现场总线 Type 10 PROFInet现场总线现场总线的特点及优点 (1) 全数字化通信 (2) 开放型的互联网络 (3) 互可操作性与互用性 (4) 现场设备的智能化 (5) 系统结构的高度分散性 (6) 对现场环境的适应性现场总线的特点 现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。

应用在电子设备中的几种工业现场总线【摘要】在信号处理机和显示控制台等工电子设备中，工业现场总线起着重要的作用，它代表了设备信号的传输能力。

本文简要介绍了应用在电子设备中的几种重要工业现场总线，对比它们之间的异同，说明现在各总线结构存在的问题并对发展前景进行了展望。

【关键词】工业现场总线；带宽；MULTIBUS；VME；CPCI1.引言现场总线是指应用在生产现场与微机化测量控制设备之间实现双向多节点通信的系统，是一种开放式、全数字化、多点通信的底层控制网络。

在电子设备的产品应用中，工业现场总线在应用中起着重要的作用，它代表了设备信号的传输能力。

如：MULTIBUS、VME，STD、PC-104、CPCI等，在过去的工业产品结构中，主要采用了MULTIBUS总线，随着工业技术的进步，现在发展了VME 总线及CPCI总线。

本文着重介绍一下MULTIBUS、VME及CPCI三种总线的应用。

2.MULTIBUS总线2.1 功能与特点如图1所示，MULTIBUS总线是一种异步的多重处理系统总线，在单板计算机、存储器和扩展的I/O板之间传输8位或16位数据，支持主设备、从设备和智能从设备。

最初的早期，计算机寻址能力及传输能力有限，MULTIBUS总线很好的满足了单板计算机之间的数据交换，并且其可靠的传输系统及多主机之间的工作匹配，在军品的工业系列中得到的了广泛的应用，由于其总线信号设计简单，易于扩展，在老一代的电子产品中起着重要的作用。

2.2 总线应用如图2所示，286主板为8M的主频，加载DSP芯片，在不同的机箱插槽实现数据传输，信息解算等，由286主板将数据结果传输到下一环节，同一类型的DSP芯片在不同的机箱中可以互相替换，信号传输的能力受总线速度的限制。

新一代的应用中，数据传输采取网络交换，数据量大大增加，MULTIBUS 总线成为发展的瓶颈。

随着工业技术的进步，计算机技术得到了迅猛的发展，数据交换的速度要求总线的能力越来越高，相匹配于速度的要求出现了VME及后来发展的CPCI总线。

各类工业总线对比各类工业总线对比EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，Eter CAT名称中的CAT为ControlAutomation Te chnology（控制自动化技术）首字母的缩写。

最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Au tomationGmbH)研发。

EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。

Eth erCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。

EtherCAT EtherCAT技术突破了其他以太网解决方案的系统限制：通过该项技术，无需接收以太网数据包，将其解码，之后再将过程数据复制到各个设备。

EtherCAT从站设备在报文经过其节点时处理以太网帧：嵌入在每个从站中的FMMU（现场总线存储管理单元）在帧经过该节点时读取相应的编址数据，并同时将报文传输到下一个设备。

同样，输入数据也是在报文经过时插入至报文中。

整个过程中，报文只有几纳秒的时间延迟。

主站方面也非常经济，商用的标准网卡（NIC）或任何主板集成的以太网控制器可以用作硬件接口。

这些接口的共性就是数据通过DMA（直接内存读取）传输至PC，即网络读取时无需占用CPU资源。

协议EtherCAT协议在以太网帧内采用官方指定的以太类型。

采用这种以太类型即可允许在以太网帧内直接传输控制数据，而无需重新定义标准以太网帧。

该以太网帧可由多种子报文组成，每个子报文服务于逻辑过程映像区的特定内存区，该区域最大可达4GB。

数据序列是独立于物理顺序的，所以以太网端子模块的编址可以随意排序。

从站之间的广播，多播和通讯也可得以实现。

当EtherCAT组件与主站控制器运行在同一个子网，或者在控制软件直接读取以太网控制器时，可以使用以太网帧直接传输数据。

然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。

EtherCAT UDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文，这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。