現(xiàn)場(chǎng)總線是90年代初期興起的一種先進(jìn)工業(yè)控制技術(shù)，和DCS相比有許多的優(yōu)點(diǎn)，它是一種全數(shù)字化、全分散式、全開(kāi)放、可互操作和開(kāi)放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的新一代控制系統(tǒng)；是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)和控制技術(shù)的綜合與集成;它將通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備，用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，它將傳統(tǒng)的DCS三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變成兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)“工作站現(xiàn)場(chǎng)總線智能現(xiàn)場(chǎng)儀表”，降低了成本，提高了可靠性，實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系，所以自它誕生之日起，就對(duì)DCS形成了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。目前現(xiàn)場(chǎng)總線己成為世界上自動(dòng)化技術(shù)的熱點(diǎn)，世界上許多工控領(lǐng)域的巨人如：Honeywell，F(xiàn)isher-Rosemount等都積極開(kāi)展FCS技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用，推出了自己的FCS產(chǎn)品，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前各類現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品有40多種，從而，使有的用戶對(duì)之目不暇接，甚至感到困惑而不知所從。本文將從應(yīng)用的角度出發(fā)，對(duì)目前比較流行的五種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析之后，針對(duì)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)時(shí)工程中關(guān)心的有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展討論。

二、 幾種現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)

　　1． CAN
　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller AreaNetwork)的簡(jiǎn)稱，它是由德國(guó)的Bosch公司及幾個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)出來(lái)的，起初它是為汽車的檢測(cè)和控制而設(shè)計(jì)的，后來(lái)逐步發(fā)展到用于其它工業(yè)部門(mén)，值得指出的是，CAN是目前**被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線，它有如下基本特點(diǎn)：
　　(1) CAN協(xié)議遵循 ISO／OSI模型，采用了其中的物理層，鏈路層與應(yīng)用層的三層結(jié)構(gòu)。
　　(2) CAN的通信速率為5Kbps／10km，lMbps／40m，節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)：傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，光纖等。
　　(3) CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低。并且，當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，CAN具有自動(dòng)關(guān)閉節(jié)點(diǎn)的功能，自動(dòng)切斷與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點(diǎn)及其通信不受影響，所以，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
　　(4) CAN采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)全分布式多機(jī)系統(tǒng)，且無(wú)主從之分。
　　(5) CAN采用非破壞性的總線仲裁技術(shù)。
　　(6) CAN不能支持防爆區(qū)。
　　CAN自誕生以來(lái)，以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想，良好的功能特性和極高的可靠性越來(lái)越受到工業(yè)界的青睞，目前己在許多行業(yè)獲得應(yīng)用：汽車，機(jī)器人，樓宇自控，紡織機(jī)械，醫(yī)療器械，自動(dòng)化儀表，傳感器等。目前支持CAN協(xié)議的世界有多家有名大公司：Intel，Motorla，Honeywell，NEC，Siemens，Philips等。其在測(cè)控和智能儀表方面的應(yīng)用如圖l和圖2所示。
　　

       2．LONWORKS
　　LONWORKS是局部操作網(wǎng)絡(luò)， LON是Local operatingnetwork的簡(jiǎn)稱，它是美國(guó)Echelon公司于1991年3月推出的技術(shù)和產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)為：
　　(1) LONWORKS采用LONTALK通訊協(xié)議，該協(xié)議遵循ISO／OSI參考模型，它提供了OSI所定義的全部7層服務(wù)，在所有現(xiàn)場(chǎng)總線中，這是****的特色。
　　(2)通信速率為78Kbps／2700m，1．25Mbps／130m，節(jié)點(diǎn)數(shù)32000個(gè)，傳輸介質(zhì)可為雙絞線，同軸電纜，光纖，電源線等。
　　(3)LONWORKS的核心是Neuron(神經(jīng)元)芯片，內(nèi)含3個(gè)8位CPU。**個(gè)CPU為介質(zhì)訪問(wèn)控制處理器，處理LONTALK協(xié)議的**層和**層。**個(gè)CPU為網(wǎng)絡(luò)處理器，實(shí)現(xiàn)LONTALK的第3層到第6層的功能：第3個(gè)CPU為應(yīng)用處理器，實(shí)現(xiàn)LONTALK的第七層協(xié)議，執(zhí)行由用戶編的代碼及用戶的代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。Neuron芯片的編程語(yǔ)言為Neuron C，是從ANSI C中派生出來(lái)的。 LONWORKS提供一套開(kāi)發(fā)平臺(tái)， LONBUILDER和Node Builder，價(jià)格為10-30萬(wàn).
　　(4)Lonworks可以構(gòu)成：總線型、星型、環(huán)型和混合型等典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自由組合，可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)場(chǎng)總線的互聯(lián)。見(jiàn)圖3、圖4。
　　(5) Lontalk協(xié)議的介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議對(duì) CSMA作了改進(jìn)，采用一種稱作Predictive P-PersistentCSMA的新協(xié)議。
　　(6)Lonworks能支持防爆區(qū)。
　　Lonworks技術(shù)自1991年推出后，發(fā)展很快，到1996年已有2600家生產(chǎn)商，使用并且安裝了200多萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)