摘要：現(xiàn)場總線作為一種開放的,、全數(shù)字化、雙向,、多站的通信系統(tǒng),，近年來得到了迅猛的發(fā)展和應(yīng)用。為此本文闡述了現(xiàn)場總線的發(fā)展和多現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線 自動化控制系統(tǒng) 　　1 概述
　　在計算機(jī)自動控制系統(tǒng)急速發(fā)展的今天,，特別是考慮到現(xiàn)場總線已經(jīng)普遍地滲透到自動控制的各個領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)場總線必將成為電工自動控制領(lǐng)域主要的發(fā)展方向之一?，F(xiàn)場總線技術(shù)一直是國際上各大公司激烈競爭的領(lǐng)域,；并且國外大公司已經(jīng)在大力拓展中國市場，發(fā)展我國的現(xiàn)場總線產(chǎn)品已經(jīng)刻不容緩?，F(xiàn)場總線對自動化技術(shù)的影響意義深遠(yuǎn),。當(dāng)今可以認(rèn)為現(xiàn)場總線是提高自動化系統(tǒng)整體水平的基礎(chǔ)技術(shù)，對國民經(jīng)濟(jì)影響重大,。因此,，要在自動化領(lǐng)域中推廣應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)場總線。
　　現(xiàn)場總線是近年來自動化領(lǐng)域中發(fā)展很快的互連通信網(wǎng)絡(luò),，具有協(xié)議簡單開放,、容錯能力強(qiáng)、實(shí)時性高,、安全性好,、成本低,、適于頻繁交換等特點(diǎn)。目前,，國際上各種各樣的現(xiàn)場總線有幾百種之多,，統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立。較著名的有基金會現(xiàn)場總線（FF）,、HART現(xiàn)場總線,、CAN現(xiàn)場總線、LONWORKS現(xiàn)場總線,、PROFIBUS現(xiàn)場總線,、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS,、AS－INTERFACE總線等,。
　　自動化控制系統(tǒng)就是通信網(wǎng)絡(luò)把眾多的帶有通信接口的控制設(shè)備、檢測元件,、執(zhí)行器件與主計算機(jī)連接起來,，由計算機(jī)進(jìn)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)處理,、集中監(jiān)控,、集中分析和集中調(diào)度的新型生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。
　　從目前國內(nèi)外自動化控制系統(tǒng)所應(yīng)用的現(xiàn)場總線來看,，主要有PROFIBUS,、MODBUS、LONWORKS,、FF,、HART、CAN等現(xiàn)場總線,。以上系統(tǒng)基本上都是采用單一的現(xiàn)場總線技術(shù),，即整個自動化控制系統(tǒng)中只采用一種現(xiàn)場總線，整個系統(tǒng)構(gòu)造比較單一,。
　　現(xiàn)場總線已不僅僅是一個新技術(shù)領(lǐng)域或新技術(shù)問題,，在研究它的同時，我們發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)改變了我們的觀念,；如何去看待現(xiàn)場總線,，要比研究它的技術(shù)細(xì)節(jié)更為重要。
　　1.1現(xiàn)場總線是一個巨大的商業(yè)機(jī)會
　　一項(xiàng)權(quán)威報告聲稱現(xiàn)場總線的應(yīng)用將使控制系統(tǒng)的成本下降67％,；巨大的商業(yè)利益直接導(dǎo)致產(chǎn)生一個巨大的市場,，并且促使傳統(tǒng)市場萎縮，從而引發(fā)技術(shù)進(jìn)步。這些對于我們行業(yè)來說都很重要,，因?yàn)槲覀冋幵谛屡f市場交替的關(guān)口,。
　　1.2.現(xiàn)場總線是一場技術(shù)革命
　　現(xiàn)場總線帶來了觀念的變化，我們以往開發(fā)新產(chǎn)品,，往往只注意產(chǎn)品本身的性能指標(biāo),，對于新產(chǎn)品與其它相關(guān)產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)就考慮比較少一點(diǎn)。這樣對于電工行業(yè)這樣一個比較保守的行業(yè)來說,，新產(chǎn)品就不那么容易地被用戶接收,。而現(xiàn)場總線產(chǎn)品卻恰恰相反，它是一個由用戶利益驅(qū)動的市場,，用戶對新產(chǎn)品應(yīng)用的積極性比生產(chǎn)商更高,。然而，現(xiàn)場總線新產(chǎn)品的開發(fā)也與傳統(tǒng)產(chǎn)品不同,；它是從系統(tǒng)構(gòu)成的技術(shù)角度來看問題,，它注重的是系統(tǒng)整體性能的提高，不強(qiáng)求局部最優(yōu),，而是整體的配合,。這種配合在主控計算機(jī)軟件運(yùn)行下能使控制系統(tǒng)應(yīng)用新的理論來發(fā)揮最大的效能；這一點(diǎn)是傳統(tǒng)產(chǎn)品很難做到的?，F(xiàn)場總線的“負(fù)跨越（指在技術(shù)水平提高的同時，掌握和應(yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)的難度卻降低了）”的特性使它的推廣更加容易,。
　　2.現(xiàn)場總線的發(fā)展
　　2.1自動控制領(lǐng)域的發(fā)展過程
　　2.1.150多年前第一代過程控制體系是基于5－13psi的氣動信號標(biāo)準(zhǔn)（氣動控制系統(tǒng)PCS,，Pneumatic Control System）。簡單的就地操作模式,，控制理論初步形成,，尚未有控制室的概念。
　　2.1.2第二代過程控制體系（模擬式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA的電流模擬信號,，這一明顯的進(jìn)步,，在整整25年內(nèi)牢牢地統(tǒng)治了整個自動控制領(lǐng)域。它表征了電氣自動控制時代的到來,?？刂评碚撚辛酥卮蟀l(fā)展，三大控制論的確立奠定了現(xiàn)代控制的基礎(chǔ),；控制室的設(shè)立,，控制功能分離的模式一直沿用至今。
　　2.1.3第三代過程控制體系（CCS,，Computer Control System）.70年代開始了數(shù)字計算機(jī)的應(yīng)用,，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)優(yōu)勢，人們在測量，模擬和邏輯控制領(lǐng)域率先使用,，從而產(chǎn)生了第三代過程控制體系（CCS,，Computer Control System）。這個被稱為第三代過程控制體系是自動控制領(lǐng)域的一次革命,，它充分發(fā)揮了計算機(jī)的特長,，于是人們普遍認(rèn)為計算機(jī)能做好一切事情，自然而然地產(chǎn)生了被稱為“集中控制”的中央控制計算機(jī)系統(tǒng),，需要指出的是系統(tǒng)的信號傳輸系統(tǒng)依然是大部分沿用4－20mA的模擬信號,，但是時隔不久人們發(fā)現(xiàn)，隨著控制的集中和可靠性方面的問題,，失控的危險也集中了,，稍有不慎就會使整個系統(tǒng)癱瘓。所以它很快被發(fā)展成分布式控制系統(tǒng)（DCS）,。
　　2.1.4第四代過程控制體系（DCS,，Distributed Control System分布式控制系統(tǒng)）：隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器的普遍使用,，計算機(jī)技術(shù)可靠性的大幅度增加,，目前普遍使用的是第四代過程控制體系（DCS，或分布式數(shù)字控制系統(tǒng)）,，它主要特點(diǎn)是整個控制系統(tǒng)不再是僅僅具有一臺計算機(jī),，而是由幾臺計算機(jī)和一些智能儀表和智能部件構(gòu)成一個了控制系統(tǒng)。于是分散控制成了最主要的特征,。除外另一個重要的發(fā)展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴于4－20mA的模擬信號,，而逐漸地以數(shù)字信號來取代模擬信號。
　　2.1.5第五代過程控制體系（FCS,，F(xiàn)ieldbus Control System現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）：FCS是從DCS發(fā)展而來,，就象DCS 從CCS發(fā)展過來一樣，有了質(zhì)的飛躍,。“分散控制”發(fā)展到“現(xiàn)場控制”,；數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。但是FCS與DCS的真正的區(qū)別在于FCS有更廣闊的發(fā)展空間,。
　　2.2現(xiàn)場總線崛起的過程
　　80年代,，微處理器及其相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得數(shù)據(jù)傳送環(huán)節(jié)成為DCS發(fā)展的瓶頸,。1982年,，現(xiàn)場總線的概念首先在歐洲提出，兩年后于1984年各國開始進(jìn)行現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定,。1986年由Rosemount提出的通訊協(xié)議 HART（Highway Addressable Remote Transducer,可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路）,，主要是在4－20mA的DC信號上疊加FSK（Frepuency Shift Keying,頻率調(diào)制鍵控）數(shù)字信號,，結(jié)果取得了很好的效果，同時Interbus等簡單的現(xiàn)場總線也都取得了成功,。這樣DSC的發(fā)展的重點(diǎn)落在了現(xiàn)場總線上,，開始了被稱為第五代過程控制體系（FCS，F(xiàn)ieldbus Control System現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）的時代,。
　　FCS是從DCS發(fā)展而來,，有一個量變到質(zhì)變的過程。從表面上來看,，F(xiàn)CS與DCS區(qū)別僅僅在于從“分散控制”發(fā)展到“現(xiàn)場控制”,；數(shù)據(jù)的傳輸從“點(diǎn)到點(diǎn)”采用“總線”方式。其實(shí)不然,，當(dāng)時系統(tǒng)論的觀點(diǎn)已被廣泛地接受,，人們開始以大系統(tǒng)的概念來看待整個過程控制體系。系統(tǒng)的增大,，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)急劇發(fā)展,；于是科技界充分認(rèn)識到在計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展中起過重要作用的總線技術(shù)可以大大地推進(jìn)控制系統(tǒng)的發(fā)展。整個控制系統(tǒng)就象是一臺巨大的“計算機(jī)”按總線方式運(yùn)行,，這樣資源的共享成了FCS的主要發(fā)展空間,，于是現(xiàn)場總線應(yīng)運(yùn)而生，并且以前所未有的激烈程度展開了市場競爭,。
　　2.3現(xiàn)場總線的技術(shù)基礎(chǔ)：
　　現(xiàn)場總線以數(shù)字信號取代模擬信號,，在3C技術(shù)即計算機(jī)（Computer）、控制（Control）,、通信（Communication）的基礎(chǔ)上,，大量現(xiàn)場檢測與控制的信息就地采集、就地處理,、就地使用，許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場設(shè)備,，一大批數(shù)字化,、智能化的高新技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，自動化儀表與控制系統(tǒng)以嶄新的面貌呈現(xiàn)在廣大用戶面前,。一般認(rèn)為“現(xiàn)場總線是一種全數(shù)字化,、雙向、多站的通信系統(tǒng),，是用于工業(yè)控制的計算機(jī)系統(tǒng)的工業(yè)總線,。按照國際電工委員會IEC61158的標(biāo)準(zhǔn)定義：“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行,、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線,。
　　從現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS,，F(xiàn)ieldbus Control System）的角度來看，它的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將是ISO的通訊模型的七層結(jié)構(gòu)（一般簡化為三層,，物理層,、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層）,。
　　2.4各種現(xiàn)場總線與標(biāo)準(zhǔn)
　　2.4.1 IEC 1984年提出現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)的草案,。1993年才通過了物理層的標(biāo)準(zhǔn)IEC1158－2。
　　2.4.2 SP50 IEC/ISA SP50國際總線規(guī)范由Honeywell等公司共同開發(fā),。1984年美國儀表協(xié)會 ISA（Instrument Society of America）下屬的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施（Standard and Practice）第50組,，簡稱 ISA/SP50開始制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，1992年IEC批準(zhǔn)了SP50的物理層標(biāo)準(zhǔn),。
　　2.4.3 Profibus,過程現(xiàn)場總線,，1987年德國聯(lián)邦科技部集中了Siemens等13家公司的5個研究所成立了一個專門委員會開始制定 Profibus。1991年4月完成了制定工作,，在DIN19245中發(fā)表,，對其進(jìn)行了論述從而正式為德國現(xiàn)場總線的國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在是歐洲標(biāo)準(zhǔn) pr ENS50170的三個組成部分之一,。被工業(yè)界稱為“德國派”,。
　　2.4.4 ISP和ISPF 1992年由Siemens,Foxboro,Rosemount,Fisher,Yokogawa,ABB等公司成立ISP組織（Interoperable System Project,可互操作系統(tǒng)規(guī)劃），是一個以Profibus為基礎(chǔ)制定的現(xiàn)場總線,，1993年成立ISPF（ISP Foundation,ISP基金會）,。
　　2.4.5 World FIP工廠儀表世界協(xié)議，1993年由Honeywell,Bailey等公司牽頭成立 FIP（Factory Instrumentation Protocol）,，120家公司加盟,，以法國標(biāo)準(zhǔn)46－602/603/604/606為基礎(chǔ)制定.該標(biāo)準(zhǔn)與德國的Profibus同時在歐洲投票通過為歐洲標(biāo)準(zhǔn)pr EN50170,成為三個組成部分之一。被工業(yè)界稱為“法國派”,。
　　2.4.6 FF（Fielbdus Foundation,現(xiàn)場總線基金會）1994年6月ISPF和World FIP握手言和成立了FF,，總部設(shè)在美國Texas州的Austin，有會員120家,，它是一個非商業(yè)化的公正的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和協(xié)會組織,，無專利許可要求，供任何人使用（World FIP的歐洲部分在1995年3月才參加）,。低速總線H1已進(jìn)入實(shí)用階段,。FF發(fā)展的主要障礙來自Profibus的商業(yè)利益。
　　2.5幾種有影響的現(xiàn)場總線
　　2.5.1 CAN 由德國Robert Basch以及幾個集成電路制造商一起開發(fā),，最初是專門為汽車工業(yè)設(shè)計,，后來推廣到各個領(lǐng)域.目前已由 ISO/TC22技術(shù)委員會批準(zhǔn)為ISO11898（通信速率小于1Mbps）和ISO11519（通信速率小于等于125kbps）。CAN是現(xiàn)場總線中唯一被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線,。值得注意的是一些微處理器的生產(chǎn)商也在微處理器芯片中附加CAN的接口,，并且成為一種潮流,。而其他現(xiàn)場總線的協(xié)議芯片基本上是以專用的芯片來供應(yīng)，這樣CAN在低成本方面優(yōu)勢明顯,，此外CAN技術(shù)在抗干擾技術(shù)方面頗有特色,。
　　2.5.2 LON works（Local Operation Network）局部操作網(wǎng)絡(luò)；1991年3月由美國的Echelon公司推出,，是一種“智能網(wǎng)”,，核心技術(shù)是節(jié)點(diǎn)由神經(jīng)元芯片（含三個CPU）構(gòu)成，帶有OSI的七層網(wǎng)模型,，適應(yīng)面最廣,，開發(fā)工具約10－30萬，價格較貴,。據(jù)統(tǒng)計產(chǎn)品的40％用于工業(yè)控制,，30％用于樓宇自動化。
　　2.5.3 Hart和HCF 1986年由Rosemount提出的通訊協(xié)議 HART（Highway Addressable Remote Transducer,可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路）,，主要是在4－20mA的DC信號上疊加FSK（Frequency Shift Keying,，頻率調(diào)制鍵控）數(shù)字信號，是現(xiàn)場總線的過渡性協(xié)議,，它對于現(xiàn)場總線的形成有重大影響,，但是在電器行中發(fā)展的可能性很小。
　　2.5.4一些可能對電器行業(yè)產(chǎn)生影響的低層次的現(xiàn)場總線：如：Bitbus,Interbus,AS－Interface,DEVICE Net,VXL等等,。
　　3.多現(xiàn)場總線技術(shù)
　　目前,，在一些工程中通常的做法是在某種現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上開發(fā)能連接其他公司現(xiàn)場總線的接口產(chǎn)品。由于現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立,，多種類型的現(xiàn)場總線枚不勝數(shù),，需要開發(fā)大量的接口產(chǎn)品才能滿足不同工程需要。如果僅以FF,、CAN,、LONWORKS、PROFIBUS－DP,、MODBUS五種著名現(xiàn)場總線為例,，要使它們中任意兩種不同現(xiàn)場總線能統(tǒng)一于一個智能化配電系統(tǒng)中，僅是協(xié)議轉(zhuǎn)換器這種接口產(chǎn)品就要有二十種之多,，如果一個系統(tǒng)中有三種或三種以上不同現(xiàn)場總線產(chǎn)品，那麻煩則更大,。不少企業(yè),，包括一些國際上的大公司為了解決來自不同廠家的產(chǎn)品兼容性問題，都投入了巨大的精力和財力,，但成效甚微,。
　　 隨著自動化技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,，帶有通信接口的產(chǎn)品應(yīng)用量越來越大，而且隨著用戶對智能化控制系統(tǒng)可靠性和靈活性的更高要求,，加上各現(xiàn)場總線本身的特點(diǎn)以及相關(guān)的產(chǎn)品品種繁多,，因此在智能化配電系統(tǒng)工程設(shè)計中，采用一種現(xiàn)場總線總線的智能化產(chǎn)品往往不能滿足應(yīng)用的全面要求,，多現(xiàn)場總線產(chǎn)品共存于一個智能化控制系統(tǒng)已成為一個現(xiàn)實(shí)的問題,。
　　由于多現(xiàn)場總線系統(tǒng)中不同類型的產(chǎn)品均配專用的通信協(xié)議，有的廠家還專門為自己的產(chǎn)品開發(fā)了專用的通信卡,、通信控制器等專用設(shè)備,，因此，整個系統(tǒng)中的產(chǎn)品由于通信協(xié)議不同無法直接和主控單元進(jìn)行通信,，這嚴(yán)重防礙智能自動化控制系統(tǒng)設(shè)計中對智能設(shè)備的選擇,。對應(yīng)用而言,如果在一個智能化控制系統(tǒng)中每一種智能化產(chǎn)品均選擇其專用的通信卡或通信控制器，一個智能化控制系統(tǒng)將變得支離破碎,，組態(tài)性和靈活性均較差,，使得系統(tǒng)的性能價格比不高，而且在系統(tǒng)進(jìn)行改造或升級時,，將要花費(fèi)用戶更多的時間和費(fèi)用,。因此，多現(xiàn)場總線技術(shù)在一個智能化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為一個重要的研究課題,。
　　對于智能化自動化控制領(lǐng)域來說,，它的現(xiàn)場總線有一定的特殊性。同時它又不能完全脫離上層現(xiàn)場總線,。對于智能化控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò),，特別是過程自動化系統(tǒng)將不得不面對幾個現(xiàn)場總線其原因是：
　　3.1實(shí)際上過程自動化控制系統(tǒng)和高中壓電網(wǎng)控制系統(tǒng)存在各種不同的現(xiàn)場總線。
　　3.2建筑自動化系統(tǒng)在推廣Lonworks現(xiàn)場總線,，用于智能大廈,。
　　3.3FF有國家的大力支持，也許是重要的發(fā)展方向,。
　　3.4CAN的價格優(yōu)勢對低壓電器有很大的吸引力,。
　　3.5Profibus已經(jīng)有了不少應(yīng)用。這是一個需要認(rèn)真考慮的現(xiàn)實(shí),。
　　智能化召開系統(tǒng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)是個多層次的網(wǎng)絡(luò), IEC62026本身就包含各種現(xiàn)場總線,。IEC62026明確表示了高層的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)由 IEC/SC65C考慮。FCS,，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的一個重要的發(fā)展方向是多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),；向下連接低層次的現(xiàn)場總線，智能化控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)需要多層次的網(wǎng)絡(luò),。而智能設(shè)備需要非常靈活地與各種總線,、控制對象等的配合控制和交換信息,。實(shí)現(xiàn)各種總線相互間的轉(zhuǎn)換也是解決現(xiàn)場總線之爭的途徑之一。
　　目前,，在一些工程設(shè)計中通常的做法是在某種現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上開發(fā)能連接其他公司現(xiàn)場總線的接口產(chǎn)品,。由于現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，多種類型的現(xiàn)場總線枚不勝數(shù),，需要開發(fā)大量的接口產(chǎn)品才能滿足不同工程需要,。如果僅以FF、CAN,、LONWORKS,、PROFIBUS－DP、MODBUS五種著名現(xiàn)場總線為例,，要使它們中任意兩種不同現(xiàn)場總線能統(tǒng)一于一個智能化配電系統(tǒng)中,，僅是協(xié)議轉(zhuǎn)換器這種接口產(chǎn)品就要有二十種之多，如果一個系統(tǒng)中有三種或三種以上不同現(xiàn)場總線產(chǎn)品,，其技術(shù)復(fù)雜程度和管理,、維護(hù)、擴(kuò)展等因素都是影響現(xiàn)場總線在智能化控制系統(tǒng)中推廣應(yīng)用,，國際上的個大公司為了解決來自不同廠家的產(chǎn)品兼容性問題,，都投入了巨大的精力和財力，但成效甚微,。
　　針對上述在智能化控制系統(tǒng)開發(fā)中遇到的實(shí)際問題,，在工程中的解決方案是做一個統(tǒng)一而簡單的子網(wǎng)：一個簡單的子網(wǎng)可能解決自動化控制系統(tǒng)的大部分控制問題。各智能化設(shè)備的各種現(xiàn)場總線接口的配合可以通過相應(yīng)的協(xié)議芯片來解決,。統(tǒng)一的子網(wǎng)可能使整個行業(yè)的開發(fā)成本最低,，開發(fā)速度最快。為此提出了通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器這種全面的解決方案,，通過硬件和軟件的方法共同對現(xiàn)場總線協(xié)議進(jìn)行處理,，解決智能化控制系統(tǒng)中多現(xiàn)場總線的兼容性問題，其目的是為了能將不同現(xiàn)場總線的產(chǎn)品和諧地融入一個系統(tǒng)中,，充分發(fā)揮不同產(chǎn)品的長處,，為那些希望使用不同廠家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的用戶提供更大的靈活性。
　　通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器是現(xiàn)場級的通用通信管理設(shè)備,，由它把各個現(xiàn)場設(shè)備連成網(wǎng)絡(luò),，并負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)之間的信息傳遞。由于其是通用性的,，只需通過相應(yīng)的CPU及接口電路和軟件就可以完成多種現(xiàn)場總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換,，實(shí)現(xiàn)與不同廠家的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信。
　　4.現(xiàn)場總線協(xié)議控制器
　　通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器是采用模塊化結(jié)構(gòu)和多CPU工作方式來設(shè)計的，因?yàn)槟K化的結(jié)構(gòu)可以使系統(tǒng)有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力,，為系統(tǒng)將來的升級換代帶來便利。
　　通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器主要由底板和插卡組成,，其中底板帶有電源以及擴(kuò)展槽,、固定支架、系統(tǒng)總線,、信號線構(gòu)成,。插卡分三種，分別為主控板,、協(xié)議板,、接口板，其中主控板和協(xié)議板帶CPU,。主控板負(fù)責(zé)管理整個系統(tǒng)以及與上位機(jī)的通信,，通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器通過RS232接口與上位機(jī)連接，主控板通過它與上位機(jī)進(jìn)行信息交換,，主要包括：管理系統(tǒng)總線,，給協(xié)議板和接口板分配系統(tǒng)資源，與協(xié)議板進(jìn)行信息交換,，對來自協(xié)議板的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，等待上位機(jī)提取。協(xié)議板是通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器的關(guān)鍵部分,，所有與現(xiàn)場設(shè)備的通信都由它完成,。協(xié)議板可以提供多種現(xiàn)場總線協(xié)議，一般一塊協(xié)議板只能進(jìn)行一種現(xiàn)場總線協(xié)議的通信,。接口板從屬于某一協(xié)議板,，為協(xié)議板提供通信接口。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇,，接口種類有RS232,、RS422、RS485等,。通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器與上位機(jī)以及與現(xiàn)場設(shè)備的通信都采用串行方式,，而通信控制器內(nèi)部各插卡之間通過系統(tǒng)總線來完成。其中主控板與各協(xié)議板的通信采用主從式,。主控板通過系統(tǒng)總線分別與協(xié)議板進(jìn)行通信,，各協(xié)議板之間不能進(jìn)行通信。
　　通信過程如下：主控板在系統(tǒng)總線上,，通過廣播方式發(fā)送協(xié)議板號來呼叫與之通信的協(xié)議板,，每塊協(xié)議板上有協(xié)議板號識別電路，只有與發(fā)送的協(xié)議板號相符的協(xié)議板才響應(yīng)主控板，從而實(shí)現(xiàn)主控板與協(xié)議板的通信,。當(dāng)用戶增加新的協(xié)議設(shè)備時,，不必改動硬件，只需在增加的新的協(xié)議板上設(shè)置好協(xié)議板號,，并在上位機(jī)的組態(tài)中添加相應(yīng)的系統(tǒng)信息存入計算機(jī)即可,。協(xié)議板和接口之間的信息傳遞通過系統(tǒng)中的局部總線來完成。
　　5.智能化配電系統(tǒng)
　　智能化配電系統(tǒng)由配各種智能化開關(guān)柜的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成,。硬件包括各種智能化開關(guān)柜,、通用型現(xiàn)場總線協(xié)議控制器、上位控制計算機(jī),。軟件由主控程序,、通訊界面和人機(jī)界面三部分組成。根據(jù)以上硬件設(shè)備的配置情況,，在上位機(jī)上輸入系統(tǒng)配置信息,，通過串行口傳遞給控制器主板。主控板將系統(tǒng)配置信息分類傳遞給各協(xié)議板,，各協(xié)議板收到系統(tǒng)信息后與所屬硬件設(shè)備進(jìn)行通信,，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)主控板傳送到上位機(jī)，并通過主控板接受上位機(jī)命令,。
　　5.1通訊功能
　　5.1.1遙訊功能：現(xiàn)場總線協(xié)議控制器向上站機(jī)報送斷路器現(xiàn)時的各項(xiàng)保護(hù)參數(shù),。
　　5.1.2遙測：現(xiàn)場總線協(xié)議控制器向上位機(jī)報送工作參數(shù)、故障參數(shù),，達(dá)到上位機(jī)對電力電網(wǎng)系統(tǒng)遙測的目的,。
　　5.1.3遙調(diào)：現(xiàn)場總線控制器接收上位機(jī)的遙調(diào)參數(shù)來改變斷路器中智能型脫扣器的保護(hù)特性參數(shù)來達(dá)到改變電力電網(wǎng)干路參數(shù)設(shè)定值的目的
　　5.1.4遙控：現(xiàn)場總線控制器接收上位機(jī)的控制信號來實(shí)現(xiàn)電力電網(wǎng)計算機(jī)控制系統(tǒng)的遙控功能。
　　5.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：
　　5.2.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為一點(diǎn)對多點(diǎn)的由上位機(jī)主呼的主從網(wǎng)結(jié)構(gòu)（現(xiàn)場總線型）,。
　　5.2.2通訊方式廣播應(yīng)答方式,，半雙工類型
　　4.2.3硬件接口電路類型：RS－485、RS—232,、RS—422接口電器,，（具有瞬態(tài)保護(hù)或隔離型）
　　5.2.4通訊線路UTP雙絞線，8芯（4對）,，五類通訊線,，（在干擾嚴(yán)重的工業(yè)環(huán)境或線路與電力線一同敷設(shè)時可選用屏蔽線STP）
　　5.2.5上位機(jī)：中央處理器應(yīng)為586以上。若上位機(jī)處于干擾嚴(yán)重的工業(yè)環(huán)境中,，則應(yīng)選用工控機(jī)機(jī)型,。
　　6.結(jié)束語
　　現(xiàn)場總線作為自動化領(lǐng)域的一次革命，它的意義和產(chǎn)生的效益是非常巨大的,。積極開展各種現(xiàn)場總線技術(shù)的研究和應(yīng)用,，特別是加強(qiáng)對于一些已有成功經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場總線在智能化控制系統(tǒng)中的開發(fā)與應(yīng)用，對于開電氣設(shè)備制造廠家來說可以避免很多彎路和資源浪費(fèi)，是適合我國國情的一個實(shí)用的發(fā)展途徑,。
　　智能化控制系統(tǒng)采用多現(xiàn)場總線技術(shù),，全中文操作界面，具有很高的通用性和靈活性以及較低的成本,，使其具有非常高性能價格比,，可以使用戶方便,、靈活地構(gòu)成一個實(shí)用可靠的智能化控制系統(tǒng)，其優(yōu)良的可擴(kuò)展性使其能夠適應(yīng)通信技術(shù)發(fā)展的潮流,，滿足不同用戶的需要,。