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1.2.4 基于現場總線的自動化監控及信息集成系統主要優點

（1）增強了現場級信息集成能力

現場總線可從現場設備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動化及cims系統的信息集成要求。現場總線是數字化通信網絡，它不單純取代4-20ma信號，還可實現設備狀態、故障、參數信息傳送。系統除完成遠程控制，還可完成遠程參數化工作。

（2）開放式、互操作性、互換性、可集成性

不同廠家產品只要使用同一總線標準，就具有互操作性、互換性，因此設備具有很好的可集成性。系統為開放式，允許其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統中去，因此，市場上將有許多面向行業特點的監控系統。

（3）系統可靠性高、可維護性好

基于現場總線的自動化監控系統采用總線連接方式替代一對一的i/o連線，對于大規模i/o系統來說，減少了由接線點造成的不可靠因素。同時，系統具有現場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現場設備的遠程參數設定、修改等參數化工作，也增強了系統的可維護性。

（4）降低了系統及工程成本

對大范圍、大規模i/o的分布式系統來說，省去了大量的電纜、i/o模塊及電纜敷設工程費用，降低了系統及工程成本。

1.3 現場總線標準

現場總線技術得以實現的一個關鍵問題，是要在自動化行業中形成一個制造商們共同遵守的現場總線通信協議技術標準，制造商們能按照標準生產品，系統集成商門能按照標準將不同產品組成系統。這就提出了現場總線標準的問題。國際上著名自動化產品及現場設備生產廠家，意識到現場總線技術是未來發展方向，紛紛結成企業聯盟，推出自己的總線標準及產品，在市場上培養用戶、擴大影響，并積極支持國際標準組織制定現場總線國際標準。能否使自己總線技術標準在未來國際標準中占有較大比例成份，關系到該公司相關產品前途、用戶的信任及企業的名譽。而歷史經驗證明：國際標準都是采用一個或幾個市場上最成功的技術為基礎。因此，各大國際公司在制定現場總線國際標準中的竟爭，體現了各公司在技術地位上的競爭，而其最終還是要歸結到市場實力的競爭。

據說目前國際上現有各種總線及總線標準不下二百多種。具有一定影響和已占有一定的總線有如下幾種：

1.3.1 profibus現場總線

1996年3月15日批準為歐洲標準，即din 50170 v.2。profibus產品在世界市場上已被普遍接受，占歐洲，年增長率25%。目前支持profibus標準的產品超過1500多種，分別來自國際上250多個生產廠家。在世界范圍內已安裝運行的profibus設備已超過200萬臺，到1998年5月，適用于過程自動化的profibus-pa儀表設備在19個國家的40個用戶廠家投入現場運行。1985年組建了profibus國際支持中心；1989年12月建立了profibus用戶組織（pno）。目前在世界各地相繼組建了20個地區性的用戶組織，企業會員近650家。1997年7月組建了中國現場總線（profibus）專業委員會，并籌建現場總線profibus產品演示及認證的實驗室。

profibus主要應用領域有：

。制造業自動化：汽車制造（機器人、裝配線、沖壓線等）、造紙、紡織。

。過程控制自動化：石化、制藥、水泥、食品、啤酒。

。：發電、輸配電。

。樓宇：空調、風機、照明。

。鐵路交通：信號系統

1.3.2 ff現場總線

1994年由isp 基金會和world fip(北美)兩大集團合并成立ff基金會，其宗旨在于開發出符合iec和iso標準的、的國際現場總線（fundation fieldbus）。低速總線（h1）協議已于1996年發表。已完成開發的高速總線（h2）擬于1998年內表。1997年5月建立了中國現場總線（ff）專業委員會，并籌建ff現場總線產品認證中心。目前，ff現場總線的應用領域以過程自動化為主。如：化工、電力廠實驗系統、廢水處理、油田等行業。

1.3.3 lonworks總線

lonworks現場總線全稱為lonworks networks,即分布式智能控制網絡技術，希望推出能夠適合各種現場總線應用場合的測控網絡。目前longworks應用范圍廣泛，主要包括工業控制、樓宇自動化、數據采集、scada系統等。國內主要應用于樓宇自動化方面。

1.3.4 canbus現場總線

canbus現場總線已由iso/tc22技術委員會批準為國際標準ios 11898（通訊速率小于1mbps）和iso 11519（通訊速率小于125kbps）。canbus主要產品應用于汽車制造、公共交通車輛、機器人、液壓系統、分散型i/o。另外在、醫療器械、工具機床、樓宇自動化等場合均有所應用。

1.3.5 worldfip現場總線

90~91年fip現場總線成為法國國家安全標準。96年成為歐洲標準（en 50170 v.3）。下一步目標是靠近iec標準，現在技術上已做好充分準備。worldfip國際組織在北京設有辦事處，即worldfip中國信息中心，負責中國的技術支持。worldfip現場總線采用單一總線結構來適應不同應用領域的需求，不同應用領域采用不同的總線速率。過程控制采用31.25kbit/s,制造業為1m bit/s,驅動控制為1-2.5mbit/s。采用總線仲裁器和優先級來管理總線上（包括各支線）的各控制站的通信。可進行1對1、1對多點（組）、1對全體等多重通信方式。在應用系統中，可采用雙總線結構，其中一條總線為備用線，增加了系統運行的安全性。

worldfip現場總線適用范圍廣泛，在過程自動化、制造業自動化、電力及樓宇自動化方面都有很好的應用。

1.3.6 p-net現場總線

p-net現場總線籌建于己于1983年。1984年推出采用多重主站現場總線的第一批產品。1986年通信協議中加入了多重網絡結構和多重接口功能。1987年推出p-net的多重接口產品。1987年p-net標準成為開放式的完整標準，成為丹麥的國家標準。1996年成為歐洲總線標準的一部分（en 50170 v.1）。1997年組建國際p-net用戶組織，現有企業會員近百家，總部設在丹麥的siekeborg，并在德國、英國、葡萄牙和加拿大等地設有地區性組織分部。p-net現場總線在歐洲及北美地區得到廣泛應用，其中包括石油化工、能源、交通、輕工、建材、環保工程和制造業等應用領域。

1.4 如何面對眾多的現場總線標準

面對國際上各種流派的現場總線及標準，為深入研究的現場總線技術，推動我國現場總線技術和產品的研究開發，形成符合我國國情的和現實的標準體系，保護我國生產企業和用戶的投資效益，我國儀表標準化行業的主管單位-綜合技術經濟研究所遵循標準化工作程序，于己于1998年7月22日至多3日在北京中國科技會堂舉辦了“現場總線的標準化與中國自動化技術發展"研討會。會議邀請了profibus、ff、worldfip、p-net國際組織專家代表，介紹了國際流行現場總線技術及標準化情況。研討會上中外專家就現場總線國際標準化的發展展開了熱列討論，并提出以下見解與意見：

(1) 期望iec能盡早按預期目標完成統一標準的制定。

(2) 按目前進度估計，近年內iec很難完成預期目標。

(3) 目前iec提出的建議方案只限于過程自動化，難于滿足其它應用領域要求，不可能成為標準，很可能形成多種標準體系共存。

(4) 在統一標準框架下做多種通信協議接口，可能是統一標準的一種適宜的解決方案。

對我國發展現場總線技術政策，專家和代表們認為，結合我國國情，一方面應積極跟蹤iec國際標準化的發展，開展我國的技術研究和產品開發。另一方面在統一的iec標準未形成之前，積極開展對其它先進的現場總線技術研究，特別是對已有成熟應用經驗、應用領域覆蓋面大的現場總線技術的跟蹤研究。

1.5 對面臨選擇的用戶談個人看法并提出建議

從用戶角度出發，如何面對眾多現場總線標準作出選擇，筆者在此發表個人看法，并提出一點建議以供用戶參考。

（1）標準？ 從標準發展的歷史看，誰的技術將成為國際標準，或在國際標準中占有較大成份，主要取決于它在實際應用中取得多大的成果，取決于該項技術及產品在國際市場上的占有份額。也就是說，誰能占有市場誰將得天下。另一方面，國際標準化組織根據科學技術飛速發展現狀及廠商用戶對標準制定的要求，對標準的制定及批準手續作出相應的改變，即簡化了標準的制定程序和手續，并承認存在所謂事實上的標準，即那些在市場中已占有較大份額、具有很大的用戶成功應用經驗的技術標準，如我們熟知的tcp/ip通信協議標準。

（2）選擇總線？ 在目前國際上現場總線群雄并起局面下，用戶應從實際應用工程特點出發去選擇。因為沒有一種可包羅萬象、適合所有應用領域的現場總線技術。應著重考察這種總線在本行業中的應用業績。如制造業自動化、電力自動化及過程控制自動化三個領域，在數據實時響應要求方面就大不一樣。

（3）選擇產品？ 用戶應盡量選擇國際度大、擁有用戶多、產品應用基礎好的公司產品，因為這些公司的現場總線技術被國際標準采納的可能性大。即使沒有被國際標準采納，大公司為考慮信譽，會提出原有技術與國際標準的接口，而不會置公司信譽于不顧，丟掉老客戶不管。

（4）積極跟蹤、勇于進取！如果因為國際iec還沒有統一現場總線標準，就不敢使用這項先進技術是大可不必的。這將會使企業喪失一次盡早提高企業自動化水平的機會，或喪失一次提高本企業產品水平的機會，從而導致企業在未來同行競爭中處于劣勢。國際iec要統一現場總線標準不是一朝一夕的事，坐等時機流逝為下策，只有積極跟蹤、勇敢進取方為企業發展上策。

第二章：現場總線profibus技術要點

本章從profibus協議標準角度，概要說明了profibus技術要點。使讀者可快速了解profibus技術概貌。

2.1 profibus概貌

(1) profibus是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準。廣泛適用于制造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通、電力等其他領域自動化。

(2) profibus由三個兼容部分組成，即profibus-dp（decentralized periphery）、profibus-pa(process automation)、profibus-fms(fieldbus message specification)。

(3) profibus-dp：是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式i/o的通信。使用profibus-dp可取24vdc或4-20ma信號傳輸。

(4) profibus-pa：專為過程自動化設計，可使傳感器和執行機構聯在一根總線上，并有本征安全規范。

(5) profibus-fms：用于車間級監控網絡，是一個令牌結構、實時多主網絡。

(7) profibus是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層與控制的現場總線技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。