經(jīng)過長達15年的爭論,，IEC61158用于工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線國際標準于2000年初終于獲得通過,，現(xiàn)場總線之爭逐漸隨之退潮，IEC/SC65C/WG6現(xiàn)場總線標準委員會到此也完成了歷史使命,。為了進一步完善IEC61158標準,，IEC/SC65C成立了MT9現(xiàn)場總線修訂小組，繼續(xù)這方面的工作,。MT9工作組在原來8種類型現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上不斷完善擴充,，于2001年8月制定出由10種類型現(xiàn)場總線組成的第三版現(xiàn)場總線標準，它們是：Type1 TS61158 現(xiàn)場總線,、Type2 ControlNet和 EtherNet/IP現(xiàn)場總線,、Type3 Profibus現(xiàn)場總線、Type4 P-NET現(xiàn)場總線,、Type5 FF HSE現(xiàn)場總線,、Type6 Swift-Net 現(xiàn)場總線、Type7 WorldFIP現(xiàn)場總線、Type8 Interbus現(xiàn)場總線,、Type9 FFH1現(xiàn)場總線以及Type10 Profinet現(xiàn)場總線,，該標準于2003年4月成為正式國際標準。限于篇幅,，本文對10種類型總線做概要論述,，并簡單綜述上述總線近三年來的最新進展。

　　1 Type1 TS61158 現(xiàn)場總線

　　Type1 現(xiàn)場總線標準由以下部分構(gòu)成：

　　PhL：IEC61158-2：1993標準的超集（Superset）,；

　　Foundation Fieldbus的超集,；

　　WorldFIP的功能超集；

　　DLL：IEC TS61158-3,，TS61158-4,；

　　Foundation Fieldbus的超集；

　　WorldFIP的功能超集,；

　　AL：IEC TS61158-5,，TS61158-6。

　　1998年之前,，IEC/SC65C只推薦一種類型的現(xiàn)場總線,，該總線主要采納Foundation Fieldbus總線和WorldFIP總線基本技術(shù)，并嚴格按照IEC定義制定現(xiàn)場總線標準,，由于各種原因,，經(jīng)過多輪投票未獲通過，只能按規(guī)定成為技術(shù)報告TS61158,，以此為基礎(chǔ)形成了現(xiàn)在的Type1現(xiàn)場總線,。國際電工委員會推薦的通用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，從圖中可以看出現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以支持各種工業(yè)領(lǐng)域的信息處理,、監(jiān)視和控制系統(tǒng),，用于過程控制傳感器、執(zhí)行器和本地控制器之間的低級通信,，可以與工廠自動化的PLC實現(xiàn)互連,。在這里，H1現(xiàn)場總線主要用于現(xiàn)場級,，其速率為31.25Kbps,，負責兩線制向現(xiàn)場儀表供電，并能支持帶總線供電設(shè)備的本質(zhì)安全,；H2現(xiàn)場總線主要面向過程控制級,、監(jiān)控管理級和高速工廠自動化的應用，其速率為1Mbps,，2.5Mbps和100Mbps,。

圖1 通用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　2 Type2 ControlNet和EtherNet/IP現(xiàn)場總線

　　由ControlNet International(CI)組織負責制定的Type2現(xiàn)場總線標準由以下部分組成：

　　PhL和DLL：ControlNet,；

　　AL：Control Net和EtherNet/IP。

　　Type2現(xiàn)場總線系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示,。ControlNet采用一種新的通信模式,，即生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer）模式，這種模式允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點,，同時從單個數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù),，其主要特點是增強了系統(tǒng)的功能，提高了效率和實現(xiàn)精確的同步,。網(wǎng)絡(luò)的媒體送取,，通過限制時間存取算法來控制，即采用并行時間域多路存?。–TDMA）方法,，在每個網(wǎng)絡(luò)刷新間隔（NUI）內(nèi)調(diào)節(jié)節(jié)點的傳送信息機會。

圖2 Type2 現(xiàn)場總線系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　EtherNet/IP以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議是一種開放的工業(yè)網(wǎng)絡(luò),，它使用有源星形拓撲結(jié)構(gòu),，可以將10Mbps和100Mbps產(chǎn)品混合使用。該協(xié)議在TCP/UDP/IP之上附加控制和信息協(xié)議（CIP）,，提供一個公共的應用層,。CIP的控制部分用于實時I/O報文,，其信息部分用于報文交換,。ControlNet和EtherNet/IP都使用該協(xié)議通信，分享相同的對象庫,、對象和設(shè)備行規(guī),，使得多個供應商的設(shè)備能在上述整個網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)即插即用。對象的定義是嚴格的,，在同一種網(wǎng)絡(luò)上支持實時報文,、組態(tài)和診斷。為了提高工業(yè)以太網(wǎng)的實時性能,，ODVA（開放的DeviceNet供應商協(xié)會）于2003年8月公布了IEEE1588“用于EtherNet/IP實時控制應用的時鐘同步”標準,。

　　3 Type3 Profibus 現(xiàn)場總線

　　Type3 現(xiàn)場總線得到Profibus用戶組織PNO的支持，德國西門子公司則是Profibus產(chǎn)品的主要供應商,。Profibus系列由三個兼容部分組成,，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA三條總線構(gòu)成,。為了提高Profibus總線性能,，近幾年P(guān)NO推出了新版本的Profibus-DP-V1和Profibus-DP-V2，同時逐步取消Profibus-FMS總線,。擴展的Profibus-DP現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)如圖3所示,，Profibus-DP特別適用于設(shè)備級自動控制系統(tǒng)與分散I/O之間高速通信,。Profibus-PA專為過程自動化設(shè)計，它能夠?qū)⒆兯推骱蛨?zhí)行器連接到一根公共總線,，使用兩根線就可以完成供電和數(shù)據(jù)通信,，并能實現(xiàn)本質(zhì)安全性能。以此為基礎(chǔ),，擴展的DP功能DPV1進一步完善了Profibus-PA功能,；DPV2解決了從站之間的通信與時間同步等重大問題。

圖3 Type3 Profibus現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　Profibus-DPV1主要是增加了非循環(huán)服務,，并擴大了與2類主站的通信,。眾所周知，Profibus-DP性能的特征是在循環(huán)連接（Mscy-C1）的基礎(chǔ)上應用數(shù)據(jù)交換服務,，實現(xiàn)一個主站和一系列從站之間集中的數(shù)據(jù)交換,。1類主站指PLC、PC或控制器,。2類主站指操作員站和編程器等,。DPV1擴展了上述功能，在已有的Mscy-C1連接基礎(chǔ)上,，增加了非循環(huán)服務,，利用新的服務可以對從站中任何數(shù)據(jù)組進行讀寫。過去,，2類主站只能利用DP從站的無連接服務,，現(xiàn)在則可通過面向連接的通信對數(shù)組進行非循環(huán)讀寫，同時為進入因特網(wǎng)通信擴充了功能,。

　　Profibus-DPV2可以實現(xiàn)循環(huán)通信,、非循環(huán)通信以及從站之間的通信,。由于從站之間可直接通信,，通信時間縮短1個DP總線周期和主站周期,，從而使反應時間縮短60%至90%,，同時建立了等時間間隔的總線循環(huán)周期,，其時間偏差小于1μs,，即適用于高精度定位控制,，又可實現(xiàn)閉環(huán)控制,。DPV2可根據(jù)不同的應用需要開發(fā)專用行規(guī)（profile）,，如用于運動控制的ProfiDrive和用于聯(lián)鎖保護的Profisafe等,。

　　4 Type4 P-NET現(xiàn)場總線

　　P-NET現(xiàn)場總線由丹麥Process-Data Sikebory Aps公司從1983年開始開發(fā)，主要應用于啤酒,、食品,、農(nóng)業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)，它得到P-NET用戶組織的支持,，在現(xiàn)場大約有5000多個應用系統(tǒng),。

圖4 Type4 P-NET現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　P-NET現(xiàn)場總線是一種多主站,、多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，圖4給出了P-NET系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),?？偩€采用分段結(jié)構(gòu)，每個總線分段上可以連接多個主站,，主站之間通過接口能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)上互連,，它允許在幾個總線區(qū)直接尋址，無需遞階網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。該總線通信協(xié)議包括1,、2、3,、4和7層,，并利用信道機構(gòu)定義用戶層。通信采用虛擬令牌（virtual token）傳遞方式,，主站發(fā)送一個請求,，被尋址的從站在390μs內(nèi)立即返回一個響應，只有存放到從站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)才可被訪問,。每個站節(jié)點都含有一個通用的單芯片微處理機,，配套的2KB EPROM不僅可用作通信，而且可用于測量,、標定,、轉(zhuǎn)換和應用功能。P-NET接口芯片執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能,，第3層和第4層的功能由宿主處理器中的軟件解決,。該總線物理層基于RS-485標準,，使用屏蔽雙絞線電纜,，傳輸距離1.2km，應用NRZ編碼異步傳輸,。

　　5 Tpye5 FF HSE現(xiàn)場總線

　　1998年,，美國Fieldbus Foundation（FF）基金會決定采用高速以太網(wǎng)（High Speed Ethernet，HSE）技術(shù)開發(fā)H2現(xiàn)場總線,，作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制級以上通信網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng),，它與H1現(xiàn)場總線整合構(gòu)成信息集成開放的體系結(jié)構(gòu)，圖5給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),。HSE網(wǎng)絡(luò)遵循標準的以太網(wǎng)規(guī)范,，并根據(jù)過程控制的需要適當增加了一些功能，但這些增加的功能可以在標準的Ethernet結(jié)構(gòu)框架內(nèi)無縫地進行操作,，因而FF HSE總線可以使用當前流行的商用（COTS）以太網(wǎng)設(shè)備,。100Mbps以太網(wǎng)拓撲是采用交換機形成星形連接,，這種交換機具有防火墻功能，以阻斷特殊類型的信息出入網(wǎng)絡(luò),。HSE使用標準的IEEE802.3信號傳輸,，標準的Ethernet接線和通信媒體。設(shè)備和交換機之間距離,，使用雙絞線為100米,，光纜可達2千米。HSE使用連接裝置（LD）連接H1子系統(tǒng),，LD執(zhí)行網(wǎng)橋功能,，它允許就地連在H1網(wǎng)絡(luò)上的各現(xiàn)場設(shè)備，以完成點對點對等通信,。HSE支持冗余通信,，網(wǎng)絡(luò)上的任何設(shè)備都能作冗余配置。

圖5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　FF HSE的1~4層由現(xiàn)有的以太網(wǎng),、TCP/IP和IEEE標準所定義,，HSE和H1使用同樣的用戶層，現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）在H1中定義了服務接口,，現(xiàn)場設(shè)備訪問代理（FDA）為HSE提供接口,。用戶層規(guī)定功能模塊、設(shè)備描述（DD）,、功能文件（CF）以及系統(tǒng)管理（SM）,。FF規(guī)范21種功能模塊供基本的和先進的過程控制使用。FF還規(guī)定了新的柔性功能模塊（FFB）,，用以進行復雜的批處理和混合控制應用,，F(xiàn)FB支持數(shù)據(jù)采集的監(jiān)控，子系統(tǒng)接口,、事件順序,、多路數(shù)據(jù)采集、PLC和其他協(xié)議通信的網(wǎng)間連接器,。

　　6 Type6 SwiftNet現(xiàn)場總線

　　Type6 SwiftNet現(xiàn)場總線由美國SHIP STAR協(xié)會主持制定,，得到美國波音公司的支持，主要用于航空和航天等領(lǐng)域,。該總線是一種結(jié)構(gòu)簡單,、實時性高的總線，協(xié)議僅包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,。SwiftNet現(xiàn)場總線采用分層總線式拓撲結(jié)構(gòu),，其通信體系結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 Type 6 SwiftNet現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　物理層傳送速率為5Mbps,，此時每秒傳送105個不同的報文,?？偩€使用TDMA（Slotted time division multiple access）槽路時間片多路送取方式，提供專用高速,、低抖動同步通道和按要求指定的通道,。專用通道適用于自動狀態(tài)數(shù)據(jù)的分配或交換；按要求指定的通道則適用于非調(diào)度報文,。TDMA方式是將總線上的時間分割為相等長度間隔,，稱作槽路，只有當總線上的站分配到槽路時,，它才能*和發(fā)送,。每個站還能根據(jù)所占的比例，協(xié)調(diào)總線訪問,、數(shù)據(jù)傳輸和接收數(shù)據(jù),。

　　SwiftNet總線的節(jié)點（從站）通過I/O通道連接智能傳感器，由于航空航天領(lǐng)域?qū)鞲衅骱蛨?zhí)行器要求高,，該總線開始使用符合IEEE1451.1和IEEE1451.2標準的網(wǎng)絡(luò)傳感器,。IEEE1451.2《用于傳感器和執(zhí)行器的智能轉(zhuǎn)換器接口》標準是一個開放的標準，它在控制網(wǎng)絡(luò)和傳感器之間定義一個標準接口,，從而使網(wǎng)絡(luò)傳感器成為現(xiàn)場總線系統(tǒng)現(xiàn)場級的數(shù)字化傳感器,，并使用戶可以根據(jù)自己的需要選擇不同廠家生產(chǎn)的智能傳感器，實現(xiàn)真正意義上的即插即用,。

　　7 Type7 WorldFIP現(xiàn)場總線

　　1987年成立的WorldFIP協(xié)會制定并大力推廣Type7 WorldFIP現(xiàn)場總線,。WorldFIP協(xié)議是EN50170歐洲標準的第三部分，物理層采用IEC61158.2標準,，其產(chǎn)品在法國占有60%市場,，在歐洲占有大約25%份額，它廣泛應用于發(fā)電與輸配電,、加工自動化,、鐵路運輸、地鐵和過程自動化領(lǐng)域,。

　　WorldFIP現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)如圖7所示,，系統(tǒng)分為三級，即過程級,、控制級和監(jiān)控級。它能滿足用戶各種需要,，適合于各種類型的應用結(jié)構(gòu),，集中型、分散型和主站/從站型,。用單一的WorldFIP總線滿足過程控制,、工廠制造加工和各種驅(qū)動系統(tǒng)的需要,。為了適應低成本的要求，開發(fā)了低成本的Device WorldFIP（DWF）總線,，它是設(shè)備一級網(wǎng)絡(luò),，能很好適應工業(yè)現(xiàn)場的各種惡劣環(huán)境，并具有本質(zhì)安全防爆性能,，可以實現(xiàn)多主站與從主站的通信,。

　圖7 Type7 WroldFIP現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　WorldFIP協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層組成,。數(shù)據(jù)鏈路層采用總線裁決方式,，在任何一個給定瞬間，僅有一個站可以執(zhí)行總線裁決功能,，它使用一個ID-DAT幀在總線上廣播一個標識,，連接到總線上所有站的鏈路層同時記錄ID-DAT幀，僅有一站被識別為標識的生產(chǎn)者,，其它站僅作為使用者,。應用層提供MPS和SubMMS服務，MPS是工廠周期/非周期服務,，SubMMS則是工業(yè)報文的子集,。

　　8 Type8 Interbus現(xiàn)場總線

　　Type8 Interbus現(xiàn)場總線由德國Phoenix Contact 公司開發(fā)，Interbus Club俱樂部支持,。Interbus在全球有1000多家總線設(shè)備生產(chǎn)商,，提供2500多種產(chǎn)品，到目前為止,，Interbus在全球自動化領(lǐng)域已有50多萬套應用系統(tǒng)得到廣泛應用,。

　　Interbus現(xiàn)場總線是一種開放的串行總線，可以構(gòu)成各種拓撲形式,，并允許有16級嵌套連接方式,。該總線最多可掛512個現(xiàn)場設(shè)備，設(shè)備之間的最大距離400米,，無需中繼器網(wǎng)絡(luò)的最大距離為12.8公里,。Interbus總線包括遠程總線和本地總線，遠程總線用于遠距離傳送數(shù)據(jù),，采用RS-485傳輸,，網(wǎng)絡(luò)本身不供電，通信速率為500Kbps和2Mbps,。Interbus有自己獨特的環(huán)路結(jié)構(gòu),，環(huán)路使用標準電纜同時傳送數(shù)據(jù)和電源。環(huán)路可以連接模擬、數(shù)字設(shè)備甚至復雜的傳感器/執(zhí)行器,，也允許直接接入智能終端儀表,。

圖8 Type8 Interbus現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　協(xié)議包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層,。數(shù)據(jù)鏈路層采用面向過程數(shù)據(jù)的傳輸方法及集總幀協(xié)議,，可以傳輸循環(huán)過程數(shù)據(jù)和非循環(huán)數(shù)據(jù)，幀信息包括一個啟動信號,、回送信息,、數(shù)據(jù)安全/結(jié)束信息。集總幀具有非常高的傳輸效率,，其效率高達52%,，盡管INTERBUS通信速率為500Kbps和2Mbps，通信速度和效率很高,。應用層服務用于實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換,、VFD支持、變量訪問,、程序調(diào)用和12個相關(guān)的服務,。

　　INTERBUS總線有很強的監(jiān)視診斷功能，總線監(jiān)控功能監(jiān)視整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行狀態(tài),，同時也提供總線網(wǎng)絡(luò)的變結(jié)構(gòu)功能,，能及時根據(jù)設(shè)計要求，關(guān)斷和連接總線的某個子總線段,。監(jiān)控功能是現(xiàn)場安裝,、調(diào)試、診斷和維護的有力工具,。具體功能是識別和確定安裝錯誤和部件錯誤,，現(xiàn)場總線模塊具有輸入/輸出的狀態(tài)顯示，在調(diào)試時可設(shè)置輸出狀態(tài),，以及可以保存某些智能設(shè)備的參數(shù),。

　　為了提高工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全性，以滿足制造業(yè)和過程工業(yè)自動化故障安全通信的要求,，特別是在汽車制造業(yè)中具有安全總線的功能被放在首位,。INTERBUS俱樂部從1999年開始進行INTERBUS安全總線研究，在2001年得到了德國BIA組織EN954-1 KAT.4標準的許可證明,，并符合IEC61508安全通信標準,。INTERBUS的安全總線由一個Safe Control控制模塊和現(xiàn)場分散式智能模塊組成，控制模塊的唯一功能就是控制安全數(shù)據(jù),。這種解決方案優(yōu)于其它方案,，它將控制系統(tǒng)與安全總線的功能截然分開,，控制系統(tǒng)機構(gòu)清晰簡單,，不影響今后的擴展和修改,，成本明顯降低。這是現(xiàn)場總線的一個發(fā)展方向,。

　　9 Type9 FF H1現(xiàn)場總線

　　H1現(xiàn)場總線是由FF現(xiàn)場總線基金會負責制定的,。FF基金會成員由世界著名的儀表制造商和用戶組成，其成員生產(chǎn)的變送器,、DCS,、執(zhí)行器、流量儀表占世界市場的90%,，它們對過程控制現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的功能需求了解透徹,，在過程控制方面積累了豐富的經(jīng)驗，提出的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為全面,，其通信體系結(jié)構(gòu)如圖9所示,。Type9現(xiàn)場總線是Type1現(xiàn)場總線的子集。

圖9  通信體系結(jié)構(gòu)

　　FF H1現(xiàn)場總線協(xié)議由物理層,、數(shù)據(jù)鏈路層,、應用層以及考慮到現(xiàn)場裝置的控制功能和具體應用而增加的用戶層組成。H1總線支持多種傳輸媒體：雙絞線,、電纜,、光纜和無線媒體。傳輸速率為31.25Kbps,，通信距離最大為1 900米,。該總線支持總線供電和本質(zhì)安全。

　　數(shù)據(jù)鏈路層負責實現(xiàn)鏈路活動調(diào)度,、數(shù)據(jù)的接收發(fā)送,、活動狀態(tài)的響應、總線上各設(shè)備間的鏈路時間同步等,。這里,，總線訪問控制采用鏈路活動調(diào)度器（LAS）方式，LAS擁有總線上所有設(shè)備的清單,，由它負責總線段上各設(shè)備對總線的操作,。

　　現(xiàn)場總線應用層由現(xiàn)場總線訪問（FAS）子層和現(xiàn)場總線報文規(guī)范(FMS)子層構(gòu)成。FAS子層提供發(fā)布者/預訂者,、客戶機/服務器和報告分發(fā)三種模式的報文服務,。FMS子層提供對象字典（OD）服務、變量訪問服務和事件服務等?，F(xiàn)場總線用戶層具有標準功能塊（FB）和裝置描述功能,。標準規(guī)定32種功能塊,，現(xiàn)場裝置使用這些功能塊完成控制策略。由于裝置描述功能包括描述裝置通信所需的所有信息,，并且與主站無關(guān),，所以可使現(xiàn)場裝置實現(xiàn)真正的互操作。

　　10 Type10 PROFI net現(xiàn)場總線

　　PNO組織于2001年8月發(fā)表了Profinet規(guī)范,。Profinet將工廠自動化和企業(yè)信息管理層IT技術(shù)有機地融為一體,，同時又完全保留了Profibus現(xiàn)有的開放性。

　　Profinet現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)如圖10所示,，從圖中看出,，該方案支持開放的、面向?qū)ο蟮耐ㄐ?，這種通信建立在普遍使用的Ethernet TCP/IP基礎(chǔ)上,，優(yōu)化的通信機制還可以滿足實時通信的要求?；趯ο髴玫腄COM通信協(xié)議是通過該協(xié)議標準建立的,。以對象的形式表示的Profinet組件根據(jù)對象協(xié)議交換其自動化數(shù)據(jù)。自動化對象即COM對象作為PDU以DCOM協(xié)議定義的形式出現(xiàn)在通信總線上,。連接對象活動控制（ACCO）確保已組態(tài)的互相連接的設(shè)備間通信關(guān)系的建立和數(shù)據(jù)交換,。傳輸本身是由事件控制的，ACCO也負責故障后的恢復,，包括質(zhì)量代碼和時間標記的傳輸,、連接的監(jiān)視、連接丟失后的再建立以及相互連接性的測試和診斷,。

圖10 Type10 Profinet現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)

　　Profibus可以通過代理服務器(Proxy)很容易地實現(xiàn)與其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)的集成,，在該方案中，通過代理服務器將通用的Profibus網(wǎng)絡(luò)連接到工業(yè)以太網(wǎng),；通過以太網(wǎng)TCP/IP訪問Profibus設(shè)備是由Proxy使用遠方程序調(diào)用和Microsoft DCOM進行處理的,。

　　Profinet提供工程設(shè)計工具和制造商專用的編程和組態(tài)軟件，使用這種工具可以從控制器編程軟件開發(fā)的設(shè)備來創(chuàng)建基于COM的自動化對象,，這種工具也將用于組態(tài)基于Profinet的自動化系統(tǒng),，使用這種獨立于制造商的對象和連接編輯器可減少15%的開發(fā)時間。

　　結(jié)語

　　10種類型現(xiàn)場總線采用完全不同的通信協(xié)議,。Type1采用LAS方式和Publisher/Subscriber模式,；Type2 ControlNet使用CTDMA方法和Producer/Consumer模式，EtherNet/IP使用Ethernet TCP/IP協(xié)議,；Type3是令牌環(huán)和主站/從站方式,；Type4通信采用虛擬令牌傳遞方式；Type5采用CSMA/CD方式和Ethernet TCP/IP協(xié)議,；Type6使用TDMA多路存取方式,；Type7使用總線裁決方式,；Type8采用整體幀協(xié)議；Type9采用LAS方式和Publisher/Subscriber模式,；Type10使用Ethernet TCP/IP協(xié)議,。

　　從以上論述可以看出，十種類型現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議都不相同,，但對Ethernet TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)用于H2高速現(xiàn)場總線基本達成共識,，EtherNet/IP,、FF HSE和Profinet工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)事實上已成為國際標準,。

　　據(jù)了解，IEC61158標準的維護期為2007年12月31日,，就是說在此之前不會增加新的現(xiàn)場總線,，對目前標準內(nèi)的現(xiàn)場總線也不會做修改。由此可見,，現(xiàn)場總線系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和格局已經(jīng)基本確定,，工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線在系統(tǒng)中的定位已經(jīng)明確，它們兩者之間的關(guān)系見表1,。

表1 工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線關(guān)系

　　表中列出了當前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的4個主要競爭者,，F(xiàn)F HSE、EtherNet/IP和Profinet現(xiàn)場級都有自己的現(xiàn)場總線,，這種格局今后不會改變,。Phoenix Contacts公司Type8 INTERBUS采用的IDA工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快，并將工業(yè)以太網(wǎng)延伸到現(xiàn)場I/O級,，同時Modbus TCP/IP協(xié)議已被提交國際因特網(wǎng)工程特別工作組（IETF）,，希望這個協(xié)議能成為工業(yè)因特網(wǎng)協(xié)議標準。為了使此項工作加速推進,，Modbus組織和IDA組織于2003年10月底宣布合并,。國內(nèi)也正在開展工業(yè)以太網(wǎng)的開發(fā)工作，浙大中控技術(shù)有限公司開發(fā)的EPA工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)延伸到現(xiàn)場一級,，并在化工廠獲得成功試用,。

　　現(xiàn)場總線的長期爭論使人們逐漸認識到，數(shù)字技術(shù)的統(tǒng)一完全不同于模擬技術(shù),，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的統(tǒng)一之路應該充分吸收Internet技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)一的成功經(jīng)驗,，面向市場，不斷創(chuàng)新,，建立一個具有互操作性的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),，最終為工業(yè)自動化創(chuàng)建一個統(tǒng)一的信息平臺。