1. 現(xiàn)場總線的基本概念

  IEC(國際電工委員會)對現(xiàn)場總線(Fieldbus)的定義是“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、多點通信的數(shù)據(jù)總線”。它是當(dāng)前工業(yè)自動化的熱點之一。現(xiàn)場總線以開放的、獨立的、全數(shù)字化的雙向多變量通信取代4~20mA現(xiàn)場模擬量信號?，F(xiàn)場總線I/O集檢測、數(shù)據(jù)處理、通信為一體，可以代替變送器、調(diào)節(jié)器、記錄儀等模擬儀表，它不需要框架、機柜，可以直接安裝在現(xiàn)場導(dǎo)軌槽上?，F(xiàn)場總線I/O的接線極為簡單，只需一根電纜，從主機開始，沿數(shù)據(jù)鏈從一個現(xiàn)場總線U/O連接到下一個現(xiàn)場總線I/O。使用現(xiàn)場總線后，可以節(jié)約配線、安裝、調(diào)試和維護(hù)等方面的費用，現(xiàn)場總線I/O與PLC可以組成高性能價格比的DCS(集散控制系統(tǒng))。

  使用現(xiàn)場總線后，操作員可以在中央控制室實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，還可以通過現(xiàn)場設(shè)備的自診斷功能診斷故障和尋找故障點。

  2. IEC61158

  由于歷史的原因，現(xiàn)在有多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)并存，IEC的現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC 61158)在1999年底獲得通過，經(jīng)過多方的爭執(zhí)和妥協(xié)，最后容納了8種互不兼容的協(xié)議(類型1~類型8)，這8種協(xié)議對應(yīng)于IEC61158中的8種現(xiàn)場總線類型

  類型1TS61158，原IEC技術(shù)報告。

  類型2ControlNet(美國Rockwell公司支持)。

  類型3PROFIBUS(西門子公司支持)。

  類型4P-Net(丹麥Process Data公司支持)。

  類型5FF的HSE(高速以太網(wǎng)，現(xiàn)場總線基金會的H2，美國Fisher Rosemount公司支持)。

  類型6∶SwiftNet(美國波音公司支持)。

  類型7WorldFIP(法國Alstom公司支持)。類型8Interbus(德國Phoenix contact公司支持)。

  由于以太網(wǎng)應(yīng)用非常普及，產(chǎn)品價格低廉，硬件軟件資源豐富，傳輸速率高(工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在使用1000Mbit/s以太網(wǎng))，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，可以用軟件和硬件措施來解決響應(yīng)時間不確定性的問題，各大公司和標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛提出了各種提升工業(yè)以太網(wǎng)實時性的解決方案，從而產(chǎn)生了實時以太網(wǎng)(Real Time Ethernet，RTE)。

  2007年7月出版的IEC61158第4版采納了經(jīng)過市場考驗的20種現(xiàn)場總線(見表6-1)。其中的類型1是原IEC61158第1版技術(shù)規(guī)范的內(nèi)容，類型2通用工業(yè)協(xié)議(Com-mon Industry Protocol， CIP)包括 Rockwell 公司的 DeviceNet、ControlNet 和實時以太網(wǎng)Ethernet/IP。類型6(SwiftNet)因為市場應(yīng)用很不理想，已被撤消。

  EPA(Ethernet for Plant Automation，用于工廠自動化的以太網(wǎng))是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的實時以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，已被列入現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158第4版的類型14。

  3. IEC 62026

  IEC62026是供低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備使用的控制器電氣接口標(biāo)準(zhǔn)，于2000年6月通過。它包括

  IEC62026-1一般要求。

  IEC62026-2執(zhí)行器傳感器接口(Actuator Sensor Interface，AS-i)，西門子公司支持。

  IEC62026-3設(shè)備網(wǎng)絡(luò)(Device Network，DN)，美國Rockwell公司支持。

  IEC62026-4Lonworks(Local Operating Networks)總線的通信協(xié)議LonTalk，已取消。

  IEC62026-5智能分布式系統(tǒng)(Smart Distributed System，SDS)，美國Honeywell公司支持。

  IEC62026-6∶串行多路控制總線(Serial Multiplexed Control Bus，SMCB)，Honeywell 公司支持。