現場總線的發展現狀及發展趨勢

1.現場總線的發展現狀

（1）多種總線共存 現場總線國際標準IEC61158中采用了8種協議類型，以及其它一些現場總線。每種總線都有其產生的背景和應用領域。不同領域的自動化需求各有其特點，因此在某個領域中產生的總線技術一般對本領域的滿足度高一些，應用多一些，適用性好一些。據美國ARC公司的市場調查，世界市場對各種現場總線的需求為：過程自動化15％（FF、PROFIBUS-PA、WorldFIP），醫藥領域18％（FF、PROFIBUS-PA、WorldFIP），加工制造15％（PROFIBUS-DP、DeviceNet），交通運輸15％（PROFIBUS-DP、DeviceNet），航空、國防34％（PROFIBUS-FMS、LonWorks、ControlNet、DeviceNet），農業未統計（P-NET、CAN、PROFIBUS-PA/DP、DeviceNet、ControlNet），樓宇未統計（LonWorks、PROFIBUS-FMS、DeviceNet）。由此可見，隨著時間的推移，占有市場80％左右的總線將只有六七種，而且其應用領域比較明確，如 FF、PROFIBUS-PA適用于冶金、石油、化工、醫藥等流程行業的過程控制，PROFIBUS-DP、 DeviceNet適用于加工制造業，LonWorks、PROFIBUS-FMS、DeviceNet適用于樓宇、交通運輸、農業。但這種劃分又不是絕對的，相互之間又互有滲透。

（2）總線應用領域不斷拓展 每種總線都力圖拓展其應用領域，以擴張其勢力范圍。在一定應用領域中已取得良好業績的總線，往往會進一步根據需要向其它領域發展。如Profibus在DP的基礎上又開發出PA，以適用于流程工業。

（3）不斷成立總線國際組織 大多數總線都成立了相應的國際組織，力圖在制造商和用戶中創造影響，以取得更多方面的支持，同時也想顯示出其技術是開放的。如WorldFIP國際用戶組織、FF基金會、Profibus國際用戶組織、P-Net國際用戶組織及ControlNet國際用戶組織等。

（4）每種總線都以企業為支撐 各種總線都以一個或幾個大型跨國公司為背景，公司的利益與總線的發展息息相關，如 Profibus以Siemens公司為主要支持，ControlNet以 Rockwe11公司為主要背景，WorldFIP以ALSTOM公司為主要后臺。

（5）一個設備制造商參加多個總線組織 大多數設備制造商都積極參加不止一個總線組織，有些公司甚至參加2 ~4個總線組織。道理很簡單，裝置是要掛在系統上的。

（6）各種總線相繼成為自己國家或地區標準 每種總線大多將自己作為國家或地區標準，以加強自己的競爭地位。現在的情況是：P-Net已成為丹麥標準，Profibus已成為德國標準，WorldFIP已成為法國標準。上述3種總線于1994年成為并列的歐洲標準EN50170。其它總線也都成為各地區的技術規范。

（7）在競爭中協調共存 協調共存的現象在歐洲標準制定時就出現過，歐洲標準EN50170在制定時，將德、法、丹麥3個標準并列于一卷之中，形成了歐洲的多總線的標準體系，后又將ControlNet和FF加入歐洲標準的體系。各重要企業，除了力推自己的總線產品之外，也都力圖開發接口技術，將自己的總線產品與其它總線相連接，如施耐德公司開發的設備能與多種總線相連接。在國際標準中，也出現了協調共存的局面。

（8）以太網成為新熱點 以太網正在工業自動化和過程控制市場上迅速增長，幾乎所有遠程I/O接口技術的供應商均提供一個支持TCP/IP協議的以太網接口，如Siemens、Rockwell、GE-Fanuc等，他們除了銷售各自PLC產品，同時提供與遠程I/O和基于PC的控制系統相連接的接口。FF現場總線正在開發高速以太網，這無疑大大加強了以太網在工業領域的地位。

2.現場總線的發展趨勢

雖然現場總線的標準統一還有種種問題，但現場總線控制系統的發展卻已經是一個不爭的事實。隨著現場總線思想的日益深入人心，基于現場總線的產品和應用的不斷增多，現場總線控制系統體系結構日益清晰，具體發展趨勢表現在以下幾個方面。

(1) 網絡結構趨向簡單化 早期的MAP模型由7層組成，現在Rockwe11公司提出了3層結構自動化，Fisher Rosemount公司提出了2層自動化，還有的公司甚至提出1層結構，由以太網一通到底。目前比較達成共識的是3層設備、2層網絡的3＋2結構。3層設備是位于底層的現場設備，如傳感器/執行器以及各種分布式I/O設備等，位于中間的控制設備，如PLC、工業在制計算機、專用控制器等；位于上層的是操作設備，如操作站、工程師站、數據服務器、－般工作站等；2層網絡是現場設備與控制設備之間的控制網，以及控制設備與操作設備之間的管理網。

（2）大量采用成熟、開放和通用的技術 在管理網的通信協議上，越來越多的企業采用最流行的TCP/IP協議加以太網，操作設備一般采用工業PC甚至普通PC，控制設備一般采用標準的PLC或者是工業控制計算機等，而控制網絡就是各種現場總線的應用領域。

由此可見，新型的現場總線控制系統與傳統的控制系統（如DCS、PLC）之間并不是完全取而代之的關系，而是繼承、融合、提高的關系。