西门子通讯电缆现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它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。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。

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。

中文名现场总线外文名fieldbus别 名现场网络类 别数字通讯功 能主要解决工业现场的信息传递问题优 点简单、可靠、经济实用

常用现场总线种类介绍 应用行业 典型技术  特征 总线特点  总线优点 总线缺点 总线本质 通信网络 设备互联 互操作性 分散功能块 通信线供电  开放式互联网  发展趋势  控制组成 总线现状 总线并存 注意事项 应用领域 背景地区标准 制造商 协调 主流总线 以太网  发展历程

常用现场总线种类介绍

1、PROFIBUS

MC。过程现场总线。?PROFIBUS?还支持驱动器通讯标准?以外，Beckhoff?FMS?和?PROFIBUS-DP?作为一种快速总线，被广泛应用于分布式外围组件(PROFIBUS-DP)。除了?Profibus

2、EtherCAT

Technology，用于控制和自动化技术的以太网)是一种用于工业自动化的实时以太网解决方案，性能优越，使用简便。?Automation?Control?for?EtherCAT(Ethernet

3、Lightbus

性能，易于安装，数据流快速、循环且具有确定性。?EMI?光纤总线系统具有极为*的抗?Beckhoff?这种经过验证的

4、Interbus

易于配置，通讯快速而可靠。主/从系统的?Interbus移位寄存器协议可提供高效循环通讯。

5、CANopen

的传统优点，例如数据安全性高且具备多主站能力。?CAN?可在即使相对较低的数据传输速率时也能实现较短的系统响应时间。秉承了?通过有效利用总线带宽，CANopen

6、ControlNet

是一种开放式标准现场总线系统。该总线协议允许循环数据和非循环数据通过总线同时进行交换，而两者之间互不影响。?ControlNet

interface?7、SERCOS

设备可以实现高速率数据传输和较短的循环时间。?总线耦合器，I/O?SERCOS?Beckhoff?*初作为用于驱动器的快速光纤总线系统研发。采用?SERCOS

8、Ethernet

以太网产品中，也秉承并发扬了以太网的优点，例如数据传输速率高，与现有网络的简便集成以及广泛的服务和接口等。?以太网是办公环境中的主流标准。在Beckhoff

9、PROFINET

协议)。?TCP/IP?标准(如?IT?用户组织)针对开放式工业以太网制定的标准：国际上订立的一种针对通讯的?PNO(PROFIBUS?是一种由?PROFINET

10、USB

总线耦合器，在距离较短时，该系统可替代现场总线。?USB?Beckhoff?技术的标准接口，具有传输速率高，拓扑结构灵活(通过集成集线器)等特点，加上?PC?已成为?USB

11、Modbus

是一种基于主/从结构的开放式串行通讯协议。可非常轻松地在有类型的串行接口上实现，已被广泛接受。?Modbus

12、RS232/RS485

I/O模块采用的是易于实现的简单串行通讯协议。?RS485/RS232?是经典的串行接口，一直被广泛使用。Beckhoff?RS485?和?RS232

13、CC-Link

CC-Link(Control&Link，控制与通信链路)是一种开放式总线系统，用于控制级和现场总线级之间的通讯。应用方面主要以亚洲地区为主。?Communication

14、AS-Interface

标准，在国际上实现了标准化。?62026-2?和IEC?50295?EN?已通过?interface?通过简单、经济的布线方法，连接传感器、执行器与上位控制层。AS?interface?AS

15、LON

Network，部操作网络)是一种能够进行多网络连接的通讯系统，用于分布式应用。?Operating?LON(Local

16、EIB

Bus，欧洲安装总线)是一种用于楼宇布线的总线系统，主要在欧洲得到广泛应用。?Installation?EIB(European

17、SNMP

简单网络管理协议。

18、QOS

服务质量，解决延时和阻塞的一种技术。

19、CAN

控制器域网络 [1]。

20、MECHATROLINK

MECHATROLINK是一个用在工业自动化的开放式通讯协定 [2]

Mechatro协定分为以下的二种：

MECHATROLINK-II—定义传送界面为RS-485时的通讯协定架构，*快速度为10Mbit/s，*多允许30个从站 [2]

MECHATROLINK-III—定义传送界面为以太网时的通讯协定架构，*快速度为100Mbit/s，*多允许62个从站 [2]

应用行业

现场总线的产生对工业的发展起着非常重要的作用，对国民经济的增长有着非常重要的影响。现场总线主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、、航天、农业和楼宇等领域。

典型技术 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。

1 TS61158现场总线

2 ControlNet和Ethernet/IP现场总线

3 Profibus现场总线

4 P-NET现场总线

5 FF HSE现场总线

6 SwiftNet现场总线

7 World FIP现场总线

8 Interbus现场总线

9 FF H1现场总线

10 PROFInet现场总线

国内工业总线EPA，G-,Symotion与NCUC-BUS

Symotion是一种用于运动控制的实时工业总线，基于10/100M以太网物理层，应用层使用canopen及精简协议。可应用于运动控制器，电机驱动器，PLC，编码器光栅尺与其它工业现场执行器互连。symotion总线提供安全、开放、低成本及高性能应用。

特征

(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

总线特点

现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。通信标准的公开、一致，使系统具备开放性，设备间具有互可操作性。功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。控制功能下放到现场，使控制系统结构具备高度的分散性。

总线优点

现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广阔的领域；

一对双绞线上可挂接多个控制设备， 便于节省安装费用；

节省维护开销；

提高了系统的可靠性；

为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。

总线缺点

网络通信中数据包的传输延迟，通信系统的瞬时错误和数据包丢失，发送与到达次序的不一致等都会破坏传统控制系统原本具有的确定性，使得控制系统的分析与综合变得更复杂，使控制系统的性能受到负面影响。

总线本质

不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常情况下，大家*在以下六个方面：

通信网络

用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络。

设备互联

依据实际需要使用不同的传输介质把不同的现场设备或者现场仪表相互关联。

互操作性

用户可以根据自身的需求选择不同厂家或不同型号的产品构成需的控制回路，从而可以自由地集成FCS。

分散功能块

FCS 废弃了DCS 的输入/输出单元和控制站, 把DCS 控制站的功能块分散地分配给现场仪表, 从而构成虚拟控制站，地实现了分散控制。

通信线供电

通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量, 这种方式提供用于本质安全环境的低功耗现场仪表, 与其配套的还有安全栅。

开放式互联网

现场总线为开放式互联网络，既可以与同层网络互联，也可与不同层网络互联，还可以实现网络数据库的共享。

现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成，而通信部分的硬、软件是它*有特色的部分。SIEMENS淮北西门子总线电缆代理商

2、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，准确性高、抗干扰、抗畸变能力强，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。

3、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。例如Fisher—Rosemoune公司，推出AMS管理系统，它安装在主计算机内，由它完成管理功能，可以构成一个现场设备的综合管理系统信息库，在此基础上实现设备的可靠性分析以及预测性维护。将被动的管理模式改变为可预测性的管理维护模式AMS软件是以现场服务器为平台的T型结构，在现场服务器上支撑模块化，功能丰富的应用软件为用户提供一个图形化界面。SIEMENS淮北西门子总线电缆代理商

4、总线系统计算机服务模式：

以客户机/服务器模式是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。客房机运行在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。SIEMENS淮北西门子总线电缆代理商

注意事项

现场总线逐渐在工业现场推广，不少设备不但具有传统仪表的功能，而且还具备现场总线的功能、在DCS中，现场总线被广泛应用。现场总线在使用中需要注意以下几个问题：

1）通信距离。现场总线的通信距离一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率时，采用标准电缆，可以达到200m，如果采用187.5kbps速率，可以达到1 000m。通信距离有两层含义，*个，是两个节点之间不通过中继器能够实现的距离，一般来说，距离和通信速率成反比；另一个，是整个网络*远的两个节点之间的距离。往往在厂家的介绍材料中对于此类的描述不够清楚，在实际使用中，必须考虑整个网络的范围，电磁波信号在电缆中传递是需要时间的，特别在—些高速的现场总线中，如果增大距离，就必须对一些通信参数进行修改；

2）线缆选择。现场的环境决定现场总线的通信速度和通信介质。一般而言，现场总线采用电信号传递数据，在传输的过程中不可避免地收到周围电磁环境的影响。大多数现场总线采用屏蔽双绞线。必须注意的是，不同种类现场总线要求的屏蔽双绞线可能是不同的。现场总线的开发者一般规定一种特制的线缆，在正确使用这种线缆的条件下才能实现规定的速率和传输距离。在电磁条件极度恶劣的条件下，光缆是合理的选择，否则部的干扰，可能影响整个现场总线网络的工作；

3）隔离。一般来说，现场总线的电信号与设备内部是电气隔离的。现场总线电缆分布在车间的各个角落，一旦发生高电压串入，会造成整个网段有设备的总线收发器损坏。如果不加以隔离，高电压信号会继续将设备内部其他电路损坏，导致严重的后果；

4）屏蔽。现场总线采用的屏蔽电缆的外层必须在一点良好接地，如果高频干扰严重，可以采用多点电容接地，不允许多点直接接地，避免产生地回路电流；

5）连接器。现场总线一般没有对连接器做严格的规定，但是如果处理不当，会影响整个系统通信。例如，现场总线一般采用总线型菊花链连接方式，在连接每一个设备时，必须注意如何不影响在现有通信的条件下，实现设备插入和摘除，这对连接器就有一定的要求；

6）终端匹配。现场总线信号和有电磁波信号一样具有反射现象，在总线每一个网段的两个终端，都应该采用电阻匹配，*个作用可以吸收放射，第二个作用是在总线的两端实现正确的电平，保证通信。因此，现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成，它的出现和快速发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。SIEMENS淮北西门子总线电缆代理商yuantao123

此外较有影响的现场总线还有丹麦公司Process-Data A/S 提出的P-Net，该总线主要应用于农业、林业、水利、食品等行业；SwiftNet现场总线主要使用在航空航天等领域，还有一些其他的现场总线这里就不再赘述了。

应用领域

每种总线大都有其应用的领域，比如FF、PROFIBUS-PA适用于石油、化工、医药、冶金等行业的过程控制领域；LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet适用于楼宇、交通运输、农业等领域；DeviceNet、PROFIBUS-DP适用于加工制造业，而这些划分也不是*的，每种现场总线都力图将其应用领域扩大，彼此渗透。

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